[發(fā)明專利]一種磷酸鐵鋰動力電池管理系統(tǒng)及管理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410352410.2
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104104137A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔納新;張承慧;商云龍;于廣
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種磷酸鐵鋰動力電池管理系統(tǒng)，其特征是：包括主控制器、電壓檢測電路、溫度檢測電路、絕緣檢測電路、電流傳感器、均衡電路、保護電路、預(yù)充電電路和動力電池組；其中，主控制器連接電壓檢測電路、均衡電路、溫度檢測電路、保護電路和絕緣檢測電路，電壓檢測電路、均衡電路分別連接動力電池組中的各個電池單體兩端，溫度檢測電路連接各個電池單體，絕緣檢測電路連接電池組的正負極兩端，用于判斷電池組各個電池單體電壓是否超出限值的保護電路連接各個電池單體的兩端，電池組兩端串聯(lián)預(yù)充電電路、充電機；

所述電壓檢測電路檢測動力電池組中各個電池單體的電壓，溫度檢測電路獲取電池組中各電池單體溫度，主控制器根據(jù)電壓、溫度值的不同，與相應(yīng)的設(shè)定范圍比較，控制均衡電路進行相應(yīng)的均衡動作。

2.如權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰動力電池管理系統(tǒng)，其特征是：所述動力電池組的正、負極兩端分別通過一個手動開關(guān)S1和一個開關(guān)Kb連接DC/DC供電電路的一端，DC/DC供電電路的另一端具有正負輸出端，分別連接有電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡電路和冷卻風(fēng)扇，為上述模塊供電。

3.如權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰動力電池管理系統(tǒng)，其特征是：所述預(yù)充電電路包括并聯(lián)的兩路支路，一路連接繼電器開關(guān)Kp后連接一個大功率電阻R；另一路為繼電器開關(guān)K+，預(yù)充電電路的一端通過熔斷器KF、電流傳感器連接動力電池組，另一端連接充電機。

4.如權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰動力電池管理系統(tǒng)，其特征是：所述主控制器通過CAN2總線連接充電機，主控制器通過CAN1總線連接車輛控制器，主控制器通過RS232串口連接PC機，主控制器連接有存儲模塊。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的一種磷酸鐵鋰動力電池管理系統(tǒng)的管理方法，其特征是：包括以下步驟：

(1)電壓檢測電路檢測動力電池組中各個電池單體的電壓，主控制器判斷電壓是否超過閾值或在最佳范圍內(nèi)，根據(jù)電壓值的不同，主控制器控制開關(guān)K+、K-、均衡電路的所有開關(guān)和開關(guān)Kb的開合；

(2)溫度檢測電路獲取電池組中各電池單體溫度，主控制器判斷電池組溫度是否超過規(guī)定值，如果超過規(guī)定值，斷開所有開關(guān)，不允許進行充、放電和均衡操作操作；

(3)當(dāng)電池組各電池單體電壓、溫度都在規(guī)定范圍內(nèi)，控制器控制電池組工作在充電/放電模式下，在充電/放電模式下，主控制器通過電流傳感器采集主電路的電流，并判斷是否超出限值，若超出，主控制器控制開關(guān)K+和K-斷開，停止充放電，主控制器若未切斷開關(guān)K+和K-，則快速熔斷器KF將熔斷，起到對電池組的過流強制保護；

(4)主控制器根據(jù)獲取的電池電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)，估算電池的各種狀態(tài)(SOC、SOH、RUL)，并通過CAN1將電池組的上述信息上報給整車控制器。

6.如權(quán)利要求5所述的管理方法，其特征是：所述步驟(1)中，具體方法包括：

(1-1)閉合手動開關(guān)S1，DC/DC供電電路得電，啟動主控制器、均衡電路、電壓檢測電路和溫度檢測電路；

(1-2)電池組中的各電池單體電壓若低于最小閾值或大于最大閾值，則保護電路會斷開開關(guān)Kb，切斷DC/DC供電電路，主控制器和均衡電路無電，進而斷開所有的開關(guān)，實現(xiàn)對電池組的過充、過放強制保護以及均衡保護；

(1-3)電池組中的各電池單體電壓若在閾值范圍之間，主控制器通過電壓檢測電路獲取電池組中各個電池單體的電壓，并判斷各個電池單體電壓是否在最佳范圍內(nèi)；

(1-4)若各個電池單體電壓不滿足最佳范圍，則主控制器控制開關(guān)K+、K-和均衡電路的所有開關(guān)斷開，實現(xiàn)對電池組過充、過放以及均衡的軟保護；

(1-5)若各個電池單體電壓滿足最佳范圍，并判斷最大電壓差是否大于均衡閾值，若大于，則控制均衡電路對電池組進行均衡；否則，不需要對電池組均衡。

7.如權(quán)利要求6所述的管理方法，其特征是：所述單體電池電壓的最小閾值為2V，最大閾值為3.7V，最佳范圍為[2.5，3.65]，均衡閾值為0.02V。