[發明專利]一種汽車動力鋰電池管理系統

有效

• 申請號: 200910192029.3
• 申請日: 2009-08-30
• 公開（公告）號: CN101643054A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 劉兵
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: B60R16/02
• 分類號: B60R16/02;H01M10/42;H02J7/00;H01M2/34
• 代理公司: 廣州中瀚專利商標事務所
• 代理人: 黃 洋

技術領域

本發明涉及一種混合動力汽車的動力電池的管理系統。?

背景技術

鋰離子電池最近開始應用在混合動力汽車上，與傳統的鉛酸電池、鎳氫電池相比，鋰離子電池具有大容量、高功率的特點，更符合混合動力車的動力要求。但是，鋰離子電池在蘊含驚人高密度能量的同時，它的不穩定性也是聞名于世的，各種過充、過溫、碰撞保護不好的情況都可能引發事故，而如果做不好均衡化管理，鋰電池的壽命就會大幅降低，甚至導致損壞，造成高成本的浪費。?

現有的鋰離子電池管理系統都是在每塊鋰電池保護板上采用MCU加電池單體電壓信號采樣電路，如利用P-MOS隔離鋰電池電壓，利用精密電阻，精密差分運放，高精度ADC等分立元件對每串鋰電池單體電壓監測或采用電感互感隔離，對每一串單體電壓信號單獨進行處理，上述管理系統成本高，體積大，穩定性差，并且不易擴展。?

發明內容

本發明的目的是提出一種性能穩定、體積小、成本低、易擴展的汽車動力鋰電池管理系統。?

本發明的汽車動力鋰電池管理系統由主控板和保護板組成，所述保護板置于電池包中，所述電池包有多個，串聯形成電池組，所述保護板由MCU及與MCU相連的CAN網關、鋰電池專用保護芯片構成，所述主控板由MCU和CAN網關構成，所述主控板與保護板之間通過CAN網絡通訊；所述電池組的正端與負載之間串接有正端繼電器，電池組的負端與負載之間串接有負端繼電器，所述正端繼電器及負端繼電器均由主控板的MCU控制。?

上述保護板的鋰電池專用保護芯片可以為LINEAR公司的LTC6802、ADI公司的AD7280，02公司的02-890等等，其內部均集成有多項針對鋰電池的管理功能，體積小、成本低、性能穩定。主控板與保護板之間采用CAN網絡通訊可以保證信號的穩定性。主控板與保護板之間采用分布式架構，結構簡單，易于擴展，當某個保護板發生故障時方便替換，不影響使用。?

另外，主控板的MCU通過控制繼電器的吸合來控制整個動力電池電路的通斷，設置正、負端兩個繼電器可以防止某個繼電器因為觸點燒結而不能斷開，確保電路安全。?

為防止在電池組電路接通瞬間電流過大，造成繼電器觸頭燒結，上述管理系統設置有預充電電路，所述預充電電路由串聯的預充電電阻與預充電繼電器，及與負載并聯的預充電電容組成，所述預充電電阻與預充電繼電器形成的串聯電路與正端繼電器并聯，所述預充電繼電器由主控板的MCU控制。當需要向負載供電時，首先接通負端繼電器，因為此時正端繼電器及預充電繼電器都未接通，所以負端繼電器的觸點沒有電流流過，不會產生拉弧現象；然后再接通預充電繼電器，這樣電池組即可通過預充電繼電器、預充電電阻向預充電電容充電，因為預充電電容與負載并聯，預充電電容的等效電阻遠遠小于負載，所以此時負載并不能啟動，即電池組流出的電流都是在向預充電電容充電，同時因為預充電電阻的存在，流過預充電繼電器的電流不會很大，不會產生拉弧現象。當預充電電容的電壓上升到一定值時，再斷開預充電繼電器，然后控制正端繼電器吸合，此時因為預充電電容的電壓已經較高，所以正端繼電器的觸頭的電壓差就不是很大了，不會發生拉弧現象，保護了繼電器觸頭。?

所述主控板的MCU連接有可監測電池組輸出電壓的電壓傳感器和可監測電池組輸出電流的電流傳感器。這樣當電池組出現過壓、欠壓、過流、欠流時，主控板的MCU控制正、負端兩個繼電器斷開，實現過壓、欠壓、過流、欠流保護。?

為確保在短路、過流時能夠斷開電路，所述電池組的輸出端與負載之間最好串接有熔斷器，熔斷器可以與上述的正、負端繼電器形成雙保險。?

所述保護板的MCU連接有可監測電池包溫度的溫度傳感器，所述主控板的MCU連接有冷卻風扇。將溫度傳感器分散設置在電池包中，可以更準確地監測各個電池包的溫度，當溫度過高時，主控板的MCU啟動冷卻風扇對電池包進行降溫，防止因電池溫度過高而導致保護板的功能不正常。?

所述保護板的MCU通過鋰電池專用保護芯片對電池進行被動和主動均衡化。保護板的MCU與主控板的MCU進行數據交換，主控板的MCU根據收到的數據進行對比、判斷，并發信號至需要進行均衡化的電池包中的保護板，從而實現電池的均衡化，延長電池壽命。?

本發明的汽車動力鋰電池管理系統采用分布式架構，結構簡單，易于擴展，并采用集成度高的鋰電池專用保護芯片對電池進行管理，性能穩定、體積小、成本低。?

附圖說明