本发明专利技术公开了一种纯电动车用动力电池管理系统及其实现方法。该系统包括中控模块、测控模块、电池组、电机控制器、直流电动机、车载充电机、电流和电量检测模块、车载液晶显示模块、开关组、存储模块、时钟模块和温度管理模块。该系统仅通过一条ＣＡＮ通讯总线实现中控模块与测控模块、车载充电机、电机控制器、车载液晶显示模块的通讯。电池管理系统具有充电、放电、故障三种工作模式，可实现系统电池电压、温度、电流、电量等各项参数信息的采集、管理和控制，电池的安全充电以及故障预警。与现有技术相比，本发明专利技术的电池管理系统具有较高可靠性和充电安全性，系统工作稳定，功能全面，便于后续扩展。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池管理系统，尤其是涉及一种纯电动车用锂电池管理系统及其 实现方法。
技术介绍
随着汽车工业的快速发展，城市交通面临的压力越来越大，交通管理的复杂程度 也越来越高，对环境带来的污染和破坏也日益严重。为减少对环境的破坏，零排放、无污染 的纯电动汽车正逐步成为市场主流。纯电动汽车采用可充电、可循环使用的电池组，一般使 用能量密度高、循环寿命长、自耗电低的锂电池。由于锂电池个体之间的差异，在多次重复 充/放电之后极易出现不均衡现象，导致电池寿命下降，容易引发安全事故。因此，对纯电 动汽车的各项性能、参数的管理系统也提出了更高要求。尽管人们在不断研究新的技术手 段改进和完善现有的电池管理系统，但现有的纯电动车用电池管理系统仍存在可靠性不够 高、功能过于单一、管理系统架构未经过统一规划和优化、达不到大容量串联锂电池组的要 求等突出缺点，不能保障充电的安全性，无法满足车辆的运行需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种可靠性高、充电安全、 功能全面、分配合理、通讯稳定的纯电动车用动力电池管理系统。该电池管理系统能实时的 监测电池电压、温度、电流等数据，获得电池组中每节电池的实际状态；并根据不同工作模 式的要求对电池组进行合理管理，同时提供保护措施，使电池组在不同模式下性能最佳。依据本专利技术提出的一种纯电动车用动力电池管理系统，包括中控模块、测控模块、 电池组、电机控制器、直流电动机、车载充电机、电流和电量检测模块、车载液晶显示模块、 开关组、存储模块、时钟模块和温度管理模块；所述中控模块通过一条通讯总线CANl与测 控模块、车载充电机、电机控制器、车载液晶显示模块通讯；所述测控模块由若干个子测控 模块组成；所述电池组由若干个子电池组串联而成，每个子测控模块与子电池组一一对应 连接；电池组与开关组、电流和电量检测模块、车载充电机串联形成充电回路，电机控制器 与电池组并联形成放电回路；所述中控模块将实时采集的数据发送至车载液晶显示模块中 实时显示；所述电机控制器驱动连接直流电动机；所述时钟模块通过I2C总线与中控模块 连接；所述存储模块通过SPI总线与中控模块连接；所述温度控制模块与中控模块连接，并 控制连接若干与子电池组对应的风扇。进一步，所述开关组包括总开关、位于充电回路中的充电开关、以及位于放电回路 中的放电开关和预放电开关，所述总开关串联在电池组正极一端，所述放电开关与预放电 开关并联接入放电回路中。进一步，所述中控模块包括微处理器和电源监测器，所述微处理器通过若干隔离 电路分别与开关驱动电路、温度管理模块控制电路、总线驱动电路、绝缘电阻检测电路连 接；所述总线驱动电路包括通讯总线CANl驱动器、RS-485总线驱动器、SPI总线驱动器、I2C4总线驱动器和单总线驱动器五种通信接口模块。作为优选，所述电池管理系统还包括另一条通讯总线CAN2将中控模块与扩展设 备建立连接；所述扩展设备包括快速充电系统和汽车总控制器。进一步，所述中控模块的总线驱动电路还包括一通讯总线CAN2驱动器接口模块。进一步，所述中控模块实时采集的数据包括电池电压、电池电量、SOC值、实时电 流、各区域温度及系统工作状态；所述系统工作状态包括系统当前所处模式、车载充电机 工作状态、及直流电动机运行状态。进一步，所述存储模块中存储一数据表，所述数据表存放特定电压区间与其对应 的SOC值。进一步，所述电池管理系统可实现充电、放电、故障三种工作模式。另外，本专利技术还提出了一种纯电动车用动力电池管理系统的实现方法，包括以下 步骤1)系统初始化，读取当前时间，将当前时间与上次关机时间比较，判断时间差是否 超过设定时间，若时间差超出设定时间，则进行SOC校正；2)测量电池组中各电池的电压，并计算出平均电压值，判断该平均电压值是否 处于设置的特定电压区间内；若平均电压值在特定电压区间范围内，则查表获得校正后的 SOC值，并计算出电池电量值；3)检测电池组各区域温度，并读取出当前电流，将实时电池电压值、电池电量值、 SOC值、实时电流、各区域温度及系统工作状态数据送至车载液晶显示模块实时显示。进一步，所述步骤2)之后还包括，步骤21)判断电池电量值是否低于设定的最低电量值；若是，则系统跳出放电模式，进 入充电模式；22)判断电池电量值是否高于设定的最高电量值；若是，则系统跳出充电模式，进 入放电模式。