專利名稱：一種無線電池單體加熱管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無線電池單體加熱管理系統(tǒng)；特別適用于純電動乘用車的電池管理。
背景技術(shù)：
車用鋰電池組由多個電池單體串并聯(lián)組成，現(xiàn)有電池技術(shù)電池單體的容量隨溫度變化而變化；如單節(jié)電池在23°C時容量為100%，在0°C時容量為78%，在-20°C時容量為 50%。N節(jié)電池單體串并聯(lián)后，這種電池容量隨溫度的大幅變化嚴(yán)重影響到電動汽車動力的供給，在低溫條件下，會極大降低電動汽車的性能，無法滿足駕乘需求。為確保電池使用安全、性能良好，保證電動車的良好性能，在低溫條件下必須對電池進(jìn)行溫度的管理和控制。現(xiàn)有的電池溫度的管理和控制解決方案大多采用風(fēng)循環(huán)加熱管理和控制系統(tǒng)，由微處理器對電池進(jìn)行監(jiān)視并根據(jù)電池的溫度對電池進(jìn)行管理和控制。當(dāng)檢測到電池溫度過低時，由風(fēng)循環(huán)加熱系統(tǒng)對電池加熱。這種解決方案存在的問題是風(fēng)循環(huán)加熱系統(tǒng)加熱源集中，風(fēng)循環(huán)過程中風(fēng)道產(chǎn)生能量損失，電池單體受熱不均，電池容量不均衡，直接影響電池壽命、動力性和續(xù)航能力。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型公開了一種無線電池加熱管理系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)循環(huán)加熱系統(tǒng)加熱源集中，風(fēng)循環(huán)過程中風(fēng)道產(chǎn)生能量損失，電池單體受熱不均，電池容量不均衡，直接影響電池壽命、動力性和續(xù)航能力等問題。本實用新型無線電池單體加熱管理系統(tǒng)包括電池單體、點火開關(guān)，電池單體并聯(lián)聯(lián)接形成電池組；電池組串聯(lián)聯(lián)接為電動車提供動力；其特征在于還包括一個電池管理單元、電池單體溫度管理單元、電池單體加熱電阻、第一組溫度傳感器、第二組溫度傳感器、 室外溫度傳感器；電池單體溫度管理單元與電池單體并聯(lián)電驅(qū)動連接；電池單體溫度管理單元與電池單體加熱電阻電控連接；電池管理單元電驅(qū)動連接；第一組溫度傳感器安裝在電池組內(nèi)，與電池管理單元電信號連接；第二組溫度傳感器安裝在電池單體上，與電池單體溫度管理單元電信號連接；室外溫度傳感器安裝在車體上，與電池管理單元電信號連接； 電池管理單元與點火開關(guān)電信號聯(lián)接；電池管理單元與電池單體溫度管理單元通過無線信號傳輸；電池管理單元采集電池組溫度及車體處室外溫度，將電池組溫度、車體處室外溫度與設(shè)定溫度標(biāo)準(zhǔn)值比較計算，根據(jù)比較計算結(jié)果，并結(jié)合車輛點火開關(guān)啟動狀態(tài)，判斷是否啟動電池單體溫度管理單元；當(dāng)啟動電池單體溫度管理單元時，電池管理單元向電池單體溫度管理單元發(fā)送無線信號，由電池單體溫度管理單元對電池單體加熱電阻加熱控制，實現(xiàn)對電池單體的溫度管理和控制。本實用新型電池單體溫度管理單元包括常開開關(guān)、微控制器、高頻無線接收系統(tǒng)； 電池單體溫度管理單元的微控制器與電池單體并聯(lián)電驅(qū)動連接，電池單體加熱電阻與常開開關(guān)串聯(lián)連接之后與電池單體并聯(lián)電連接，電池單體溫度管理單元的微控制器與常開開關(guān)
