[實用新型]基于電流采樣芯片的電池管理系統

有效

• 申請號: 201320115855.X
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN203193314U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 劉振華;張如剛;薄忠成;馬猛
• 申請（專利權）人: 江蘇恒迅中鋰新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 徐州支點知識產權代理事務所(普通合伙) 32244
• 代理人: 張榮亮

技術領域

本實用新型涉及一種基于電流采樣芯片的電池管理系統，屬于測量電變量技術領域。

背景技術

隨著我國節能減排政策的推進，新能源的發展日益加快。近幾年全國各地新能源電動汽車、電動摩托車電動自行車數量急速增長，特別是在電動汽車方面國家更是大力支持出臺各項政策和法規來推動電動汽車的發展。而電動汽車和電動摩托車電動自行車都需要用到鋰離子動力電池作為其動力源或能量存貯裝置。所以各種各樣的鋰離子電池與配套的鋰電池管理系統在近年來也得到了長足的發展。

目前行業中的電池管理系統通常采用的是鋰電池采樣芯片測量多串電池組的每個單體的電壓、溫度的電池管理系統。以前鋰電池采樣芯片都應用在筆記本電池、手機電池管理，雖然現在推出的應用在電動汽車動力電池方面的鋰電池芯片在抗干擾等方面作了很大改進，但由于電動汽車驅動電機為大功率電機其產生的電磁干擾和動力電池交流紋波干擾會非常大，現有的鋰電池采樣芯片應用在電動汽車上往往抗干擾能力達不到要求，電池的電壓采樣會受到干擾影響。還有鋰電池采樣芯片由于采用集成技術其采樣輸入端的耐壓一般只做到-0.5V~5V，應用在幾百伏的電動汽車電池組上在大電流波動場合中非常容易導致鋰電池采樣芯片的損壞。目前鋰電池采樣芯片還有抗干擾、輸入耐壓等方面的問題需要改進和加強。所以基于鋰電池采樣芯片設計的鋰電池管理系統在電動汽車上應用故障率等會比較高。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種基于電流采樣芯片的電池管理系統，單體電壓采樣輸入耐壓高，抗干擾能力強。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種基于電流采樣芯片的電池管理系統，包括電池組、局部電池電壓采樣模塊和電池管理控制單模塊，電池組、局部電池電壓采樣模塊和電池管理控制單模塊依次電連接，局部電池電壓采樣模塊包括電流采樣芯片、濾波和溫度采樣模塊、單片機和CAN總線，電池組正極串聯電阻后與電流采樣芯片的差分電壓輸入端電連接，電流采樣芯片的輸出端串聯電阻后接地，濾波和溫度采樣模塊的輸入端與電流采樣芯片的輸出端電連接，濾波和溫度采樣模塊的輸出端與單片機電連接，單片機與CAN總線電連接。

進一步的，電流采樣芯片為差分輸入電流采樣芯片。

本實用新型的有益效果是：由于采樣電路由電流采樣芯片設計的電壓-電流轉換電路實現單體電壓采樣，所以本系統的電壓采樣端輸入耐壓可以達到-60V~60V，解決了上面所述的目前的鋰電池管理系統單體電壓采樣輸入耐壓低的技術問題。另外，由于本本實用新型沒有采用高度集成的鋰電池管理芯片，采樣與A/D轉換由兩個單元實現，在單體電壓轉換后的模擬信號送入A/D轉換器之前可以設計一個信號慮波電路，使動力系統產生的干擾大大減弱。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理圖。

圖中：1、電池組，2、局部電池電壓采樣模塊，20、電流采樣芯片，21、濾波和溫度采樣模塊，22、單片機，3、電池管理控制單模塊。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，本基于電流采樣芯片的電池管理系統，包括電池組1、局部電池電壓采樣模塊2和電池管理控制單模塊3，電池組1、局部電池電壓采樣模塊2和電池管理控制單模塊3依次電連接，局部電池電壓采樣模塊2包括電流采樣芯片20、濾波和溫度采樣模塊21、單片機22和CAN總線，電池組1正極串聯電阻后與電流采樣芯片20的差分電壓輸入端電連接，電流采樣芯片20的輸出端串聯電阻后接地，濾波和溫度采樣模塊21的輸入端與電流采樣芯片20的輸出端電連接，濾波和溫度采樣模塊21的輸出端與單片機22電連接，單片機22與CAN總線電連接。

工作原理：電池組1由多個電池串聯而成，單體電池正極通過串聯電阻分壓把單體電池電壓分壓后輸入電流采樣芯片20的差分電壓輸入端，通過電流采樣芯片20的轉換后在輸出端接了一個共地電阻把單體電池電壓轉換成電流后在共地電阻上形成對應單體電池的共地電壓輸出。經過濾波和溫度采樣模塊21后送入單片機22的A/D采樣端，實現單體電池電壓的采樣。單片機22的作用是A/D轉換讀取電池組1的電壓，同時濾波和溫度采樣模塊21送過來的模擬信號也通過單片機22轉換成數字溫度信號，并經過處理和分析后通過CAN總線傳輸給電池管理控制單模塊3，電池管理控制單模塊3將傳送過來的單體電池電壓、溫度數據進行分析和計算，實現電池組1電壓、溫度狀態的監控和報警，并與電動汽車的車身控制器通信把電池組1的狀態信息和報警信息傳輸給車身控制器。

為了更好地解決目前的鋰電池管理系統單體電壓采樣輸入耐壓低的技術問題，電流采樣芯片20為差分輸入電流采樣芯片，使得本實用新型的電壓采樣端輸入耐壓可以達到-60V~60V。