[實(shí)用新型]一種智能分時(shí)混合均衡電池管理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120333767.8
• 申請(qǐng)日: 2011-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202206158U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文亞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張文亞
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 吳娜

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種智能分時(shí)混合均衡電池管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，市面上不帶有智能電池管理系統(tǒng)的電池組基本采用普通充電機(jī)或者充電站對(duì)電池組統(tǒng)一進(jìn)行充電。由于電池單元的物理化學(xué)特性存在差異，導(dǎo)致電池單體之間電量的差異性較大，嚴(yán)重影響了電池組的壽命，最近也開(kāi)始出現(xiàn)基于電池管理的電池組。

市面上帶有電池管理系統(tǒng)的電池組，基本都是很單一的均衡方式，要么是單一采用被動(dòng)均衡方式，要么單一采用主動(dòng)均衡方式。然而，這兩種方式都存在嚴(yán)重缺陷：主動(dòng)均衡是采用電阻放電方式實(shí)現(xiàn)均衡，是有損的。由于受放電電阻發(fā)熱溫度約束，均衡電流只能較小，通常為幾十毫安，導(dǎo)致均衡速度慢。主動(dòng)均衡方式雖然均衡電流大，可以達(dá)到安培級(jí)，但是誤差很大，當(dāng)單體電池電壓比較接近時(shí)候，均衡效果非常差，不利于細(xì)分管理。此外，目前的電池管理系統(tǒng)的人機(jī)交互非常單一，采用普通的儀表或者LCD顯示，既容易影響駕駛者操作安全，又不易讓駕駛者看懂理解。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、效率最優(yōu)的智能分時(shí)混合均衡電池管理系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：一種智能分時(shí)混合均衡電池管理系統(tǒng)，包括主控制器，主控制器的信號(hào)輸入輸出端分別與用于采集電池單體電壓和電流的電流電壓采集單元、均衡單元相連，所述的均衡單元包括主動(dòng)均衡電路和被動(dòng)均衡電路。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型采用電流電壓采集單元實(shí)時(shí)對(duì)電池單體的電流、電壓進(jìn)行采樣，采樣得來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線傳輸?shù)街骺刂破鳎骺刂破鞲鶕?jù)電流、電壓數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前電池的工作狀態(tài)，并在主動(dòng)均衡方式和被動(dòng)均衡方式之間動(dòng)態(tài)切換，實(shí)現(xiàn)了效率最優(yōu)化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電路框圖；

圖2是本實(shí)用新型中均衡單元的電路框圖；

圖3是本實(shí)用新型中主動(dòng)均衡電路、開(kāi)關(guān)矩陣和電池組的電路圖；

圖4是本實(shí)用新型中被動(dòng)均衡電路、開(kāi)關(guān)矩陣和電池組的電路圖。

具體實(shí)施方式

一種智能分時(shí)混合均衡電池管理系統(tǒng)，包括主控制器1，主控制器1的信號(hào)輸入輸出端分別與用于采集電池單體電壓和電流的電流電壓采集單元2、均衡單元3相連，所述的均衡單元3包括主動(dòng)均衡電路和被動(dòng)均衡電路。所述的主控制器1的信號(hào)輸出端分別與語(yǔ)音提示單元4和顯示單元5相連，所述的顯示單元5采用LCD顯示屏，如圖1所示。所述的語(yǔ)音提示單元4通過(guò)音頻放大電路，由喇叭播放，使得產(chǎn)品的人性化得到充分體現(xiàn)。

如圖2所示，所述的均衡單元3由主動(dòng)均衡電路、被動(dòng)均衡電路、控制器MCU、開(kāi)關(guān)矩陣6和電池組7組成，所述的控制器MCU通過(guò)SPI總線與開(kāi)關(guān)矩陣6相連，所述的主動(dòng)均衡電路、被動(dòng)均衡電路分別通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣6與電池組7相連，所述的電池組7由多個(gè)電池單體組成，控制器MCU和主控制器1之間通過(guò)CAN總線通訊。控制器MCU根據(jù)獲得的電壓、電流信息判斷目前電池的工作狀態(tài)，分析需要采用哪種均衡方式，控制開(kāi)關(guān)矩陣6，即開(kāi)關(guān)SW1～SWn切換到需要的均衡電路部分，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)均衡，達(dá)到效率最優(yōu)化。

如圖1所示，所述的主控制器1的信號(hào)輸入輸出端分別與熱管理單元、無(wú)線傳輸單元、電量管理單元和充電機(jī)控制單元相連，所述的主控制器1與電流電壓采集單元2、均衡單元3、語(yǔ)音提示單元4、顯示單元5、熱管理單元、無(wú)線傳輸單元、電量管理單元和充電機(jī)控制單元之間采用CAN總線通訊，所述的無(wú)線傳輸單元采用無(wú)線GPRS傳輸單元。主控制器1的功能如下：通過(guò)CAN總線獲取電流電壓采集單元2上的電壓電流信息，通過(guò)軟件算法得到電量值，顯示在LCD顯示屏上；主控制器1通過(guò)CAN總線獲取電流電壓采集單元2上的電壓電流信息，判斷當(dāng)前充電狀態(tài)和充電電壓，控制充電開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)；主控制器1通過(guò)CAN總線獲取熱管理單元上的溫度信息，通過(guò)PID算法控制環(huán)境溫度，實(shí)現(xiàn)恒溫工作，保證安全；主控制器1通過(guò)CAN總線控制無(wú)線傳輸單元，通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射系統(tǒng)信息；主控制器1通過(guò)CAN總線控制車載喇叭提示當(dāng)前系統(tǒng)信息。