本专利技术所述的电池管理系统是以电池组为对象，以中控模块为核心，配合各类传 感器、开关电路、可操控电动机、可配置充电机，加之可视化的用户管理，通过多种通讯总线 (如CAN、I2C, SPIU-wire-bus)等建立模块连接，实现了整个系统可靠稳定地运行。相对于现有技术，本专利技术的电池管理系统能为电池组提供过流、过温、短路、漏电 检测和过压差保护，提高电池组的能量利用率，延长电池寿命，从而使该系统具有较高可靠 性、充电安全性以及稳定性。此外，该系统还具有功能全面，便于后续扩展的优点。为了能更清晰的理解本专利技术，以下将结合附图说明阐述本专利技术的具体实施方式。附图说明图1是本专利技术所述的电池管理系统的系统结构图。图2是本专利技术所述的电池管理系统中控模块的结构图。图3是本专利技术所述的电池管理系统子测控模块的结构图。图4是本专利技术所述的电池管理系统的流程图。具体实施例方式实施例1参见图1，一种纯电动车动力电池管理系统，该系统主要包括中控模块1、测控模 块2、电池组3、电机控制器4、直流电动机5、车载充电机6、电流和电量检测模块7、车载液 晶显示模块8、开关组9、快速充电系统10、汽车总控制器11、测试显示模块12、存储模块 13、时钟模块14、温度管理模块15。该系统采用集散式结构，仅需一条通讯总线CANl即可 实现中控模块1与测控模块2、电机控制器4、车载充电机6、车载液晶显示模块8等设备通 讯。其中，各模块采用12V电源统一供电。中控模块1是系统采集和控制数据信息的核心。一方面，中控模块1采集整个系 统的数据，包括电池电压、温度、电池荷电量(SOC)、工作电流、充电机或电动机工作状态等； 另一方面，数据信息经中控模块1的分析处理对整个系统做出调控，包括故障判断、电池组 电量均衡、对充电机或电动机操作、液晶显示内容以及当前系统状态的存储等。中控模块1的内部结构，请参阅图2所示，包括微处理器MCU100、电源监测器 101、开关驱动电路102、温度管理模块控制电路103、总线驱动电路104、绝缘电阻检测电路 105和隔离电路106。微处理器MCU100用于整个模块的数据处理；电源监测器101为整个 模块提供稳定供电；开关驱动电路102控制开关组9中各个开关；温度管理模块控制电路 103控制温度管理模块15 ；总线驱动电路104包括通讯总线CANl驱动器、通讯总线CAN2 驱动器、RS-485总线驱动器、SPI总线驱动器、I2C总线驱动器和单总线驱动器；相应的隔离 电路105用于避免模块内各电路模块之间的干扰。测控模块2由多个相同的子测控模块组成，每个子电池组对应配备一个子测控模 块。该子测控模块的内部结构，请参阅图3所示，包括微处理器MCU200、电压检测电路201、 均衡电路202、绝缘电阻检测电路203、相应隔离电路204、通讯本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种纯电动车用动力电池管理系统，其特征在于包括中控模块、测控模块、电池组、电机控制器、直流电动机、车载充电机、电流和电量检测模块、车载液晶显示模块、开关组、存储模块、时钟模块和温度管理模块；所述中控模块通过一条通讯总线CAN1与测控模块、车载充电机、电机控制器、车载液晶显示模块通讯；所述测控模块由若干个子测控模块组成；所述电池组由若干个子电池组串联而成，每个子测控模块与子电池组一一对应连接；电池组与开关组、电流和电量检测模块、车载充电机串联形成充电回路，电机控制器与电池组并联形成放电回路；所述中控模块将实时采集的数据发送至车载液晶显示模块中实时显示；所述电机控制器驱动连接直流电动机；所述时钟模块通过I2C总线与中控模块连接；所述存储模块通过SPI总线与中控模块连接；所述温度管理模块与中控模块连接，并控制连接若干与子电池组对应的风扇。2.如权利要求1所述的纯电动车用动力电池管理系统，其特征在于所述开关组包括 总开关、位于充电回路中的充电开关、以及位于放电回路中的放电开关和预放电开关，所述 总开关串联在电池组正极一端，所述放电开关与预放电开关并联接入放电回路中。3.如权利要求1所述的纯电动车用动力电池管理系统，其特征在于所述中控模块包 括微处理器和电源监测器，所述微处理器通过若干隔离电路分别与开关驱动电路、温度管 理模块控制电路、总线驱动电路、绝缘电阻检测电路连接；所述总线驱动电路包括通讯总线 CANl驱动器、RS-485总线驱动器、SPI总线驱动器、I2C总线驱动器和单总线驱动器五种通 信接口模块。4.如权利要求1 3中任一权利要求所述的纯电动车用动力电池管理系统，其特征在 于所述电池管理系统还包括另一条通讯总线CAN2将中控模块与扩展设备建立连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：王自鑫，李佳明，袁昌杰，陈瑞祥，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81
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