[發(fā)明專利]一種新能源汽車電池管理系統(tǒng)教學(xué)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011225427.3
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112419821A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許錫娟
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東中才教學(xué)儀器有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G09B25/00
• 代理公司: 廣州越華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44523
• 代理人: 陳岑

本發(fā)明涉及一種新能源汽車電池管理系統(tǒng)教學(xué)裝置，包括底板、下PCB板、下定位板、上定位板、鋰電池、上PCB板、壓板、電池數(shù)據(jù)采集模塊、顯示屏、電池彈簧、導(dǎo)線、導(dǎo)電螺絲、絕緣把手、溫度傳感器。本發(fā)明的有益效果是：采用底板、下PCB板、下定位板、上定位板、鋰電池、上PCB板、壓板配合模擬電動汽車上的電池包，利用電池數(shù)據(jù)采集模塊與下PCB板、上PCB板及安裝在下定位板上的溫度傳感器連接以采集鋰電池工作時的電壓、電流、剩余電量、溫度，并通過顯示屏實時顯示出來供老師和學(xué)員查看，通過旋轉(zhuǎn)絕緣把手，改變同一列或同一行串聯(lián)的鋰電池個數(shù)，讓學(xué)員進(jìn)行實踐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及教具領(lǐng)域，尤其涉及一種新能源汽車電池管理系統(tǒng)教學(xué)裝置。

背景技術(shù)

電動汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶，其主要功能包括：電池物理參數(shù)實時監(jiān)測；電池狀態(tài)估計；在線診斷與預(yù)警；充、放電與預(yù)充控制；均衡管理和熱管理等。

在電池充放電過程中，實時采集電動汽車蓄(應(yīng)該為動力電池組)電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池箱總電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象。同時能夠及時給出電池狀況，挑選出有問題的電池，保持整組電池運行的可靠性和高效性，使剩余電量估計模型的實現(xiàn)成為可能。除此以外，還要建立每塊電池的使用歷史檔案，為進(jìn)一步優(yōu)化和開發(fā)新型電、充電器、電動機(jī)等提供資料，為離線分析系統(tǒng)故障提供依據(jù)。

單體電池間的均衡：即為單體電池均衡充電，使電池組中各個電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。均衡技術(shù)是目前世界正在致力研究與開發(fā)的一項電池能量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

系統(tǒng)組成：

采集板：采集電壓、電流、溫度(霍爾)，使用16位單片機(jī)；

主控板：與整車系統(tǒng)進(jìn)行通訊，控制充電機(jī)，使用16位單片機(jī)；

彩色液晶屏：使用串口液晶屏，帶觸摸，實現(xiàn)人機(jī)交互功能。

系統(tǒng)主要功能：

①容量預(yù)測SOC：在充放電過程中在線實時監(jiān)測電池容量，隨時給出電池系統(tǒng)的剩余容量。

②過流、過壓、溫度保護(hù)：當(dāng)電池系統(tǒng)出現(xiàn)過流、過壓、勻壓和溫度超標(biāo)時，能自動切斷電池充放電回路，并通知管理系統(tǒng)發(fā)出示警信號。

③自動充電控制：當(dāng)電池的荷電量不足45％時，根據(jù)當(dāng)前電壓，對充電電流提出要求，當(dāng)達(dá)到或是超過70％的荷電量時停止充電。

④充電均衡：在充電過程中，通過調(diào)整單節(jié)電池充電電流方式，保證系統(tǒng)內(nèi)所有電池的電池端電壓在每一時刻有良好的一致性。

⑤自檢報警：自動檢測電池功能是否正常，及時對電池有效性進(jìn)行判斷，若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中有電池失效或是將要失效或是與其它電池不一致性增大時，則通知管理系統(tǒng)發(fā)出示警信號。

⑥通訊功能：采用CAN總線的方式與整車管理系統(tǒng)進(jìn)行通訊。

⑦參數(shù)設(shè)置：可以設(shè)置系統(tǒng)運行的各種參數(shù)。

⑧上位機(jī)管理系統(tǒng)：電池管理系統(tǒng)設(shè)計了相應(yīng)的上位機(jī)機(jī)管理系統(tǒng)，可以通過串口讀取實時數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)BMS數(shù)據(jù)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和電池性能分析等功能，數(shù)據(jù)可靈活接口監(jiān)視器、充電機(jī)、警報器、變頻器、功率開關(guān)、繼電器開關(guān)等，并可與這些設(shè)備聯(lián)動運行。

發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題：電動車未來將以鋰電池為主要動力驅(qū)動來源，主因在于鋰電池有高能量密度優(yōu)勢，所以性能較為穩(wěn)定。然而鋰電池大量生產(chǎn)時品質(zhì)不易掌握，電池芯出廠時電量即存在些微差異，且隨著操作環(huán)境、老化等因素，電池間不一致性將愈趨明顯，電池效率、壽命也都將變差，再加上過充或過放等情況，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致起火燃燒等安全問題。因此，透過電池管理系統(tǒng)(BMS)能準(zhǔn)確量測電池組使用狀況，保護(hù)電池不至于過度充放電，平衡電池組中每一顆電池的電量，以及分析計算電池組的電量并轉(zhuǎn)換為駕駛可理解的續(xù)航力信息，確保動力電池可安全運作。