磷酸铁锂电池管理系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种磷酸铁锂电池管理系统，属于电子技术领域。它解决了现有的车辆电池管理系统结构复杂、控制精度低、稳定性差的问题。本磷酸铁锂电池管理系统，设置在车辆电源和整车控制系统之间，车辆电源包括若干个依次串联的电池组且车辆电源与高压配电箱相联，每个电池组分别包括若干个单体电池，本电池管理系统包括一个主控模块和若干个分别设置在各个电池组上用于采集各个电池组信息的Ａ／Ｄ隔离采集模块，Ａ／Ｄ隔离采集模块通过第一ＣＡＮ总线与主控模块相联，主控模块通过第二ＣＡＮ总线与整车控制系统相联，在主控模块上还联接有设置在高压配电箱内的总电压传感器和总电流传感器。本实用新型专利技术具有设计合理、结构简单、大大延长电池使用寿命的优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子
，涉及电池管理系统，尤其是涉及一种磷酸铁锂电 池管理系统。
技术介绍
用于电动汽车(EV)和混合动力电动汽车(HEV)的汽车电源由电池组构成，电池组 由多个单体电池连接而成。尽管汽车电源系统将电池组看作单个高压电池，每次都对整个 电池组进行充电和放电，但电池控制系统必须独立考虑每个电池的情况。电池规定的容量 是指电池从100%充电状态到零充电状态所能提供的电量。充电到100%充电状态或放电 到零充电状态会迅速缩短电池寿命，因此应该仔细管理电池以避免完全充电或完全放电状 态。如果电池组中的一个电池容量稍微低于其他电池，那么经过多个充电/放电周期后，其 充电状态将逐渐偏离其它电池。如果这个电池的充电状态没有周期性地与其它电池平衡， 那么它最终将进入深度放电状态，从而导致损坏，并最终形成电池组故障。为防止这种情况 发生，每个电池的电压都必须监视，以确定充电状态。此外，必须有一个装置让电池单独充 电或放电，以平衡这些电池的充电状态。为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献 公开了一种车辆的电池管理系统，包括多个从控制单元，每个 所述从控制单元包括电压检测单元，电压检测单元检测多个电池单位中相应电池单位的充 电电压值，因而对相应电池单位的充电状态进行管理。电池管理系统还包括主控制单元，主 控制单元包括检测所有电池单位的代表电流值的电流检测单元，该主控制单元与从控制单 元连接，以对所有电池单位的充电状态进行管理。上述方案虽然在一定程度上提高了车辆电源的性能，但是仍然存在着结构复杂， 控制精度不高，稳定性差，电池的使用寿命较短等技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，能够准确地控 制电池充放电时机，大大延长电池使用寿命的磷酸铁锂电池管理系统。为达到上述目的，本技术采用了下列技术方案本磷酸铁锂电池管理系统，设 置在车辆电源和整车控制系统之间，车辆电源包括若干个依次串联的电池组且车辆电源与 高压配电箱相联，每个电池组分别包括若干个单体电池，其特征在于，本电池管理系统包括 一个主控模块和若干个分别设置在各个电池组上用于采集各个电池组信息的A/D隔离采 集模块，所述的A/D隔离采集模块通过第一 CAN总线与主控模块相联，所述的主控模块通过 第二 CAN总线与整车控制系统相联，在主控模块上还联接有设置在高压配电箱内的总电压 传感器和总电流传感器。在上述的磷酸铁锂电池管理系统中，所述的主控模块包括信号处理单元，上述的 总电压传感器和总电流传感器联接在信号处理单元上，在信号处理单元上还联接有能根据检测到的实时电流信号分析电池实时容量的容量分析单元。在上述的磷酸铁锂电池管理系统中，所述的主控模块上还联接有能检测车辆电源工作温度的温度检测单元，所述的温度检测单元通过信号处理单元与容量分析单元相联。在上述的磷酸铁锂电池管理系统中，所述的A/D隔离采集模块包括依次串联的信号隔离采集单元、滤波单元和电平转换单元。在上述的磷酸铁锂电池管理系统中，所述的总电压传感器上联接有高压漏电检测装置，所述的高压漏电检测装置与辅助电源相联；所述的总电流传感器与另一辅助电源相 联。电池管理系统本身也是电池的负载，其较低的工作电流可提高系统效率，较低的备用电 流可在汽车熄火后防止电池过度放电。在上述的磷酸铁锂电池管理系统中，所述的主控模块上还联接有外扩的实时时钟芯片，该实时时钟芯片能在电池管理系统断电时记录停止时间并将电池信息存储。在上述的磷酸铁锂电池管理系统中，所述的主控模块上还设有CAN总线预留接口和控制预留接口。在上述的磷酸铁锂电池管理系统中，所述的主控模块为16位单片机。与现有的技术相比，本磷酸铁锂电池管理系统的优点在于1、结构简单，各部分元 器件布局合理电磁兼容性好，电磁干扰少。