電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置及電動汽車的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，包括：電壓采集器，電壓采集器用于采集動力電池中單體電池的電壓；隔離器，隔離器與電壓采集器相連，隔離器用于電壓采集器進行隔離，并輸出電壓采集器采集的電壓；光電傳輸器和與光電傳輸器相連的電池管理器；與隔離器和光電傳輸器相連的控制器，控制器用于將電壓通過光電傳輸器發(fā)送至電池管理器。本實用新型的裝置可對動力電池中單體電池電壓進行精確采集，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、穩(wěn)定性好、性價比高的優(yōu)點。本實用新型還提供了一種電動汽車。
【專利說明】電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置及電動汽車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及汽車制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置及具有其的電動汽車。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于燃油汽車對環(huán)境的污染以及國際石油價格的不斷攀高，電動汽車包括純電動汽車和混合動力汽車作為綠色新能源技術(shù)的一個分支，具有低排放、低噪聲、可以實現(xiàn)交通能源來源多元化等諸多優(yōu)點，逐漸為人們所關(guān)注，市場占有率逐年增加。
[0003]而目前對電動汽車的動力電池系統(tǒng)中單體電壓采集方案較少，且方案復雜，成本較高，無法滿足大批量應用的需求。
[0004]如目前的一種方案利用微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊獲取動力電池單體電壓參數(shù)，并對動力電池單體電壓參數(shù)進行排序，微控制器根據(jù)剩余電量的實際情況或者選擇啟動主動均衡控制電路。但是該方法只是重點描述了單體電壓采取均衡的方案，并沒有詳細描述單體電壓采集的方法。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0006]為此，本實用新型的一個目的在于提出一種電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，該裝置可對動力電池中單體電池電壓進行精確采集，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、穩(wěn)定性好、性價比高的優(yōu)點。
[0007]本實用新型的另一個目的在于提供一種電動汽車。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型第一方面提出了一種電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，包括:電壓采集器，所述電壓采集器用于對采集動力電池中單體電池的電壓；隔離器，所述隔離器與所述電壓采集器相連，所述隔離器用于所述電壓采集器進行隔離，并輸出所述電壓米集器米集的電壓；光電傳輸器和與所述光電傳輸器相連的電池管理器；以及與所述隔離器和所述光電傳輸器相連的控制器，所述控制器用于將所述電壓通過所述光電傳輸器發(fā)送至所述電池管理器。
[0009]根據(jù)本實用新型的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，采集每個單體電池的電壓，進行隔離后輸出給控制器，控制器對電壓信號進行處理后，通過光電傳輸器傳輸給電池管理器。因此，該裝置可對動力電池中單體電池電壓進行精確采集，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、穩(wěn)定性好、性價比高的優(yōu)點。
[0010]另外，根據(jù)本實用新型上述的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0011]在一些示例中，還包括:與所述控制器相連的無線發(fā)射器，所述無線發(fā)射器將所述電壓發(fā)送至監(jiān)控中心。
[0012]在一些示例中，所述電壓采集器包括:多個相互串聯(lián)的分壓電阻，所述多個分壓電阻與所述單體電池串聯(lián)。
[0013]在一些示例中，所述控制器具有A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊與所述隔離器相連。
[0014]在一些示例中，所述電壓采集器為多個，分別與所述多個單體電池對應，所述裝置還包括:連接在所述電壓采集器和所述隔離器之間的多路開關(guān)。
[0015]在一些示例中，還包括:與所述隔離器相連的DC/DC隔離器。
[0016]在一些示例中，所述隔離器的電源來自于所述動力電池。
[0017]在一些示例中，所述控制器為9S08DZ60單片機。
[0018]在一些示例中，所述隔離器為線性隔離器。
[0019]本實用新型第二方面提供了一種電動汽車，包括本實用新型上述提出的所述電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置。
