[發(fā)明專利]一種電動汽車鋰電池均衡維護系統(tǒng)及其工作方法

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• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109638924A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹大勝;吳成加;馬智慧;管理松;羅楊楊;張復(fù)文
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽天健環(huán)保車輛部件有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/04;B60L58/22;B60L58/20;H01M10/42
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種電動汽車鋰電池均衡維護系統(tǒng)，其特征在于，包括電池組、連接器、電壓溫度采樣單元、若干充電單元、中央處理器、時鐘單元、SD存儲器、風(fēng)冷控制電路、CAN接口電路、指示燈、RS232接口和觸控顯示屏；

其中，充電單元由充電開關(guān)、AC/DC模塊、充電控制電路和電流控制電路組成；

所述電池組與連接器相連接，連接器與電壓溫度采樣單元相連接，電壓溫度采樣電路與中央處理器交互式連接，電池組的電壓、溫度信號通過電壓、溫度采樣電路由中央處理器實現(xiàn)采集，得到當(dāng)前電池的電壓和溫度狀態(tài)；

所述充電電路由若干功能相同的充電單元組成，通過多個充電單元進行串聯(lián)，為電池組進行充電；

所述中央處理器與風(fēng)冷控制電路相連接，所述時鐘單元、SD存儲器與中央處理器交互式連接；

所述CAN通訊接口、指示燈與中央處理器相連接，用于系統(tǒng)對外通訊及內(nèi)部運行狀態(tài)顯示；所述觸控顯示屏與RS232接口相連接，RS232接口與中央處理器相連接，形成人機交互界面；

所述的電壓采樣電路、充電電路分別連接到連接器，由連接器的對應(yīng)連接端與電池組相連接，最終與電池組的極柱相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車鋰電池均衡維護系統(tǒng),其特征在于，所述充電單元包括一個充電開關(guān)、充電控制電路、電流控制電路、AC/DC模塊；所述的AC/DC模塊由220V交流電源輸入，輸出4.5V直流電壓，AC/DC模塊的輸出端通過一個充電開關(guān)與電池組中的對應(yīng)的電池單體相連接，所述的充電開關(guān)為輸出電流15A的直流繼電器，當(dāng)繼電器接通時，AC/DC模塊的輸出電壓加載到電池單體的正極,電池單體的負(fù)極與AC/DC模塊的負(fù)極相連接；所述的充電控制電路與中央處理器和AC/DC模塊相連接，用于控制AC/DC模塊的啟停工作，當(dāng)中央處理器輸出一個高電平信號時，充電控制電路有電流流過，此時，AC/DC模塊的啟動電路進入工作狀態(tài)，開關(guān)電源開始工作，產(chǎn)生充電電流；

所述電流控制電路與AC/DC模塊電流調(diào)節(jié)端口相連接，中央處理器與電流控制電路的輸入端相連接，所述充電電流調(diào)節(jié)分為3檔，當(dāng)電流控制電路不工作時，充電電流為最小2.5A,當(dāng)充電電流控制電路工作時，充電電流分別在中間檔5A或最大檔10A。

3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車鋰電池均衡維護系統(tǒng),其特征在于，所述中央處理器與風(fēng)冷控制電路相連接，當(dāng)充電單元工作時，風(fēng)冷控制電路同時工作，向系統(tǒng)外部強制排風(fēng)，在AC/DC表面形成強對流空氣，帶走AC/DC模塊工作時產(chǎn)生的熱量，為系統(tǒng)降溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車鋰電池均衡維護系統(tǒng),其特征在于，所述時鐘單元、SD存儲器與中央處理器交互式連接，時鐘單元在系統(tǒng)工作時，為處理器提供所需時鐘信息，SD存儲器用于保存系統(tǒng)工作時記錄的運行數(shù)據(jù)信息；

所述觸控顯示屏與RS232接口相連接，RS232接口與中央處理器相連接，形成人機交互界面，用于顯示中央處理器發(fā)送出來當(dāng)前充電電壓、電流、溫度及工作狀態(tài)，內(nèi)部設(shè)置參數(shù)的顯示，以及用于接收從觸控屏采集到的按鍵命令信息，并切換到相應(yīng)的顯示界面。

5.一種電動汽車鋰電池均衡維護系統(tǒng)的工作方法,其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟一：當(dāng)均衡維護系統(tǒng)接入到電池組后，由中央處理器通過電壓溫度采樣電路實時采集電池組的電壓和溫度，并將采集到的電壓與系統(tǒng)設(shè)置的充電電壓相比較；

步驟二：當(dāng)采集到電池單體電壓低于設(shè)定的電壓值時，中央處理器接通對應(yīng)充電單元的充電控制電路和充電開關(guān)電路，啟動該單元的AC/DC電源模塊，AC/DC電源模塊輸出電壓，以低檔2.5A的充電電流給電池單體進行充電；當(dāng)AC/DC電源模塊工作時，中央處理器輸出控制信號，接通風(fēng)冷控制電路，風(fēng)冷繼電器吸合，風(fēng)扇工作，向系統(tǒng)外部強制排風(fēng)，在AC/DC表面形成強對流空氣，帶走AC/DC模塊工作時產(chǎn)生的熱量，為系統(tǒng)降溫；

步驟三：中央處理器根據(jù)檢測到的單體電壓值與設(shè)定電壓之間的壓差，確定充電電流檔位為高檔、中檔還是低檔；適時控制電流控制電路,來調(diào)整AC/DC電源模塊的輸出電流實現(xiàn)電池的電能補充；AC/DC電源模塊的輸出電流即為電池單體的充電電流；

步驟四：中央處理器檢測到的單體電壓值與設(shè)定電壓之間的壓差縮小到設(shè)定的電壓值時，關(guān)閉該路AC/DC模塊輸出；

步驟五：中央處理器同時對多路充電單元進行巡檢,及時調(diào)整充電電流及充電控制開關(guān)，直到電池組中所有電池單體的壓差滿足設(shè)定要求，關(guān)閉所有充電開關(guān)及AC/DC模塊,完成電池單體的均衡維護；

步驟六：充電單元工作時，SD存儲器同時工作，中央處理器根據(jù)時鐘單元提供的信息，記錄當(dāng)前時刻的充電信息，存儲到SD存儲器中，以文本形式進行保存；

步驟七：充電單元工作時，中央處理器將當(dāng)前時刻的充電電壓、電流、溫度及工作狀態(tài)等信息通過RS232接口發(fā)送到觸控顯示屏上進行顯示，同時通過操作觸控顯示屏，切換到相應(yīng)的顯示界面，查看電池組的充電電流、電壓、溫度等信息。