[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(wú)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(wú)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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)端口CSBI連接所述數(shù)據(jù)隔離芯片U4的端口VOA，通過(guò)端口SDO連接所述數(shù)據(jù)隔離芯片U4的端口VID，通過(guò)端口SDI連接所述數(shù)據(jù)隔離芯片U4的端口VOB，通過(guò)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(guò)電容C20接地，端口VREF通過(guò)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(guò)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(yáng)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(guò)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(guò)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(guò)RS232接口傳來(lái)的信息并進(jìn)行顯示。