一種電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，包括一與汽車行車電腦連接的用于對(duì)電池組的狀態(tài)和故障進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的人機(jī)界面，一用于完成上下級(jí)模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、運(yùn)算處理的數(shù)字信號(hào)處理模塊，以及一用于對(duì)電池組狀態(tài)和故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、控制的三段式電池控制模塊；所述人機(jī)界面、數(shù)字信號(hào)處理模塊和三段式電池控制模塊依次導(dǎo)通連接。這樣，本發(fā)明通過建立包括上位用戶層的人機(jī)界面、中間處理層的數(shù)字信號(hào)處理模塊和底層硬件層的三段式電池控制模塊，實(shí)現(xiàn)平衡控制、故障診斷、電池組自動(dòng)級(jí)聯(lián)識(shí)別和自舉功能、磷酸鐵鋰電池組電化學(xué)模型以及與之相匹配的模型算法，硬件拓?fù)潆娐?，從而提高電池組的電壓精度、安全性和性能。
【專利說明】—種電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車電池組充放電管理與控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)。
[0002]【【背景技術(shù)】】
我國大城市的大氣污染已不能忽視，燃油汽車排放是主要污染源之一，已有16個(gè)城市被列入全球大氣污染最嚴(yán)重的20個(gè)城市之中。我國現(xiàn)今人均汽車是每1000人有10輛汽車，但石油資源不足，每年已進(jìn)口石油幾千萬噸，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，假如中國人均汽車持有量達(dá)到現(xiàn)在全球水平一每1000人有110輛汽車，石油進(jìn)口就成為大問題。因此在我國研究發(fā)展電動(dòng)汽車不是一個(gè)臨時(shí)的短期措施，而是意義重大的、長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略考慮。電動(dòng)汽車本身不排放污染大氣的有害氣體，廢氣排出比燃油汽車減少92% — 98%。即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其它污染物也顯著減少。由于電廠大多建在遠(yuǎn)離人口密集的城市，對(duì)人類傷害較少，而且電廠是固定不動(dòng)的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關(guān)技術(shù)。電力可以從多種一次能源中獲得，如煤、核能、水力等，可緩解人類對(duì)石油資源的依賴以及對(duì)其日見枯竭的擔(dān)心。電動(dòng)汽車還可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電，使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟(jì)效益。有研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車要高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。正是這些優(yōu)點(diǎn)，使電動(dòng)汽車的研究和應(yīng)用成為現(xiàn)代汽車工業(yè)的一個(gè)“熱點(diǎn)”。電動(dòng)汽車將會(huì)慢慢成為汽車發(fā)展的一種趨勢和必然。
[0003]目前用作鋰離子電池的正極材料主要有:LiCo02、LiMn204、LiNi02& LiFePO415這些組成電池正極材料的金屬元素中，鈷(Co)最貴，并且存儲(chǔ)量不多，鎳(Ni)、錳(Mn)較便宜，而鐵(Fe)最便宜。正極材料的價(jià)格也與這些金屬的價(jià)格行情一致。因此，采用LiFePO4E極材料做成的鋰離子電池應(yīng)是最便宜的。它的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境無污染。
[0004]作為可充電電池的要求是:容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環(huán)性能、輸出電壓穩(wěn)定、能大電流充放電、電化學(xué)穩(wěn)定性能、使用中安全(不會(huì)因過充電、過放電及短路等操作不當(dāng)而引起燃燒或爆炸)、工作溫度范圍寬、無毒或少毒、對(duì)環(huán)境無污染。
