[發明專利]一種電動汽車電池包系統及其電壓電流檢測方法

在審

• 申請號: 201710465619.3
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107390571A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 潘晨
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電動汽車電池包系統，其特征在于，電池包系統包括電池管理系統和電池包，所述電池管理系統包括主控制器BMU及從控制器CMU；所述主控制器BMU由第一微控制器、第二微控制器、第一接觸器單元、第二接觸器單元、霍爾電流傳感器、隔離收發器及高壓采樣單元組成，所述從控制器CMU由數據采集單元、隔離變壓器及分流器組成；

所述電池包由n個電池組串聯而成后為整車用電單元供電，其中n為奇數，在第(n-1)/2個電池組與(n+1)/2個電池組之間串聯熔斷器，用于保護整車用電單元；電池包正極端依次連接霍爾電流傳感器、第一接觸器單元，負極端依次連接分流器、第二接觸器單元，所述第一接觸器單元第二接觸器單元還分別與整車用電單元連接；

每個電池組均與一個數據采集單元并聯，每兩個數據采集單元之間采用隔離變壓器進行數據傳遞，以減小信號干擾；與電池組1并聯的數據采集單元的IO口通過硬線連接分流器的內端子，用于傳遞采集的電壓模擬信號；數據采集單元通過AD轉換將模擬信號轉換為數字信號，與電池組1并聯的數據采集單元通過隔離變壓器與隔離收發器連接，用來發送經過AD轉換的電壓及溫度的數字信號；所述隔離收發器與第一微控制器通過硬線連接，以SPI的方式發送數字信號；所述第一微控制器與第二微控制器、第二微控制器與高壓采樣單元均采用雙絞線連接，高壓采樣單元采集高電壓模擬信號，在高壓采樣單元內經AD轉換，將數字信號發送給第二微控制器，第二微控制器向第一微控制器傳遞高壓采樣單元采集的高壓數字信號；

所述第一微控制器與與整車控制器VCU采用CAN通信，所述第一微控制器還與霍爾電流傳感器采用硬線連接、采用CAN通訊。

2.如權利要求1所述的一種電動汽車電池包系統，其特征在于，所述第一接觸器單元由主正接觸器、預充接觸器、預充電阻組成，所述第二接觸器單元為主負接觸器。

3.如權利要求1所述的一種電動汽車電池包系統，其特征在于，所述數據采集單元采用Freescale MC33772芯片，所述隔離收發器的型號為MC33664，霍爾電流傳感器采用LEM DHAB S/106，分流器采用VISHAY WSBS8518，高壓采樣單元采用TI ADS1148Q1芯片，微控制器采用MPC5744P。

4.如權利要求1所述的一種電動汽車電池包系統，其特征在于，所述電池組中的電池為鋰離子電池。

5.如權利要求1所述的一種電動汽車電池包系統，其特征在于，所述電池管理系統采集電池包系統參數，其中電池包系統參數包括電池包總電壓，熔斷器正、負端電壓，高壓母線正、負端電壓，母線電流，每個電池組電壓以及電池組溫度；其中，母線指電池包與整車用電單元的連接線，與電池包正端相連的是高壓母線正端，與電池包負端相連是高壓母線負端，高壓母線正端電壓為采樣連接線25與接地連接線21的壓差，高壓母線負端電壓為接地連接線21與采樣連接線20的壓差。

6.如權利要求5所述的一種電動汽車電池包系統，其特征在于，電池包總電壓，熔斷器正、負端電壓，高壓母線正、負端電壓均是由高壓采樣單元采樣得到，每個電池組電壓及電池組溫度參數均是由數據采集單元采樣得到。

7.如利要求5所述的一種電動汽車電池包系統，其特征在于，母線電流的采樣通過霍爾式電流傳感器或者分流器采樣得到，且第一微控制器優先采用分流器經過電壓采集計算得到的母線電流值，當分流器電壓采集出現故障時候，電池管理系統采用霍爾式電流傳感器采樣得到的母線電流值。

8.權利要求1所述的一種電動汽車電池包系統，其特征在于，若其中一個電池組溫度大于等于設定的閾值T₁，則電池管理系統向整車控制器VCU發送冷卻泵開啟請求，若其中一個電池組溫度小于等于設定的閾值T₂，則電池管理系統向整車控制器VCU發送加熱請求。

9.一種電動汽車電池包系統電壓電流檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)，電池包系統上電，第一微控制器讀取上一次下電時各電池組電壓、母線電流及各個電池組溫度數據；

步驟2)，第二微控制器向高壓采集單元發送電壓采集的信號，高壓采樣單元接收到電壓采集信號后，高壓采樣單元的連接線通路，高壓采樣單元向第二微控制器發送高壓數據；

步驟3)，各數據采集單元同時采集各電池組的模擬電壓、溫度，與電池組1并聯的數據采集單元采集分流器的電壓模擬信號，并通過放大器放大；

步驟4)，各數據采集單元通過隔離變壓器向前一個數據采集單元傳輸電池組的電壓、溫度，直到與電池組1并聯的數據采集單元通過隔離變壓器向隔離收發器發送電壓、溫度數據；

步驟5)，隔離收發器向第一微控制器發送電池組的電壓、溫度數據，第二微控制器向第一微控制器發送高壓數據，霍爾電流傳感器向第一微控制器發送電壓數據；

步驟6)，第一微控制器計算采樣連接線22與采樣連接線23的壓差，當壓差小于閾值U₁，主負接觸器閉合；第一微控制器計算采樣連接線24與采樣連接線25的壓差，當壓差大于閾值U₂，預充接觸器閉合；第一微控制器計數100ms之后，第一微控制器計算采樣連接線24與采樣連接線25的壓差，當壓差小于閾值U₃，主正接觸器閉合，預充接觸器斷開。