專利名稱：電動(dòng)汽車電池管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車電池管理裝置。
背景技術(shù)：
能源問題、環(huán)境保護(hù)問題已經(jīng)越來越受社會(huì)的關(guān)注，在這樣的環(huán)境下，零排放、無污染的電動(dòng)汽車逐漸得到重視，最近一些年也得到了大力的發(fā)展，也取得了長足的進(jìn)步。但電動(dòng)汽車還是沒有得到普及，原因就在于幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)沒有得到完全的突破，電池技術(shù)就是其中之一。由于電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電池SOC (state of charge電池荷電狀態(tài))受放電電流、電池內(nèi)部溫度、自放電、老化等因素的影響，使得SOC的估算困難。電池組在充電或放電時(shí)各單體電池的電壓或電量不均衡不但使電池組的可用電量減少，而且還容易造成一些電池的過充或過放，從而影響電池的壽命。目前大部分的做法是低成本的被動(dòng)均衡，即對(duì)電壓較高的單體電池對(duì)電阻進(jìn)行放電，會(huì)降低電池的使用效率和壽命，并且還需要配合熱管理，導(dǎo)致電池使用成本高，電池使用壽命短，廢棄電池對(duì)環(huán)境的污染大，不利于促進(jìn)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種電池SOC估算精度高、電池組使用效率高、電池組使用壽命長、使用成本低的電動(dòng)汽車電池管理裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:—種電動(dòng)汽車電池管理裝置,包括分時(shí)米樣開關(guān)、信號(hào)調(diào)理器、A/D模塊、從機(jī)芯片、繼電開關(guān)、充電器、變壓器、開關(guān)組和電源模塊，外部輸入的電源依次通過充電器、繼電開關(guān)與電池組的母線相連，所 述從機(jī)芯片與電源模塊相連，所述開關(guān)組包括用于分別控制電池組中的每一個(gè)單體電池接入變壓器的次級(jí)線圈的單體開關(guān)，所述單體開關(guān)的控制端與從機(jī)芯片相連，所述變壓器的初級(jí)線圈與電池組的母線相連，所述分時(shí)采樣開關(guān)包括分別與電池組中的每一個(gè)單體電池相連的一組采樣開關(guān)，所述分時(shí)采樣開關(guān)通過采樣開關(guān)分時(shí)采樣電池組中的每一個(gè)單體電池的電池荷電狀態(tài)信息并依次通過信號(hào)調(diào)理器、A/D模塊后輸出給從機(jī)芯片，所述從機(jī)芯片根據(jù)不同單體電池的電池荷電狀態(tài)信息控制繼電開關(guān)和開關(guān)組中每一個(gè)單體開關(guān)的工作狀態(tài)。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):還包括監(jiān)控單元，所述監(jiān)控單元包括主機(jī)芯片、存儲(chǔ)模塊、顯示器，所述主機(jī)芯片通過CAN總線與從機(jī)芯片相連，所述主機(jī)芯片分別與存儲(chǔ)模塊、顯示器、電源模塊相連，所述主機(jī)芯片將從機(jī)芯片發(fā)送的不同單體電池的電池荷電狀態(tài)信息存儲(chǔ)至存儲(chǔ)模塊并通過顯不器輸出。本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型分時(shí)采樣開關(guān)通過采樣開關(guān)分時(shí)采樣電池組中的每一個(gè)單體電池的電池荷電狀態(tài)信息并依次通過信號(hào)調(diào)理器、A/D模塊后輸出給從機(jī)芯片，從機(jī)芯片根據(jù)不同單體電池的電池荷電狀態(tài)信息控制繼電開關(guān)和開關(guān)組中每一個(gè)單體開關(guān)的工作狀態(tài)，因此從機(jī)芯片能夠根據(jù)電池荷電狀態(tài)信息控制繼電開關(guān)調(diào)節(jié)對(duì)電池組中每一個(gè)單體電池的充電狀態(tài)，根據(jù)電池荷電狀態(tài)信息控制繼電開關(guān)調(diào)節(jié)對(duì)電池組中每一個(gè)單體電池接入變壓器的次級(jí)線圈，從而相對(duì)于傳統(tǒng)的被動(dòng)均衡方式，無損主動(dòng)均衡的方式提聞了電池組的使用效率和壽命，提聞了電池SOC估算精確度,從而減少了電池成本，并保護(hù)了環(huán)境，具有電池SOC估算精度高、電池組使用效率高、電池組使用壽命長、使用成本低的優(yōu)點(diǎn)。