[0020]根據(jù)本實用新型的電動汽車，采集每個單體電池的電壓，進行隔離后輸出給控制器，控制器對電壓信號進行處理后，通過光電傳輸器傳輸給電池管理器。因此，該汽車可對動力電池中單體電池電壓進行精確采集，且所需成本低，可靠性高。
[0021]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0023]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0024]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0025]以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本實用新型實施例的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置及具有其的電動汽車。
[0026]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，根據(jù)本實用新型一個實施例的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，包括:電壓采集器110、隔離器120、光電傳輸器130、電池管理器140和控制器150。
[0027]其中，電壓采集器110用于采集動力電池中單體電池的電壓。
[0028]在一些示例中，電壓采集器110包括多個相互串聯(lián)的分壓電阻，并且多個分壓電阻與單體電池串聯(lián)。優(yōu)選地，多個分壓電阻均為高精度大阻值的電阻。在具體實施例中，電壓采集器110為多個，且分別與多個單體電池對應。這樣，使電壓采集器110與單體電池之間實現(xiàn)大阻值隔離，使接入到12位A/D轉(zhuǎn)換模塊的電壓保持在合適的范圍。另外，單體電池的正、負極之間串接一組阻值較大的電阻，以提高采集高壓區(qū)單體電池電壓的安全性。
[0029]隔離器120與電壓采集器110相連，用于對電壓采集器110進行隔離，并輸出電壓采集器110采集的電壓。在具體示例中，隔離器120的電源來自于動力電池，更為具體地，隔離器120的輸入電源來自動力電池中的一組單體電池，電壓例如為5-9V之間，這樣可以不耗用整車小電瓶的電量。隔離器120例如為線性隔離器，線性隔離器例如由耐高壓的線性光耦模塊HCPL-7520及外圍電路組成。
[0030]光電傳輸器130與電池管理器140相連。
[0031]控制器150分別與隔離器120和光電傳輸器130相連，用于將電壓通過光電傳輸器130發(fā)送至電池管理器140，可以增強抗擾能力。
[0032]在一些示例中，如圖1所示，控制器150具有A/D轉(zhuǎn)換模塊，且A/D轉(zhuǎn)換模塊與隔離器120相連，其中，A/D轉(zhuǎn)換模塊為12位，這樣采集精度更高。在具體示例中，控制器150例如為但不限于9S08DZ60型號的單片機。
[0033]進一步地，如圖1所示，在一些示例中，該裝置還包括無線發(fā)射器160。無線發(fā)射器160與控制器150相連，以將電壓發(fā)送至監(jiān)控中心。其中，無線發(fā)射器160例如為3G無線通訊模塊，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋率好，通訊穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。
[0034]另外，該裝置還包括連接在電壓采集器110和隔離器120之間的多路開關(guān)170，以及與隔離器120相連的DC/DC隔離器180，DC/DC隔離器180例如由B05051W模塊及外圍電路組成。
[0035]作為一個具體示例，該裝置的具體結(jié)構(gòu)連接及原理概述如下:
[0036]首先，在電壓采集器110與單體電池之間串接多個高精度大阻值的分壓電阻，使電壓采集器110與單體電池之間做高阻抗限流隔離，并做初步隔離，使接入到12位AD轉(zhuǎn)換模塊的電壓處于合適的范圍。并且，單體電池的正負極之間串接一組較大的電阻，提高采集高壓區(qū)單體電池電壓的安全性。然后，利用多路開關(guān)170的切換功能，將多個單體電池電壓信號分別接入線性光耦隔離器120，線性光耦隔離器120的供電電壓由一個DC-DC隔離器180提供。單體電池電壓信號通過線性光耦隔離器120的隔離后，進入低壓系統(tǒng)，連接到控制器150上的A/D轉(zhuǎn)換模塊，以完成單體電池電壓的采集工作，然后經(jīng)過控制器150處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，并通過光電傳輸器130傳輸?shù)诫姵毓芾砥?40，并通過3G通訊模塊(即無線發(fā)射器160)，將采集的數(shù)據(jù)無線發(fā)送到遠程監(jiān)控中心。
[0037]進一步地，在車輛進入停駛狀態(tài)后，電池管理器140為非工作狀態(tài)，遠程監(jiān)控中心根據(jù)車輛定期檢查維護需要，發(fā)送采集單體電池電壓的指令，控制器150接到命令后完成一輪采集，再將采集結(jié)果反饋給遠程監(jiān)控中心，遠程監(jiān)控中心根據(jù)軟件系統(tǒng)設(shè)置的單體壓差范圍，進行遠程指令控制。其中，指令包括激活電池管理器140，進行停車狀態(tài)下的單體電池的主/被動平衡。
