[發(fā)明專利]電動(dòng)汽車用動(dòng)力磷酸鐵鋰電池組管理系統(tǒng)及其工作方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910197023.5
• 申請(qǐng)日: 2009-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN102044718A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣新華;劉勇;那偉;周欽哲;解晶瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號(hào): H01M10/42
• 分類號(hào): H01M10/42;H01M2/20
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 金家山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池組管理系統(tǒng)領(lǐng)域。具體涉及電動(dòng)汽車用動(dòng)力磷酸鐵鋰電池組的管理系統(tǒng)及其工作方法。

技術(shù)背景

鋰離子電池組應(yīng)用越來越廣泛，逐步應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、大型能量存儲(chǔ)系統(tǒng)等，鋰離子電池組管理系統(tǒng)及其工作方法是影響鋰離子電池組廣泛應(yīng)用的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)之一。新體系動(dòng)力磷酸鐵鋰電池組具有安全性能好、循環(huán)壽命長的優(yōu)點(diǎn)，促進(jìn)了電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而前幾年各單位和科研院所研究的都是鋰鈷氧體系、鋰錳氧體系以及三元體系的動(dòng)力電池組，如專利[公開號(hào)：CN?101039034A]公開了一種電池組管理系統(tǒng)及其工作方法，特征是它由數(shù)據(jù)處理單元、充電平衡調(diào)整執(zhí)行單元、放電控制執(zhí)行單元、電池狀態(tài)采樣單元、系統(tǒng)供電識(shí)別基準(zhǔn)單元、充電狀態(tài)指示單元所構(gòu)成。所采用的管理系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單，沒有采用模塊化的結(jié)構(gòu)，不具有產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用前景。萬向集團(tuán)的專利[專利號(hào)：ZL?200720113611.2]公開了一種鋰離子電池組管理系統(tǒng)的實(shí)用新型，也由若干個(gè)均衡電路、若干個(gè)多路電池電壓監(jiān)控芯片以及與所有的多路電池電壓監(jiān)控芯片通過總線相連的單片機(jī)單元，該管理系統(tǒng)在高壓安全控制方面存在缺陷，而且管理系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)單。

動(dòng)力磷酸鐵鋰電池組是一種新型的蓄電池組，它和傳統(tǒng)的鋰離子電池組的區(qū)別在于平臺(tái)特性好，不同的荷電狀態(tài)下電壓差異小，正因于此導(dǎo)致了目前管理系統(tǒng)根據(jù)電壓來控制的方法不再適合，制約了電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電動(dòng)汽車用動(dòng)力磷酸鐵鋰電池組管理系統(tǒng)及其工作方法，它是一種針對(duì)動(dòng)力磷酸鐵鋰電池組的管理系統(tǒng)和工作方法，能靈活擴(kuò)展，保證了電池組的高壓安全，同時(shí)有效發(fā)揮電池組的特性，具有巨大的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

電動(dòng)汽車用動(dòng)力磷酸鐵鋰電池組管理系統(tǒng)，所述電池組由多節(jié)磷酸鐵鋰電池串聯(lián)而成，其特征在于：所述管理系統(tǒng)包括正端動(dòng)力高壓接觸器3、負(fù)端動(dòng)力高壓接觸器4、預(yù)充電電阻5、預(yù)充電高壓接觸器6和7、充電高壓接觸器8、溫控系統(tǒng)風(fēng)扇9；所述管理系統(tǒng)還包括若干個(gè)模塊管理裝置1、一個(gè)總體管理裝置2；所述組成電池組的所有磷酸鐵鋰電池均分為若干個(gè)電池分組；每個(gè)模塊管理裝置1與每個(gè)電池分組相連以采集電池分組的電壓、溫度信號(hào)，并通過CAN網(wǎng)絡(luò)與總體管理裝置2交互信息；總體管理裝置2控制正端動(dòng)力高壓接觸器3、負(fù)端動(dòng)力高壓接觸器4、預(yù)充電高壓接觸器6和7、充電高壓接觸器8的通斷和溫控系統(tǒng)風(fēng)扇9的工作。

所述電池組的正極與動(dòng)力輸出正極之間存在兩條相互并聯(lián)的電路，一條是通過正端動(dòng)力高壓接觸器3直接連接動(dòng)力輸出正極，另一條是通過預(yù)充電電阻5串聯(lián)預(yù)充電高壓接觸器6連接動(dòng)力輸出正極；所述電池組的正極與充電器輸出正極之間也存在兩條相互并聯(lián)的電路，一條是通過充電高壓接觸器8直接連接充電器輸出正極，另一條是通過預(yù)充電電阻5串聯(lián)預(yù)充電高壓接觸器7連接充電器輸出正極；所述電池組的負(fù)極通過負(fù)端動(dòng)力高壓接觸器4接動(dòng)力輸出負(fù)極和充電器輸出負(fù)極。

所述的模塊管理裝置1，主要由電壓檢測(cè)電路11、均衡控制電路12、溫度檢測(cè)電路13、CAN通訊電路15、CPU14、CAN通訊電路15和電源模塊16組成，其中電壓檢測(cè)電路11與電池分組相連，均衡控制電路12與電池分組相連，溫度檢測(cè)電路13通過引線與溫度傳感器相連，溫度傳感器貼于電池分組表面；CPU14與電壓檢測(cè)電路11、均衡控制電路12、溫度檢測(cè)電路13、CAN通訊電路15和電源模塊16相連；CAN通訊電路15通過引線與總體管理裝置2相連。

模塊管理裝置1的電源由總體管理裝置2控制，電源模塊16通過引線與總體管理裝置2相連。電源模塊16為隔離電源模塊。

所述總體管理裝置2，包含CPU21、風(fēng)扇控制電路22、電壓檢測(cè)電路23、溫度檢測(cè)電路24、CAN通訊電路25、模塊電源控制電路26、絕緣電阻檢測(cè)電路27、電流檢測(cè)電路28、高壓安全檢測(cè)電路29、CAN通訊電路30和高壓接觸器控制電路31；其中CPU21與總體管理裝置2中其它各電路相連；溫度檢測(cè)電路24通過引線與溫度傳感器相連，用于檢測(cè)電源系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口溫度和出風(fēng)口溫度；所述的總體管理裝置的兩個(gè)CAN通訊電路，一個(gè)與模塊管理裝置1相連，另外一個(gè)與外部裝置10相連。

高壓安全檢測(cè)電路29為可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的高壓裝置的安全狀態(tài)的檢測(cè)電路。

電動(dòng)汽車用動(dòng)力磷酸鐵鋰電池組管理系統(tǒng)工作方法，它包括以下步驟：

步驟一、總體管理裝置2上電；