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說明:1、分時(shí)采樣開關(guān)；2、信號(hào)調(diào)理器；3、A/D模塊；4、從機(jī)芯片；5、繼電開關(guān)；6、充電器；7、變壓器；8、開關(guān)組；9、電源模塊；10、監(jiān)控單元；11、主機(jī)芯片；12、存儲(chǔ)模塊；13、顯不器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。 如圖1所示，本實(shí)施例的電動(dòng)汽車電池管理裝置包括分時(shí)采樣開關(guān)1、信號(hào)調(diào)理器
2、A/D模塊3、從機(jī)芯片4、繼電開關(guān)5、充電器6、變壓器7、開關(guān)組8和電源模塊9,外部輸入的電源依次通過充電器6、繼電開關(guān)5與電池組(電池1、電池2、……、電池η)的母線相連，從機(jī)芯片4與電源模塊9相連，開關(guān)組8包括用于分別控制電池組中的每一個(gè)單體電池(電池1、電池2、……、電池η)接入變壓器7的次級(jí)線圈的單體開關(guān)，單體開關(guān)的控制端與從機(jī)芯片4相連，變壓器7的初級(jí)線圈與電池組的母線相連，分時(shí)采樣開關(guān)I包括分別與電池組中的每一個(gè)單體電池相連的一組采樣開關(guān)，分時(shí)采樣開關(guān)I通過采樣開關(guān)分時(shí)采樣電池組中的每一個(gè)單體電池的電池荷電狀態(tài)信息并依次通過信號(hào)調(diào)理器2、A/D模塊3后輸出給從機(jī)芯片4,從機(jī)芯片4根據(jù)不同單體電池的電池荷電狀態(tài)信息控制繼電開關(guān)5和開關(guān)組8中每一個(gè)單體開關(guān)的工作狀態(tài)。本實(shí)施例中，分時(shí)采樣開關(guān)I由單個(gè)型號(hào)為RXMSl型快速跳閘繼電器組成，從而實(shí)現(xiàn)不同時(shí)刻對(duì)不同單體電池的SOC信號(hào)采集；信號(hào)調(diào)理器2基于型號(hào)為T1100L的芯片實(shí)現(xiàn)，用于實(shí)現(xiàn)采集信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化；A/D模塊3采用Cirrus Logic公司生產(chǎn)的CS5340，從而實(shí)現(xiàn)將采集的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)；從機(jī)芯片4的型號(hào)為STM32F103，用于根據(jù)不同單體電池的電池荷電狀態(tài)信息產(chǎn)生控制信號(hào)，控制繼電開關(guān)5和開關(guān)組8中每一個(gè)單體開關(guān)的工作狀態(tài)，其中繼電開關(guān)5用于控制是否將通過充電器6給電池組的母線充電，開關(guān)組8中每一個(gè)單體開關(guān)則用于控制對(duì)應(yīng)的單體電池是否接入變壓器7的次級(jí)線圈；繼電開關(guān)5的型號(hào)為RXMSl，通過接受從機(jī)芯片4的信息控制控制是否將通過充電器6給電池組的母線充電；充電器6的型號(hào)為KCG3 ;變壓器7為自制小型變壓器。本實(shí)施例中還包括監(jiān)控單元10，監(jiān)控單元10包括主機(jī)芯片11、存儲(chǔ)模塊12、顯示器13，主機(jī)芯片11通過CAN總線與從機(jī)芯片4相連，主機(jī)芯片11分別與存儲(chǔ)模塊12、顯示器13、電源模塊9相連，主機(jī)芯片11將從機(jī)芯片4發(fā)送的不同單體電池的電池荷電狀態(tài)信息存儲(chǔ)至存儲(chǔ)模塊12并通過顯示器13輸出。本實(shí)施例中，主機(jī)芯片11的型號(hào)為STM32F103，用于將從機(jī)芯片7輸出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊12，并由顯示器13顯示這些數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)模塊12為SD卡存儲(chǔ)模塊；顯示器13采用SUPER生產(chǎn)的12寸小型液晶顯示器。