2、信号处理速度快，运行流畅，控制过程精准。3、 信号采集模块设计合理，信号传输畅通。4、预留扩展接口，整个系统的扩展性好，便于进行 后续开发。5、总电流传感器和高压漏电检测装置上分别联接有辅助电源，对车辆电源的波 动有很好的抑制作用。附图说明图1是本技术提供的结构框图。图中，电池组1、整车控制系统2、高压配电箱3、主控模块4、信号处理单元41、容量 分析单元42、实时时钟芯片40、CAN总线预留接口 4a、控制预留接口 4b、A/D隔离采集模块 5、信号隔离采集单元51、滤波单元52、电平转换单元53、第一 CAN总线6、第二 CAN总线7、 总电压传感器9、高压漏电检测装置90、总电流传感器10、温度检测单元11。具体实施方式如图1所示，本磷酸铁锂电池管理系统设置在车辆电源和整车控制系统2之间。车 辆电源包括若干个依次串联的电池组1且车辆电源与高压配电箱3相联，每个电池组1分 别包括若干个单体电池。本电池管理系统包括一个主控模块4和若干个分别设置在各个电 池组1上用于采集各个电池组1信息的A/D隔离采集模块5。A/D隔离采集模块5通过第一 CAN总线6与主控模块4相联，主控模块4通过第二 CAN总线7与整车控制系统2相联。A/ D隔离采集模块5包括依次串联的信号隔离采集单元51、滤波单元52和电平转换单元53。 在主控模块4上还联接有设置在高压配电箱3内的总电压传感器9和总电流传感器10。主控模块4包括信号处理单元41，上述的总电压传感器9和总电流传感器10联接 在信号处理单元41上，在信号处理单元41上还联接有能根据检测到的实时电流信号分析 电池实时容量的容量分析单元42。主控模块4上还联接有能检测车辆电源工作温度的温度 检测单元11，所述的温度检测单元11通过信号处理单元41与容量分析单元42相联。主控模块4上还联接有外扩的实时时钟芯片40，该实时时钟芯片40能在电池管理 系统断电时记录停止时间并将电池信息存储。主控模块4上还设有CAN总线预留接口 4a 和控制预留接口 4b。本实施例中的第一 CAN总线6和第二 CAN总线7均采用航插相联。本实施例中，主控模块4为16位单片机。总电压传感器9上联接有高压漏电检测 装置90，高压漏电检测装置90与辅助电源相联，总电流传感器10与另一辅助电源相联。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本技术精神作举例说明。本技术所 属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似 的方式替代，但并不会偏离本技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了电池组1、整车控制系统2、高压配电箱3、主控模块4、信号 处理单元41、容量分析单元42、实时时钟芯片40、CAN总线预留接口 4a、控制预留接口 4b、 A/D隔离采集模块5、信号隔离采集单元51、滤波单元52、电平转换单元53、第一 CAN总线6、 第二 CAN总线7、总电压传感器9、高压漏电检测装置90、总电流传感器10、温度检测单元11 术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释 本技术的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本技术精神相违背的。权利要求一种磷酸铁锂电池管理系统，设置在车辆电源和整车控制系统(2)之间，车辆电源包括若干个依次串联的电池组(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸铁锂电池管理系统，设置在车辆电源和整车控制系统（２）之间，车辆电源包括若干个依次串联的电池组（１）且车辆电源与高压配电箱（３）相联，每个电池组（１）分别包括若干个单体电池，其特征在于，本电池管理系统包括一个主控模块（４）和若干个分别设置在各个电池组（１）上用于采集各个电池组（１）信息的Ａ／Ｄ隔离采集模块（５），所述的Ａ／Ｄ隔离采集模块（５）通过第一ＣＡＮ总线（６）与主控模块（４）相联，所述的主控模块（４）通过第二ＣＡＮ总线（７）与整车控制系统（２）相联，在主控模块（４）上还联接有设置在高压配电箱（３）内的总电压传感器（９）和总电流传感器（１０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李书福，杨健，赵福全，吴晓峰，马小利，孙文凯，李传海，杨安志，丁勇，
申请(专利权)人：浙江吉利汽车研究院有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]