[實(shí)用新型]電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)及其電壓采集模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420105411.2
• 申請(qǐng)日: 2014-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN203800649U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 簡(jiǎn)煒;江學(xué)煥;陳宇峰;張金亮;張濤;向鄭濤;王思山;周鵬;史小平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北汽車工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;G01R19/25;B60L3/00;B60L11/18
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44273
• 代理人: 楊敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)及其電壓采集模塊。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車的研發(fā)成功是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的最佳方案之一，然而，傳統(tǒng)動(dòng)力電池存在電池組壽命短、充放電速度慢、甚至在劇烈碰撞下可能引起爆炸等問題。因此新型鋰離子電池——磷酸鐵鋰電池應(yīng)運(yùn)而生，但是，磷酸鐵鋰電池串聯(lián)使用中的不均衡現(xiàn)象大大的限制了其發(fā)展，解決電池組中各電池單體的不均衡問題，對(duì)電池組能量實(shí)現(xiàn)均衡控制，避免電池組進(jìn)行惡性循環(huán)，以此提升電池組整體使用壽命，是電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用的首要任務(wù)。尤其，現(xiàn)有的關(guān)于磷酸鐵鋰電池的電壓采集通常采用的電壓采集電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、零配件繁多，不僅無法對(duì)電池進(jìn)行穩(wěn)定、準(zhǔn)確的電壓監(jiān)控，而且電壓采集的精度和效果也相對(duì)較差，無法為電池組能量均衡提供可靠的依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有電動(dòng)汽車的磷酸鐵鋰電池串聯(lián)使用中易出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象，尤其關(guān)于磷酸鐵鋰電池的電壓采集無法對(duì)電池進(jìn)行有效、準(zhǔn)確的監(jiān)控且電壓采集精度和效果相對(duì)較差等問題而提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能高效實(shí)現(xiàn)電池充電過程的能量均衡，能對(duì)磷酸鐵鋰電池電壓進(jìn)行有效監(jiān)控，電壓采集效率高、效果好且精度高的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)及其電壓采集模塊。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

上述的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)，包括供電電池組；所述供電電池組為由若干單體電池箱通過電纜線串接而成的磷酸鐵鋰電池組；所述供電電池組連接有充放電口；所述控制系統(tǒng)還包括均與所述供電電池組電連接的電池電壓溫度監(jiān)測(cè)單元、電流監(jiān)測(cè)單元、動(dòng)態(tài)均衡單元以及與所述電池電壓溫度監(jiān)測(cè)單元電連接的主機(jī)單元、連接所述主機(jī)單元的上位機(jī)和串口液晶模塊；所述電池電壓溫度監(jiān)測(cè)單元連接于所述供電電池組和主機(jī)單元之間，其包括電壓監(jiān)測(cè)模塊、電壓采集模塊和溫度傳感器；所述電壓監(jiān)測(cè)模塊的信號(hào)輸入端分別通過所述溫度傳感器和電壓采集模塊與所述供電電池組電連接；所述電壓監(jiān)測(cè)模塊的信號(hào)輸出端通過CAN總線連接所述主機(jī)單元；所述電壓采集模塊由電壓采集電路組成，所述電壓采集電路包括電壓采集芯片U5以及與所述電壓采集芯片U5連接的數(shù)據(jù)隔離芯片U4；所述電壓采集芯片U5通過電壓采集端口連接所述供電電池組，同時(shí)連接有多個(gè)工作模式選擇端；同時(shí)，所述電壓采集芯片U5的電壓采集端口通過電容接地，且與所述供電電池組的單個(gè)電池之間串接有電阻。

所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)，其中：所述電壓采集芯片U5通過端口CSBI連接所述數(shù)據(jù)隔離芯片U4的端口VOA，通過端口SDO連接所述數(shù)據(jù)隔離芯片U4的端口VID，通過端口SDI連接所述數(shù)據(jù)隔離芯片U4的端口VOB，通過端口SCKI連接所述數(shù)據(jù)隔離芯片U4的VOC端口；所述電壓采集芯片U5的端口VREG通過電容C20接地，端口VREF通過電容C21也接地，端口NC接地。

所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)，其中：所述溫度傳感器采用可串聯(lián)工作且具有單總線工作模式的溫度傳感器。

所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)，其中：所述CAN總線上設(shè)有多個(gè)CAN接口；所述電壓監(jiān)測(cè)模塊的信號(hào)輸出端與所述CAN接口雙向通信連接；所述主機(jī)單元也與所述CAN接口雙向通信連接。

所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)，其中：所述電流監(jiān)測(cè)單元連接于所述供電電池組與主機(jī)單元之間。

所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)，其中：所述動(dòng)態(tài)均衡單元包括并聯(lián)于所述供電電池組兩端的雙向功率開關(guān)及與所述雙向功率開關(guān)連接的功率器件驅(qū)動(dòng)模塊；所述動(dòng)態(tài)均衡單元由動(dòng)態(tài)均衡電路組成，所述動(dòng)態(tài)均衡電路由儲(chǔ)能電感L、功率MOS管Q和續(xù)流二極管D連接組成；所述功率MOS管Q為N溝道功率MOS管Q，其漏極D和源極S分別通過所述儲(chǔ)能電感L連接至所述供電電池組的單個(gè)電池的正負(fù)兩極；所述續(xù)流二極管D的陽極端連接至功率MOS管Q的源極S，陰極端連接至功率MOS管Q的漏極D。

所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組能量均衡控制系統(tǒng)，其中：所述供電電池組和充放電口之間還連接有接觸保護(hù)器；所述接觸保護(hù)器還與所述主機(jī)單元連接；所述主機(jī)單元通過多路分配器連接所述功率器件驅(qū)動(dòng)模塊，同時(shí)還分別通過RS232接口連接所述上位機(jī)和串口液晶模塊；所述上位機(jī)接受由所述主機(jī)單元通過RS232接口傳來的信息并進(jìn)行顯示。