[0005]LiCoO2電池充電容差值只有0.1V，而LiFePO4的充電容差值達(dá)到0.7V，LiFePO4過沖發(fā)熱值為90J/g，LiCoO2過沖發(fā)熱1600J/g，LiFePO4無電路板保護(hù)的最大值達(dá)到30V，LiFePO4電池與鉛酸電池一致，但同時(shí)沒有鉛酸電池的污染性。
[0006]采用LiFePOJt正極的磷酸鐵鋰電池特別在大放電率放電(5?1C放電)、放電電壓平穩(wěn)上、安全上(不燃燒、不爆炸)、壽命上(循環(huán)次數(shù))、對(duì)環(huán)境無污染上，它是最好的，是目前最好的大電流輸出動(dòng)力電池。
[0007]鋰離子電池組在應(yīng)用過程中往往需要串并聯(lián)連接，多個(gè)單體電池組成的電池組如果沒有管理系統(tǒng)的精確控制，則存在著安全性和性能快速下降的風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)平衡控制、故障診斷、電池組自動(dòng)級(jí)聯(lián)識(shí)別和自舉功能、磷酸鐵鋰電池組電化學(xué)模型以及與之相匹配的模型算法，硬件拓?fù)潆娐罚瑥亩岣唠姵亟M的電壓精度、安全性和性能的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
一種電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，包括有一與汽車行車電腦連接的用于對(duì)電池組的狀態(tài)和故障進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的人機(jī)界面，一用于完成上下級(jí)模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換、運(yùn)算處理的數(shù)字信號(hào)處理模塊，以及一用于對(duì)電池組狀態(tài)和故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、控制的三段式電池控制模塊；所述人機(jī)界面、數(shù)字信號(hào)處理模塊和三段式電池控制模塊依次導(dǎo)通連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述三段式電池控制模塊主要由電池組電壓值采集器、前段電池組控制電路、中段電池組控制電路和尾段電池組控制電路組成，所述電池組電壓值采集器的輸出端與所述數(shù)字信號(hào)處理模塊導(dǎo)通連接，輸入端與所述前段電池組控制電路、中段電池組控制電路和尾段電池組控制電路導(dǎo)通連接，且所述前段電池組控制電路、中段電池組控制電路和尾段電池組控制電路依次導(dǎo)通連接，所述尾段電池組控制電路與所述數(shù)字信號(hào)處理模塊導(dǎo)通連接。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述前段電池組控制電路、中段電池組控制電路和尾段電池組控制電路之間采用菊花鏈結(jié)構(gòu)依次導(dǎo)通連接，所述尾段電池組控制電路和所述數(shù)字信號(hào)處理模塊之間采用半雙工通訊結(jié)構(gòu)導(dǎo)通連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述前段電池組控制電路與電池組中的前面6個(gè)至12個(gè)電池導(dǎo)通連接，所述尾段電池組控制電路與所述電池組中的最后6個(gè)至12個(gè)電池導(dǎo)通連接，所述中段電池組控制電路與所述電池組中的余下電池導(dǎo)通連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述前段電池組控制電路、中段電池組控制電路和尾段電池組控制電路均包括有由MOS管開關(guān)控制的充放電電路，且與同一電池管理芯片導(dǎo)通連接，所述充放電電路一端與其連接的電池組導(dǎo)通連接，且所述電池組中每兩個(gè)電連接在同一 MOS管后上接入所述充放電電路；其中所述前段電池組控制電路的充放電電路中一部分電路連接外部接線端子，另一部分電路連接所述電池管理芯片；所述中段電池組控制電路還包括有與所述電池管理芯片導(dǎo)通連接的四路控制參數(shù)輸入電路EXl?EX4和兩路菊鏈電路，其一端DAISYDW接口和DAISYUP接口分別與所述前段電池組控制電路和尾段電池組控制電路導(dǎo)通連接，另一端與所述電池管理芯片的DH端口和DL端口導(dǎo)通連接；所述尾端電池組控制電路還包括有與微機(jī)連接的通訊電路和接收外部數(shù)據(jù)的通訊電路EXl?EX4。
