[發(fā)明專利]一種動力鋰離子電池管理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610123354.4
• 申請日: 2016-03-06
• 公開（公告）號: CN105576775A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鐵成;趙永磊
• 申請（專利權(quán)）人: 唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44;H01M10/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種動力鋰離子電池管理系統(tǒng)，屬于新能源汽車領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋰離子動力電池一般通過串并聯(lián)的方式把多節(jié)電池連接起來，以電池組的形式加以運用，但由于工藝技術(shù)限制，各單體電池特性不完全相同，性能不均衡的鋰離子電池在成組使用時極易出現(xiàn)過充過放超溫及過流現(xiàn)象，會嚴(yán)重影響電池的使用壽命，甚至造成安全隱患，因此必須設(shè)計一套關(guān)于鋰離子電池組的電池管理系統(tǒng)來維護電池的安全和性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實現(xiàn)了對鋰離子電池組的實時監(jiān)控及二級保護，保證電池使用安全，同時拓展了必要的均衡控制電路，配合一定的均衡控制算法，有效克服了電池不一致性對電池使用壽命造成的不良影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：動力鋰離子電池管理系統(tǒng)由多個電池模塊監(jiān)控單元和一個系統(tǒng)主控單元組成；每個電池模塊監(jiān)控單元對一個電池組進行監(jiān)控，每個電池組由6個單體電池組成；各電池模塊監(jiān)控單元通過片上SPI總線及I/O口與主控單元互聯(lián)；通過垂直堆疊，系統(tǒng)可最多監(jiān)控192個單體電池。系統(tǒng)中，電池模塊監(jiān)控單元負責(zé)電池參量的監(jiān)測、二級保護(過壓保護、欠壓保護、熱保護)及均衡控制信號提供，系統(tǒng)主控單元讀取電池模塊監(jiān)控單元提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)及故障信息，提供合適的均衡控制算法及供電保護回路的控制信號。系統(tǒng)主控單元可以通過CAN總線和外部進行通信。

本發(fā)明采用純電動汽車電池管理專用芯片，避免使用過多電子元器件散件，實現(xiàn)對電池溫度、電流、電壓數(shù)據(jù)的采集和絕緣檢測等功能，同時利用變壓器的能量傳遞設(shè)計均衡系統(tǒng)，實現(xiàn)集中式雙向主動均衡功能，提升電池使用效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)。

圖2是電壓，溫度采集電路。

圖3是均衡電路。

具體實施方式

本發(fā)明通過圖1所示的電池模塊監(jiān)控單元對電池組內(nèi)電池單體的電壓、溫度進行檢測，經(jīng)過處理后將數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)主控單元，并對電池組內(nèi)的不均衡進行管理。

系統(tǒng)主控單元實時獲取各電池模塊監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)，對電池組進行保護，保存歷史數(shù)據(jù)并與外部設(shè)備進行通訊。

系統(tǒng)主控單元采用芯片TMS320F2802，電池模塊監(jiān)控單元采用可同時監(jiān)控多節(jié)電池的監(jiān)控芯片bq76pl536，實現(xiàn)電池組中每節(jié)電池的精準(zhǔn)電壓監(jiān)視。

如圖2所示，電池溫度通過bq76pl536的引腳TS+與TS-之間的差分電壓測得，引腳REG50為外部溫度傳感器提供5V的電源電壓。溫度傳感器RTH采用負溫度系數(shù)熱敏電阻。

如圖3所示，采用耗散型均衡技術(shù)，通過給電池并聯(lián)耗能原件，當(dāng)某個單體電池核電狀態(tài)高于其他電池時，接通與之并聯(lián)的耗能電路實現(xiàn)荷電均衡。