3電控連接，電池單體溫度管理單元的微控制器與高頻無線接收系統(tǒng)、第二組溫度傳感器電連接；第二組溫度傳感器測量傳感電池單體溫度，當(dāng)啟動電池單體溫度管理單元時，電池管理單元向電池單體溫度管理單元發(fā)送無線信號，電池單體溫度管理單元的微控制器根據(jù)接收的無線信號，電池單體溫度管理單元的微控制器對第二組溫度傳感器與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值比較計算結(jié)果，由電池單體溫度管理單元的微控制器控制常開開關(guān)的通斷。本實用新型電池單體溫度管理單元、電池單體、電池單體加熱電阻、第二組溫度傳感器組成電池單體控制模塊，電池單體控制模塊關(guān)聯(lián)形成電池組，電池組串聯(lián)聯(lián)接為電動車提供動力。本實用新型電池管理單元包括微控制器、高頻無線發(fā)射系統(tǒng)；電池管理單元的微控制器與高頻無線發(fā)射系統(tǒng)電連接；電池管理單元的微控制器根據(jù)室外溫度、電池組的溫度和點火開關(guān)信號信息確定是否啟動單體電池溫度管理單元。本實用新型一種方案是電池管理單元由蓄電池電驅(qū)動連接，另一種方案是電池管理單元由電池組通過變壓器電驅(qū)動連接。本實用新型無線電池單體加熱管理系統(tǒng)控制過程如下第一步信號測量電池管理單元測量室外溫度和電池組溫度及點火開關(guān)狀態(tài)信號；第二步狀態(tài)判斷點火開關(guān)狀態(tài)接通，電池管理單元將檢測到的室外溫度和電池組溫度與電池管理單元設(shè)計溫度標(biāo)準(zhǔn)值比較；第三步無線信號發(fā)送室外溫度和電池組溫度與電池管理單元設(shè)計溫度標(biāo)準(zhǔn)值符合時，電池管理單元發(fā)送無線信號給電池單體溫度管理單元；第四步無線信號接收與判斷當(dāng)電池單體溫度管理單元接收到電池管理單元發(fā)送的無線信號時，電池單體溫度管理單元檢測電池單體溫度，與電池單體溫度管理單元設(shè)計溫度標(biāo)準(zhǔn)值比較；第五步溫度管理控制電池單體溫度管理單元控制調(diào)節(jié)電池單體溫度。本實用新型的積極效果在于對電池單體加熱控制，電池單體的加熱電路是在電池單體控制模塊內(nèi)部，電池單體加熱時間短耗電量低；電池單體受熱均勻，電池組的電池容量均衡；即使極低溫度仍具有極好的安全性和可靠性；電池壽命長；動力性和續(xù)航能力好。

圖1為本實用新型無線電池加熱管理控制流程圖；圖2為本實用新型無線電池加熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實用新型電池單體溫度管理單元TMU結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本實用新型電池管理單元BMU結(jié)構(gòu)框圖；圖中K1點火開關(guān)、BMU電池管理單元、Bl電池單體、R電池單體加熱電阻、TMU電池單體溫度管理單元、Tl第一組溫度傳感器、T2第二組溫度傳感器、T3室外溫度傳感器、 MCU微控制器、K2常開開關(guān)、Cl電池單體控制模塊、UHF-TX高頻無線發(fā)射系統(tǒng)、UHF-RX高頻無線接收系統(tǒng)、Gl第一電池組、G2第二電池組、第η電池組。
具體實施方式
[0022]
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的實施例。如圖1所示本實用新型無線電池單體加熱管理系統(tǒng)控制過程是第一步信號測量電池管理單元BMU測量室外溫度和電池組溫度及點火開關(guān)Kl狀態(tài)信號；第二步狀態(tài)判斷點火開關(guān)Kl狀態(tài)接通，電池管理單元BMU將檢測到的室外溫度和電池組溫度，與電池管理單元BMU設(shè)計溫度標(biāo)準(zhǔn)值比較；第三步無線信號發(fā)送室外溫度和電池組溫度與電池管理單元BMU設(shè)計溫度標(biāo)準(zhǔn)值符合時，電池管理單元BMU發(fā)送無線信號給電池單體溫度管理單元TMU ；第四步無線信號接收與判斷當(dāng)電池單體溫度管理單元TMU接收到電池管理單元BMU發(fā)送的無線信號時，電池單體溫度管理單元TMU檢測電池單體Bl溫度，與電池單體溫度管理單元TMU設(shè)計溫度標(biāo)準(zhǔn)值比較；第五步溫度管理控制電池單體溫度管理單元TMU 控制調(diào)節(jié)電池單體Bl溫度。