[0038]需要說明的是，在車輛進入停駛狀態(tài)后，控制器150進入休眠模式，但能接受無線發(fā)射器160的喚醒，可降低電量消耗。同時，電池管理器140也進入休眠模式，但能接收光電傳輸器130的喚醒，可降低電量消耗。進而，通過遠程監(jiān)控中心對控制器150的指令，完成單體電池電壓采集、無線發(fā)送、喚醒電池管理器140、通過電池管理器140對單體電池進行主/被動均衡等操作，避免了動力電池因自放電導致電池受損，從而提高了動力電池的使用壽命。
[0039]根據(jù)本實用新型的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，采集每個單體電池的電壓，進行隔離后輸出給控制器，控制器對電壓信號進行處理后，通過光電傳輸器傳輸給電池。另外，該裝置還可在車輛進入停駛狀態(tài)后通過遠程控制對電池單體的狀態(tài)進行監(jiān)控管理。因此，該裝置可對動力電池中單體電池電壓進行精確采集，以及實現(xiàn)電池狀態(tài)遠程監(jiān)控管理，同時，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、穩(wěn)定性好、性價比高的優(yōu)點。
[0040]本實用新型的進一步實施例還提供了一種電動汽車，包括本身用新型上述實施例提出的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置。對于該電動汽車的具體描述參見上述對該裝置的描述部分，此處不再贅述。
[0041]根據(jù)本實用新型的電動汽車，采集每個單體電池的電壓，進行隔離后輸出給控制器，控制器對電壓信號進行處理后，通過光電傳輸器傳輸給電池管理器。另外，該汽車還可在進入停駛狀態(tài)后通過遠程控制對電池單體的狀態(tài)進行監(jiān)控管理。因此，該汽車可對動力電池中單體電池電壓進行精確采集，以及實現(xiàn)電池狀態(tài)遠程監(jiān)控管理，且所需成本低，可靠性高。
[0042]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0043]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0044]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0045]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0046]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。
[0047]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，其特征在于，包括: 電壓采集器，所述電壓采集器用于采集動力電池中單體電池的電壓； 隔離器，所述隔離器與所述電壓采集器相連，所述隔離器用于對所述電壓采集器進行隔離，并輸出所述電壓采集器采集的電壓； 光電傳輸器和與所述光電傳輸器相連的電池管理器；以及 與所述隔離器和所述光電傳輸器相連的控制器，所述控制器用于將所述電壓通過所述光電傳輸器發(fā)送至所述電池管理器。
2.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，其特征在于，還包括: 與所述控制器相連的無線發(fā)射器，所述無線發(fā)射器將所述電壓發(fā)送至監(jiān)控中心。
3.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，其特征在于，所述電壓采集器包括: 多個相互串聯(lián)的分壓電阻，所述多個分壓電阻與所述單體電池串聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，其特征在于，所述控制器具有A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊與所述隔離器相連。
5.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，其特征在于，所述電壓采集器為多個，分別與所述多個單體電池對應，所述裝置還包括: 連接在所述電壓采集器和所述隔離器之間的多路開關(guān)。
6.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，其特征在于，還包括: 與所述隔離器相連的DC/DC隔離器。
7.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，其特征在于，所述隔離器的電源來自于所述動力電池。
8.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，其特征在于，所述控制器為9S08DZ60單片機。
9.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力電池中單體電池的電壓采集裝置，其特征在于，所述隔離器為線性隔離器。
10.一種電動汽車，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9任一項所述的電壓采集裝置。
【文檔編號】G01R19/25GK204166048SQ201420628175
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】夏彩萍, 柴素娟 申請人:北汽福田汽車股份有限公司