一种电动汽车模块化电池管理系统技术方案

一种电动汽车模块化电池管理系统，其包括中央处理单元、车控通讯单元、充电通讯单元，所述中央处理单元还连接电池检测单元、电池均压单元、电池组检测单元、开关状态检测单元、显示单元和报警单元；所述电池检测单元的电压检测模块包括开关Ｋ１、Ｋ２和电压信号处理单元；开关Ｋ１、Ｋ２以巡回的方式逐个接通每一个单体电池的正负极。所述电池检测单元包括电压检测模块和温度检测模块；所述电池均压单元包括开关Ｋ４、Ｋ５和均压充电单元；所述开关Ｋ５与开关Ｋ４联动，以保证电池均压单元输出的正负极属性与对应的单体电池一致；本发明专利技术结构简单合理，模块化程度高，工作可靠。适合于各种电动汽车使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源管理系统，特别是涉及一种对电动汽车的电池组在行驶或者充电时进行监控和报警的电动汽车模块化的电池管理系统。
技术介绍
随着新能源技术的发展和广泛应用，电动设备需要大量的由单体电池串联而成的 电池组为其提供动力源，如电动汽车。在电池组的使用过程中，电池管理系统必须实时地监 控单体电池的工作状况如电压，电流，温度等参数，保证电动设备和电池组本身的安全以及 提供给用户一种合理高效地使用电池组的性能的解决方案。 目前二次电池的单体电池电压都较低，如镍氢电池1. 2V，铅酸电池2V，锂离子电 池3. 7V，要组成几百伏特的高压电池组系统，其体积庞大，重量大，电池管理系统接线繁杂 等特点，一般都会分为几个电池组串联的方式组合，所以模块化的电池管理系统必然成为 应用的趋势。 首先，模块化的电池管理系统其优点在于，底层的采集与均衡子模块分别管理自 己对应的电池组，保证了采集参数与控制的实时性，提高了电池管理系统对电池组的紧急 故障反应速度，为电动设备的安全性提供了保障，同时减少了整个电池组的高电压带来的 对电池管理系统的可靠性的影响。 其次，模块化的电池管理系统减小了电池组的安装的复杂性，并增加了电池管理 系统的可扩展性，电池管理系统采用CAN通讯保证了数据采集和控制的可靠与高效性。 模块化设计的电池管理系统可以充分发挥各个部分中央控制器的性能，底层子模 块可以采用低速的处理器，而上层BMU单元可以采用高速高运算性能的处理器，完全发挥 出各自特长，合理分配资源极大地提高了电池管理系统的性价比。 能量转移型的均衡电路为提高电池的使用寿命和最大发挥电池容量带给用户高 的经济价值提供了保障。同时模块化的电池管理系统方案也为低成本高电压的能量转移方 案得以实施提供了前提条件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种既能在电动汽车驾驶时对单 体电池和电池组的监控，又能在充电时对单体电池和电池组的监控、均压充电和报警的电 动汽车模块化的电池管理系统。 本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现包括中央处理单元、车控通讯单元、充 电通讯单元，所述中央处理单元还连接电池检测单元、电池均压单元、电池组检测单元、开 关状态检测单元、显示单元和报警单元。 所述电池检测单元包括电压检测模块和温度检测模块；所述电压检测模块包括由 中央处理单元控制的开关K1、K2和电压信号处理单元；所述开关K1为组合开关，其通道数 量为单体电池的个数+l，在中央处理单元的控制下，以巡回的方式逐个接通每一个单体电3池的正负极；所述开关K2为切换开关，与开关K1联动，以保证电压信号处理单元接收的电 平的信号的正负极属性不变；所述温度检测模块包括安装在单体电池上的温度传感器T、 开关K3和温度信号处理单元；所述开关K3为组合开关，其通道数量为单体电池的个数，在 中央处理单元的控制下与开关K1、K2 —起联动，以同样的巡回方式逐个连接相同的单体电 池上安装的温度传感器T ;所述电池检测单元的端口 1、端口 11、端口 III与中央处理单元 电连接。 所述电池均压单元包括开关K4、K5和均压充电单元；所述开关K4为组合开关，其 通道数量为单体电池的个数+l，在中央处理单元的控制下，以指定的方式接通指定单体电 池的正负极；所述开关K5为切换开关，与开关K4联动，以保证电池均压单元输出的正负极 属性与对应的单体电池一致；所述电池均压单元还与电池组电连接，其内部设置有充电电 源供给电路和由中央处理单元控制的充电开关电路；所述电池均压单元的端口 1、端口 II 与中央处理单元电连接。