[0014]進(jìn)一步地，所述電池組電壓值采集器主要由移位電路、多路分配器、運(yùn)放器、信號(hào)模擬芯片、編碼器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片組成，所述移位電路的數(shù)量與所述前段電池組控制電路、中段電池組控制電路和尾段電池組控制電路的電池組的數(shù)量一致，且每一所述移位電路的輸入端與所述電池組一對(duì)一地導(dǎo)通連接，輸出端均與所述多路分配器的輸入端導(dǎo)通連接，所述多路分配器的其中一輸出端通過所述運(yùn)放器后與所述信號(hào)模擬芯片導(dǎo)通連接，另一輸出端依次導(dǎo)通連接有編碼器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)字值的存儲(chǔ)。
[0015]進(jìn)一步地，所述數(shù)字處理模塊主要由SOC芯片和平衡電流裝置組成。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明提出建立包括上位用戶層的人機(jī)界面、中間處理層的數(shù)字信號(hào)處理模塊和底層硬件層的三段式電池控制模塊的三級(jí)管理系統(tǒng)，突破現(xiàn)有的純粹的電池管理算法出發(fā)進(jìn)行的系統(tǒng)；該系統(tǒng)以客戶端為最終目標(biāo)，逐層分析各級(jí)層面具有的功能模塊，整體結(jié)構(gòu)層次分明，將紛繁復(fù)雜的多學(xué)科融合系統(tǒng)分解為單獨(dú)的某個(gè)領(lǐng)域課題，為各層設(shè)計(jì)提供明確的處理功能、輸入輸出模式、通訊要求等思路。
[0017]2、本發(fā)明的數(shù)字信號(hào)處理模塊通過SOC芯片和平衡電流裝置分析放電電流對(duì)電池容量的影響，以及溫度、電池組循環(huán)、自放電對(duì)容量參數(shù)等非線性參數(shù)和多變量耦合對(duì)電池SOC的影響，采用動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)對(duì)SOC預(yù)估從而建立數(shù)學(xué)模型。
[0018]3、本發(fā)明采用了三段式電池控制模塊對(duì)電池組的各個(gè)電池的電壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，該硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保證電壓精度在正負(fù)30mV范圍內(nèi)，同時(shí)每個(gè)電池組分別由前段電池組控制電路、中段電池組控制電路和尾段電池組控制電路進(jìn)行管理，各電路之間采用交流耦合的方式進(jìn)行通訊，且當(dāng)電池組出現(xiàn)增加或者減少時(shí)自動(dòng)識(shí)別和配置，使用和管理靈活、方便。
[0019]【【專利附圖】

【附圖說明】】
圖1是本發(fā)明所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖2是本發(fā)明所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)實(shí)施例中前段電池組控制電路的電路不意圖；
圖3是本發(fā)明所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)實(shí)施例中中段電池組控制電路的電路不意圖；
圖4是本發(fā)明所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)實(shí)施例中后段電池組控制電路的電路不意圖；
圖5是本發(fā)明所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)實(shí)施例中電池組電壓值采集器的電路不意圖；
圖6是本發(fā)明所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)實(shí)施例在充電時(shí)平衡處理的電壓曲線圖；
圖7是本發(fā)明所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)實(shí)施例在不同溫度下檢測電池組電壓值的曲線圖；
圖8是本發(fā)明所述電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)實(shí)施例檢測第三節(jié)電池組與其他電池組的電壓值的對(duì)比曲線圖。
[0020]【【具體實(shí)施方式】】
