[實用新型]一種混合動力汽車用動力電池組管理系統

有效

• 申請號: 200920126782.8
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN201464873U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 張后亮;樸昌浩;楊輝前;劉波;蘇嶺;周安建;任勇;于進強;萬禮華
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;G05D29/00;H01M10/42;H01M10/48;H01M10/46;H02J7/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本實用新型屬于電池組管理系統技術領域，尤其涉及混合動力汽車用動力電池組管理系統。

背景技術

節能和環保已經成為當今社會的重要主題，混合動力汽車及電動汽車是未來汽車產業的發展趨勢。動力電池組是混合動力汽車的關鍵部件，其性能將影響整車的整體特性。動力電池組屬于二次電池，由很多個單組電池模塊串聯而成，因此各個單組電池間的一致性是否良好會影響電池組的性能。此外，動力電池組在汽車的各種工況下循環進行充放電，所以動力電池組的充放電性能、循環使用壽命，電池組溫度變化、電池組容量變化等也會影響電池組的工作特性。電池組管理系統能夠實時監測電池組的總電流、總電壓、單組電池模塊電壓、電池組溫度，并能估算電池組容量，實時傳送數據給整車控制系統。電池組管理系統對混合動力電池組的安全起著重要作用。在已有技術中，對電池組電壓、電流采樣精度不高，這導致對電池組的電池容量估算不精確；對單組電池間的一致性沒有有效檢測，沒有檢測電池組溫度特性；與動力總成控制系統的通訊多采用串口通訊技術導致數據傳輸不可靠，抗干擾能力差。

發明內容

本實用新型為了解決以上問題，設計出一種動力電池組管理系統。

本實用新型提出的動力電池組管理系統由MCU模塊，電源模塊，繼電器控制模塊，電流傳感器模塊，電壓采集模塊，溫度傳感器模塊，絕緣檢測模塊，HANDSHAKE收發模塊，CAN收發模塊，RS232收發模塊構成。該管理系統能夠控制電池組的上下電和充放電，對電池組的電流、電壓、溫度、SOC即荷電狀態、絕緣性能進行綜合監測和管理，并把數據傳送給動力總成控制系統。

所述電源模塊與MCU模塊相連用于給MCU模塊提供5V電源，提供直流5V、±15V等多路穩定電壓給電池組管理系統的附屬器件。

所述電壓采集模塊用于測量電池組每個單組模塊電壓和電池組總電壓，通過高共模抑制比放大器測量電池電壓，通過精密放大器構成負反饋增益電路調節增益，將采集到的電壓送入MCU用于后續的分析處理。

所述電流傳感器模塊用于采集電池組充放電過程中的充放電電流，送入MCU用于后續的分析處理。

所述溫度傳感器模塊用于檢測電池組充放電過程中電池溫度，防止充放電過程溫度過高。

所述絕緣檢測模塊用于監測動力電池組與車體之間是否可靠分離，防止電池組漏電。各個溫度傳感器自帶ID，把每個溫度傳感器的地線、數據線、電源線進行合并，采用一根數據總線來進行通信。

電流傳感器模塊、電壓采集模塊、溫度傳感器模塊、絕緣檢測模塊的輸出端分別連接至所述MCU模塊的輸入端口，實現MCU模塊對檢測數據的采集；

所述MCU模塊的輸出端口與繼電器控制模塊相連，通過控制繼電器的吸合、斷開來控制電池組是否向外供電；繼電器控制模塊用來控制動力電池組是否向外面提供動力供給。

所述MCU模塊還分別與HANDSHAKE收發模塊、CAN收發模塊和RS232收發模塊相連，分別用于通過HANDSHAKE收發模塊協調整車控制系統與MCU模塊之間的通信、保證數據傳輸的有序性、有效性；通過CAN收發模塊進行其他控制器與MCU間的數據通信及程序的標定與診斷；通過RS232收發模塊用于進行電池組管理系統狀態監控、程序的標定、參數的修正。

在所述MCU模塊中，進行檢測數據的采集和分析、收發控制信號，它能夠控制電池組的上下電過程，記錄保存各模擬量(總電流、總電壓、單組電池電壓、溫度)的轉換結果，監視鎳氫動力電池組的綜合狀態量。如果檢測的某個狀態量持續超過預先設定的閥值達到一定的時間，則設置相應的故障標志，發出警報并執行相應的繼電器操作(如果有必要)。同時，還要根據串口發送過來的數據修改對應的修正參數值，并將這些參數值存儲于寄存器中。

該系統能夠提高電池組電流、電壓采集精度，對電池組的多點溫度進行檢測，提高在整車實際工況中系統數據傳輸的可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型提出的動力電池組管理系統總體結構框圖。

圖2為本實用新型提出的動力電池組管理系統MCU外圍電路原理圖。

圖3為本實用新型提出的動力電池組管理系統電源模塊原理圖。

圖4為本實用新型提出的動力電池組管理系統繼電器控制模塊原理圖。

圖5為本實用新型提出的動力電池組管理系統電流傳感器模塊采集原理圖。

圖6為本實用新型提出的動力電池組管理系統電壓采集模塊原理圖。

圖7為本實用新型提出的動力電池組管理系統溫度傳感器模塊采集原理圖。

圖8為本實用新型提出的動力電池組管理系統絕緣檢測模塊原理圖。