如圖2所示本實用新型第一實施例無線電池單體加熱管理系統(tǒng)包括點火開關(guān) K1、一個電池管理單元BMU、電池單體Bi、電池單體溫度管理單元TMU、電池單體加熱電阻R、 第一組溫度傳感器Tl、第二組溫度傳感器T2、室外溫度傳感器T3，電池單體溫度管理單元 TMU、電池單體Bi、電池單體加熱電阻R、第二組溫度傳感器T2組成電池單體控制模塊Cl。由 12個電池單體控制模塊Cl并聯(lián)聯(lián)接形成第一電池組Gl ；由12個電池單體控制模塊Cl并聯(lián)聯(lián)接形成第二電池組G2 ；……由12個電池單體控制模塊Cl并聯(lián)聯(lián)接形成第200電池組 G200 ；第一電池組G1、第二電池組G2……第200電池組G200串聯(lián)聯(lián)接為電動車提供動力； 電池管理單元BMU由蓄電池電驅(qū)動連接；電池單體溫度管理單元TMU與電池單體Bl并聯(lián)電驅(qū)動連接；電池單體溫度管理單元TMU與電池單體加熱電阻R電控連接；電池管理單元BMU 與點火開關(guān)Kl電聯(lián)接；第一組溫度傳感器Tl安裝在第一電池組G1、第二電池組G2……第 200電池組G200內(nèi)，與電池管理單元BMU電信號連接，第一組溫度傳感器Tl測量傳感第一電池組G1、第二電池組G2……第200電池組G200的溫度。室外溫度傳感器T3安裝在車體上，與電池管理單元BMU電信號連接，室外溫度傳感器T3測量傳感車體處室外溫度；電池管理單元BMU與電池單體溫度管理單元TMU通過無線信號傳輸。如圖3所示每個電池單體溫度管理單元TMU包括微控制器MCU、常開開關(guān)K2、高頻無線接收系統(tǒng)UHF-RX ；電池單體溫度管理單元TMU的微控制器MCU與電池單體Bl并聯(lián)電驅(qū)動連接，電池單體加熱電阻R與常開開關(guān)K2串聯(lián)連接之后與電池單體Bl并聯(lián)電連接， 電池單體溫度管理單元TMU的微控制器MCU與常開開關(guān)K2電控連接，電池單體溫度管理單元TMU的微控制器MCU與高頻無線接收系統(tǒng)UHF-RX電連接。如圖2、圖3所示第二組溫度傳感器T2安裝在電池單體Bl上，與電池單體溫度管理單元TMU的微控制器MCU電信號連接。第二組溫度傳感器T2測量傳感電池單體Bl溫度。如圖4所示電池管理單元BMU包括微控制器MCU、高頻無線發(fā)射系統(tǒng)UHF-TX ；電池管理單元BMU的微控制器MCU與高頻無線發(fā)射系統(tǒng)UHF-TX電連接；電池管理單元BMU的微控制器MCU根據(jù)室外溫度、電池組的溫度和點火開關(guān)Kl信號信息確定是否啟動單體電池溫度管理單元TMU。如圖2、圖3、圖4所示電池管理單元BMU采集電池組溫度及車體處室外溫度，將第一電池組G1、第二電池組G2……第η電池組溫度、車體處室外溫度與設(shè)定溫度標(biāo)準(zhǔn)值比較計算，根據(jù)比較計算結(jié)果，并結(jié)合車輛點火開關(guān)Kl啟動狀態(tài)，判斷是否啟動電池單體溫度管理單元TMU。當(dāng)啟動電池單體溫度管理單元TMU時，電池管理單元BMU的高頻無線發(fā)射系統(tǒng) UHF-TX向電池單體溫度管理單元TMU的高頻無線接收系統(tǒng)UHF-RX發(fā)送無線信號，電池單體溫度管理單元TMU的微控制器MCU根據(jù)接收的無線信號、以及第二組溫度傳感器T2測量傳感電池單體Bl溫度，電池單體溫度管理單元TMU的微控制器MCU將第一組溫度傳感器Tl的測量傳感溫度、第二組溫度傳感器T2的測量傳感溫度、室外溫度傳感器T3測量傳感溫度與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值比較計算結(jié)果，由電池單體溫度管理單元TMU的微控制器MCU控制常開開關(guān)Kl 的通斷，由電池單體溫度管理單元TMU對電池單體的加熱電阻R加熱控制，實現(xiàn)對電池單體 Bl的溫度管理和控制。本實用新型第二實施例電池管理單元BMU由電池組通過變壓器電驅(qū)動連接；由M 個電池單體控制模塊Cl并聯(lián)聯(lián)接形成第一電池組Gl ；由M個電池單體控制模塊Cl并聯(lián)聯(lián)接形成第二電池組G2 ；……由M個電池單體控制模塊Cl并聯(lián)聯(lián)接形成第100電池組 GlOO ；第一電池組G1、第二電池組G2……第100電池組GlOO串聯(lián)聯(lián)接為電動車提供動力。 