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]如圖1至圖8中所示:
本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，包括有一與汽車行車電腦連接的用于對(duì)電池組(由于電動(dòng)汽車的動(dòng)力特性要求電池組容量大，因此電池組是由多個(gè)電池組串聯(lián)或并聯(lián)而成，一般電池組由7-10個(gè)電池組組成，每個(gè)電池組由7-12個(gè)單芯電池組成。)的狀態(tài)和故障進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的人機(jī)界面1，一用于完成上下級(jí)模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換、運(yùn)算處理的數(shù)字信號(hào)處理模塊2，以及一用于對(duì)電池組狀態(tài)和故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、控制的三段式電池控制模塊3 ;所述人機(jī)界面1、數(shù)字信號(hào)處理模塊2和三段式電池控制模塊3依次導(dǎo)通連接。其中，所述數(shù)字處理模塊2主要由SOC芯片21和平衡電流裝置22組成；所述三段式電池控制模塊3主要由電池組電壓值采集器31、前段電池組控制電路32、中段電池組控制電路33和尾段電池組控制電路34組成，所述電池組電壓值采集器31的輸出端與數(shù)字信號(hào)處理模塊2導(dǎo)通連接，輸入端與前段電池組控制電路32、中段電池組控制電路33和尾段電池組控制電路34導(dǎo)通連接，所述前段電池組控制電路32與電池組中的前面6個(gè)至12個(gè)電池導(dǎo)通連接，所述尾段電池組控制電路34與電池組中的最后6個(gè)至12個(gè)電池導(dǎo)通連接，所述中段電池組控制電路33與電池組中的余下電池導(dǎo)通連接，且所述前段電池組控制電路32、中段電池組控制電路33和尾段電池組控制電路34之間采用菊花鏈結(jié)構(gòu)依次導(dǎo)通連接，所述尾段電池組控制電路34和數(shù)字信號(hào)處理模塊2之間采用半雙工通訊結(jié)構(gòu)導(dǎo)通連接。
[0022]如圖2至圖4，所述前段電池組控制電路32、中段電池組控制電路33和尾段電池組控制電路34均包括有由MOS管開關(guān)控制的充放電電路，且與同一電池管理芯片35 (如型號(hào)為ISL78600的電池管理芯片)導(dǎo)通連接，所述充放電電路一端與其連接的電池組導(dǎo)通連接，且所述電池組中每兩個(gè)電連接在同一 MOS管后上接入所述充放電電路，其結(jié)構(gòu)和工作原理與現(xiàn)有充放電電路相同，在此不再詳細(xì)贅述；其中所述前段電池組控制電路32的充放電電路中一部分電路連接外部接線端子，另一部分電路連接電池管理芯片35 ;所述中段電池組控制電路還包括有與電池管理芯片35導(dǎo)通連接的四路控制參數(shù)輸入電路EXl?EX4和兩路菊鏈電路，其一端DAISYDW接口和DAISYUP接口分別與所述前段電池組控制電路32和尾段電池組控制電路34導(dǎo)通連接，另一端與電池管理芯片35的DH端口和DL端口導(dǎo)通連接；所述尾端電池組控制電路還包括有與微機(jī)連接的通訊電路(MicrocontrolIerinterface)和接收外部數(shù)據(jù)的通訊電路EXl?EX4。
[0023]如圖5，所述電池組電壓值采集器31主要由移位電路311、多路分配器312、運(yùn)放器313 (如型號(hào)為LM386的運(yùn)放器)、信號(hào)模擬芯片314、編碼器315和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片316 (如型號(hào)為AT24C02的存儲(chǔ)芯片)組成，所述移位電路311的數(shù)量與所述前段電池組控制電路32、中段電池組控制電路33和尾段電池組控制電路34的電池組的數(shù)量一致，且每一所述移位電路311的輸入端與所述電池組一對(duì)一地導(dǎo)通連接,輸出端均與所述多路分配器312的輸入端導(dǎo)通連接，所述多路分配器312的其中一輸出端通過運(yùn)放器313后與所述信號(hào)模擬芯片314導(dǎo)通連接，另一輸出端依次導(dǎo)通連接有編碼器315和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片316，實(shí)現(xiàn)數(shù)字值的存儲(chǔ)。