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点结构简单合理，模块化程度高，工作可靠。 适合于各种电动汽车使用。附图说明 图1为本专利技术一实施例的电气原理框图； 图2为图1所示实施例的电池检测单元的电气原理框图； 图3为图1所示实施例的电池均压单元的电气原理框图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明 参照图1，本实施例包括中央处理单元、车控通讯单元、充电通讯单元，所述中央处 理单元还连接电池检测单元、电池均压单元、电池组检测单元、开关状态检测单元、显示单 元和报警单元。 所述电池检测单元包括电压检测模块和温度检测模块；所述电压检测模块包括由 中央处理单元控制的开关K1、K2和电压信号处理单元；所述开关K1为组合开关，其通道数 量为单体电池的个数+l，在中央处理单元的控制下，以巡回的方式逐个接通每一个单体电 池的正负极；所述开关K2为切换开关，与开关K1联动，以保证电压信号处理单元接收的电 平的信号的正负极属性不变；所述温度检测模块包括安装在单体电池上的温度传感器T、 开关K3和温度信号处理单元；所述开关K3为组合开关，其通道数量为单体电池的个数，在 中央处理单元的控制下与开关K1、K2 —起联动，以同样的巡回方式逐个连接相同的单体电 池上安装的温度传感器T;所述电池检测单元的端口 I 101、端口11 102、端口ni 103与 中央处理单元电连接。 所述电池均压单元包括开关K4、K5和均压充电单元；所述开关K4为组合开关，其 通道数量为单体电池的个数+l，在中央处理单元的控制下，以指定的方式接通指定单体电 池的正负极；所述开关K5为切换开关，与开关K4联动，以保证电池均压单元输出的正负极 属性与对应的单体电池一致；所述电池均压单元还与电池组电连接，其内部设置有充电电 源供给电路和由中央处理单元控制的充电开关电路；所述电池均压单元的端口 I 2Q1、端4口 II 202与中央处理单元电连接。 所述电压信号处理单元、电池组检测单元、车控通讯单元、充电通讯单元、开关状态检测单元、显示单元和报警单元，采用成熟的现有技术的电路或者产品。 显示单元的显示器可以是单独的显示器，也可以利用电动汽车上现成的显示器。 报警单元的报警器可以是单独的报警器，也可以利用电动汽车上现成的报警器。 温度传感器T，开关K1-K5采用成熟的现有技术的产品。开关K1-K5可以是有触点开关或者无触点开关。 电池组检测单元用来获取电池组的总电压和总电流参数。 开关状态检测单元用来获取电池组总开关的状态。 车控通讯单元用来与车控装置通讯。 充电通讯单元用来与外部充电器通讯。 中央处理单元设置专用芯片和存贮单元，安装专用软件。 参照图l，右边虚线框中的为电动汽车上的装置，其中外部充电器，可以是充电站 的充电器，充电站相当于燃油汽车的加油站。 参照图2、3，电池组以5个单体电池串接为例，理论上，单体电池的个数为无限个， 而实际应用总是有限个数的。 参照图2，电池检测单元包括电压检测模块和温度检测模块，其功能是对单体电池 的温度和电压进行检测，检测数据最后传递到中央处理单元由专用软件进行处理。 电压检测模块的开关Kl，其通道数为单体电池个数+1 ，在本实施例中，单体个数 为5， Kl的通道数为5+1 = 6个，设通道编号为M1-M6，从附图2的上方向下方排列。在中 央处理单元的控制下，以一定时间间隔、按照一定的顺序、以每两个通道处于接通状态的方 式，进行巡回切换，如切换的时间间隔为30毫秒。开关K2与Kl联动，开关K2主要用来切 换开关K1的电压极性。如M1、M2通，其他断，且M1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车模块化电池管理系统，包括中央处理单元、车控通讯单元、充电通讯单元，其特征在于：所述中央处理单元还连接电池检测单元、电池均压单元、电池组检测单元、开关状态检测单元、显示单元和报警单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林勇，陈鸿飞，周树良，张朝晖，曹辉，
申请(专利权)人：湖南科力远高技术控股有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]