權(quán)利要求1.一種無線電池單體加熱管理系統(tǒng)，包括電池單體、點火開關(guān)，電池單體并聯(lián)聯(lián)接形成電池組；電池組串聯(lián)聯(lián)接為電動車提供動力；其特征在于還包括一個電池管理單元 BMU、電池單體溫度管理單元TMU、電池單體加熱電阻、第一組溫度傳感器、第二組溫度傳感器、室外溫度傳感器；電池單體溫度管理單元TMU與電池單體并聯(lián)電驅(qū)動連接；電池單體溫度管理單元TMU與電池單體加熱電阻電控連接；電池管理單元BMU電驅(qū)動連接；第一組溫度傳感器安裝在電池組內(nèi)，與電池管理單元BMU電信號連接；第二組溫度傳感器安裝在電池單體上，與電池單體溫度管理單元TMU電信號連接；室外溫度傳感器安裝在車體上，與電池管理單元BMU電信號連接；電池管理單元BMU與點火開關(guān)電信號聯(lián)接；電池管理單元BMU 與電池單體溫度管理單元TMU通過無線信號傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電池單體加熱管理系統(tǒng)，其特征在于電池單體溫度管理單元TMU包括常開開關(guān)、微控制器、高頻無線接收系統(tǒng)；電池單體溫度管理單元TMU的微控制器與電池單體并聯(lián)電驅(qū)動連接，電池單體加熱電阻與常開開關(guān)串聯(lián)連接之后與電池單體并聯(lián)電連接，電池單體溫度管理單元TMU的微控制器與常開開關(guān)電控連接，電池單體溫度管理單元TMU的微控制器與高頻無線接收系統(tǒng)、第二組溫度傳感器電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線電池單體加熱管理系統(tǒng)，其特征在于電池單體溫度管理單元TMU、電池單體、電池單體加熱電阻、第二組溫度傳感器組成電池單體控制模塊， 電池單體控制模塊并聯(lián)形成電池組，電池組串聯(lián)聯(lián)接為電動車提供動力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電池單體加熱管理系統(tǒng)，其特征在于電池管理單元包括微控制器、高頻無線發(fā)射系統(tǒng)；電池管理單元的微控制器與高頻無線發(fā)射系統(tǒng)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的無線電池單體加熱管理系統(tǒng)，其特征在于電池管理單元由蓄電池電驅(qū)動連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的無線電池單體加熱管理系統(tǒng)，其特征在于電池管理單元由電池組通過變壓器電驅(qū)動連接。專利摘要本實用新型公開了一種無線電池單體加熱管理系統(tǒng)，電池單體溫度管理單元與電池單體并聯(lián)電驅(qū)動連接；電池單體溫度管理單元與電池單體加熱電阻電控連接；電池單體并聯(lián)聯(lián)接形成電池組；電池組串聯(lián)聯(lián)接為電動車提供動力；第一組溫度傳感器安裝在電池組內(nèi)，室外溫度傳感器安裝在車體上，第一組溫度傳感器、室外溫度傳感器、點火開關(guān)分別與電池管理單元電信號連接；第二組溫度傳感器安裝在電池單體上，與電池單體溫度管理單元電信號連接；電池管理單元電驅(qū)動連接；電池管理單元與電池單體溫度管理單元通過無線信號傳輸；優(yōu)點電池單體的加熱電路在電池單體控制模塊內(nèi)部，加熱時間短耗電量低、受熱均勻，電池組的電池容量均衡；動力性和續(xù)航能力好。
文檔編號H01M10/42GK202013924SQ201120097668
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者劉志鋼, 孫永樂, 張哲深, 張祥武, 王一杰, 解錕, 謝付磊 申請人:富奧汽車零部件股份有限公司