[0024]本發(fā)明所述的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)的工作原理為:首先，前段電池組控制電路32、中段電池組控制電路33和尾段電池組控制電路34上電后自動(dòng)偵測識(shí)別電池?cái)?shù)量，并配置電池的順序、地址等，且其之間采用交流耦合的方式進(jìn)行通訊；接著，電池組電壓值采集器31通過前段電池組控制電路32、中段電池組控制電路33和尾段電池組控制電路34對(duì)相應(yīng)電池的電壓值模擬信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集(圖7和圖8分別是不同溫度下的電池電壓值和與第三節(jié)電池相比的電池電壓值，可以看出電壓誤差范圍控制在20mV內(nèi))，并傳送給數(shù)字處理模塊2 ;最后，數(shù)字處理模塊2將采集的電壓值模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行故障診斷，并依次通過SOC芯片21和平衡電流裝置22進(jìn)行SOC運(yùn)算和平衡電流處理，同時(shí)將電壓值數(shù)字信號(hào)、故障診斷結(jié)果以及SOC運(yùn)算和平衡電流處理結(jié)果均傳送給人機(jī)界面I進(jìn)行顯示(如每個(gè)電池組下單芯體電壓、溫度、故障狀態(tài)等)，供給用戶監(jiān)控。
[0025]其中，所述平衡電流裝置22的平衡電流處理如圖6，“A”處為長充電時(shí)間后的電壓值，B處為長放電后的電壓值，當(dāng)平衡處理發(fā)生在充電80%處，充電平衡時(shí)間發(fā)生在80%X2.5=2小時(shí)處，容量為1Ah,每個(gè)周期的平衡糾錯(cuò)處理為0.05Ah,平衡電流為25mA，經(jīng)過幾個(gè)周期后連個(gè)電池達(dá)到平衡；而且每次電磁周期容量不平衡大約是一個(gè)定值，可以通過測試得到。
[0026]這樣，本發(fā)明提出建立包括上位用戶層的人機(jī)界面1、中間處理層的數(shù)字信號(hào)處理模塊2和底層硬件層的三段式電池控制模塊3的三級(jí)管理系統(tǒng)，突破現(xiàn)有的純粹的電池管理算法出發(fā)進(jìn)行的系統(tǒng)；該系統(tǒng)以客戶端為最終目標(biāo)，逐層分析各級(jí)層面具有的功能模塊，整體結(jié)構(gòu)層次分明，將紛繁復(fù)雜的多學(xué)科融合系統(tǒng)分解為單獨(dú)的某個(gè)領(lǐng)域課題，為各層設(shè)計(jì)提供明確的處理功能、輸入輸出模式、通訊要求等思路；而且，數(shù)字信號(hào)處理模塊2通過SOC芯片21和平衡電流裝置22分析放電電流對(duì)電池容量的影響，以及溫度、電池組循環(huán)、自放電對(duì)容量參數(shù)等非線性參數(shù)和多變量耦合對(duì)電池SOC的影響，采用動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)對(duì)SOC預(yù)估從而建立數(shù)學(xué)模型；并且，采用三段式電池控制模塊3對(duì)電池組的各個(gè)電池的電壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，該硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保證電壓精度在正負(fù)30mV范圍內(nèi)，同時(shí)每個(gè)電池組分別由前段電池組控制電路32、中段電池組控制電路33和尾段電池組控制電路34進(jìn)行管理，各電路之間采用交流耦合的方式進(jìn)行通訊，且當(dāng)電池組出現(xiàn)增加或者減少時(shí)自動(dòng)識(shí)別和配置，使用和管理靈活、方便。
[0027]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，其特征在于:包括有一與汽車行車電腦連接的用于對(duì)電池組的狀態(tài)和故障進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的人機(jī)界面(1)，一用于完成上下級(jí)模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換、運(yùn)算處理的數(shù)字信號(hào)處理模塊(2)，以及一用于對(duì)電池組狀態(tài)和故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、控制的三段式電池控制模塊(3);所述人機(jī)界面(I)、數(shù)字信號(hào)處理模塊(2 )和三段式電池控制模塊(3 )依次導(dǎo)通連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，其特征在于:所述三段式電池控制模塊(3)主要由電池組電壓值采集器(31)、前段電池組控制電路(32)、中段電池組控制電路(33)和尾段電池組控制電路(34)組成，所述電池組電壓值采集器(31)的輸出端與所述數(shù)字信號(hào)處理模塊(2)導(dǎo)通連接，輸入端與所述前段電池組控制電路(32),中段電池組控制電路(33)和尾段電池組控制電路(34)導(dǎo)通連接，且所述前段電池組控制電路(32 )、中段電池組控制電路(33 )和尾段電池組控制電路(34 )依次導(dǎo)通連接，所述尾段電池組控制電路(34)與所述數(shù)字信號(hào)處理模塊(2)導(dǎo)通連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，其特征在于:所述前段電池組控制電路(32)、中段電池組控制電路(33)和尾段電池組控制電路(34)之間采用菊花鏈結(jié)構(gòu)依次導(dǎo)通連接，所述尾段電池組控制電路(34)和所述數(shù)字信號(hào)處理模塊(2)之間采用半雙工通訊結(jié)構(gòu)導(dǎo)通連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，其特征在于:所述前段電池組控制電路(32)與電池組中的前面6個(gè)至12個(gè)電池導(dǎo)通連接，所述尾段電池組控制電路(34)與所述電池組中的最后6個(gè)至12個(gè)電池導(dǎo)通連接，所述中段電池組控制電路(33)與所述電池組中的余下電池導(dǎo)通連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，其特征在于:所述前段電池組控制電路(32)、中段電池組控制電路(33)和尾段電池組控制電路(34)均包括有由MOS管開關(guān)控制的充放電電路，且與同一電池管理芯片(35)導(dǎo)通連接，所述充放電電路一端與其連接的電池組導(dǎo)通連接，且所述電池組中每兩個(gè)電連接在同一 MOS管后上接入所述充放電電路；其中所述前段電池組控制電路(32)的充放電電路中一部分電路連接外部接線端子，另一部分電路連接所述電池管理芯片(35);所述中段電池組控制電路還包括有與所述電池管理芯片(35)導(dǎo)通連接的四路控制參數(shù)輸入電路EXl?EX4和兩路菊鏈電路，其一端DAISYDW接口和DAISYUP接口分別與所述前段電池組控制電路(32)和尾段電池組控制電路(34)導(dǎo)通連接，另一端與所述電池管理芯片(35)的DH端口和DL端口導(dǎo)通連接；所述尾端電池組控制電路還包括有與微機(jī)連接的通訊電路(MicrocontrolIerinterface)和接收外部數(shù)據(jù)的通訊電路EXl?EX4。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，其特征在于:所述電池組電壓值采集器(31)主要由移位電路(311)、多路分配器(312)、運(yùn)放器(313)、信號(hào)模擬芯片(314)、編碼器(315)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(316)組成，所述移位電路(311)的數(shù)量與所述前段電池組控制電路(32)、中段電池組控制電路(33)和尾段電池組控制電路(34)的電池組的數(shù)量一致，且每一所述移位電路(311)的輸入端與所述電池組一對(duì)一地導(dǎo)通連接，輸出端均與所述多路分配器(312)的輸入端導(dǎo)通連接，所述多路分配器(312)的其中一輸出端通過所述運(yùn)放器(313)后與所述信號(hào)模擬芯片(314)導(dǎo)通連接，另一輸出端依次導(dǎo)通連接有編碼器(315)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(316)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字值的存儲(chǔ)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組三級(jí)管理系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字處理模塊(2)主要由相互導(dǎo)通連接的SOC芯片(21)和平衡電流裝置(22)組成。
【文檔編號(hào)】G08C19/00GK104242358SQ201310227217
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月8日
【發(fā)明者】劉學(xué)鵬, 趙冬梅 申請人:中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院