如圖1所示，本實(shí)施例的工作過程如下:分時(shí)采樣開關(guān)I采集不同時(shí)刻不同單體電池的SOC參數(shù)信息，此參數(shù)信息經(jīng)過信號(hào)調(diào)理器2和A/D模塊3轉(zhuǎn)化后，得到從機(jī)芯片4能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，并由從機(jī)芯片4通過kalman濾波算法處理得到控制信息，控制繼電開關(guān)5的關(guān)斷，從而控制電池組的充電與否；同時(shí)控制并控制開關(guān)組8中每一個(gè)單體開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)，控制單體電池接入變壓器7次級(jí)線圈的情況，從而實(shí)現(xiàn)不同單體電池間的能量轉(zhuǎn)換，做到無損主動(dòng)均衡；而對(duì)于監(jiān)控單元10而言 ，主機(jī)芯片11通過CAN總線接收到從機(jī)芯片4的數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)模塊12中，并顯示到顯示器13上。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)汽車電池管理裝置，其特征在于:包括分時(shí)采樣開關(guān)(I)、信號(hào)調(diào)理器(2)、A/D模塊(3)、從機(jī)芯片(4)、繼電開關(guān)(5)、充電器(6)、變壓器(7)、開關(guān)組⑶和電源模塊(9)，外部輸入的電源依次通過充電器(6)、繼電開關(guān)(5)與電池組的母線相連，所述從機(jī)芯片(4)與電源模塊(9)相連，所述開關(guān)組(8)包括用于分別控制電池組中的每一個(gè)單體電池接入變壓器(7)的次級(jí)線圈的單體開關(guān)，所述單體開關(guān)的控制端與從機(jī)芯片(4)相連，所述變壓器(7)的初級(jí)線圈與電池組的母線相連，所述分時(shí)采樣開關(guān)(I)包括分別與電池組中的每一個(gè)單體電池相連的一組采樣開關(guān)，所述分時(shí)采樣開關(guān)(I)通過采樣開關(guān)分時(shí)采樣電池組中的每一個(gè)單體電池的電池荷電狀態(tài)信息并依次通過信號(hào)調(diào)理器(2)、A/D模塊(3)后輸出給從機(jī)芯片(4)，所述從機(jī)芯片(4)根據(jù)不同單體電池的電池荷電狀態(tài)信息控制繼電開關(guān)(5)和開關(guān)組(8)中每一個(gè)單體開關(guān)的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車電池管理裝置，其特征在于:還包括監(jiān)控單元(10)，所述監(jiān)控單元(10)包括主機(jī)芯片(11)、存儲(chǔ)模塊(12)、顯示器(13)，所述主機(jī)芯片(11)通過CAN總線與從機(jī)芯片(4)相連，所述主機(jī)芯片(11)分別與存儲(chǔ)模塊(12)、顯示器(13)、電源模塊(9)相連 ，所述主機(jī)芯片(11)將從機(jī)芯片⑷發(fā)送的不同單體電池的電池荷電狀態(tài)信息存儲(chǔ)至存儲(chǔ)模塊(12)并通過顯示器(13)輸出。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電動(dòng)汽車電池管理裝置，包括分時(shí)采樣開關(guān)、信號(hào)調(diào)理器、A/D模塊、從機(jī)芯片、繼電開關(guān)、充電器、變壓器、開關(guān)組和電源模塊，分時(shí)采樣開關(guān)包括分別與電池組中的每一個(gè)單體電池相連的一組采樣開關(guān)，分時(shí)采樣開關(guān)通過采樣開關(guān)分時(shí)采樣電池組中的每一個(gè)單體電池的電池荷電狀態(tài)信息并依次通過信號(hào)調(diào)理器、A/D模塊后輸出給從機(jī)芯片，從機(jī)芯片根據(jù)不同單體電池的電池荷電狀態(tài)信息控制繼電開關(guān)和開關(guān)組中每一個(gè)單體開關(guān)的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型具有電池SOC估算精度高、電池組使用效率高、電池組使用壽命長、使用成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203135525SQ20132015809
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者陳孟元, 柴燦, 郎朗 申請人:安徽工程大學(xué)