一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及电动汽车管理系统技术领域，提出一种电动汽车电池管理系统构成方法及系统，通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的管理。在电动汽车正常驾驶时，系统运行于监控模式，对电池组内各单体电池进行监控与报警，充电均衡模块箱充电插头座断开。在电动汽车停车充电时，系统运行于充电均衡模式，在监控模块上加挂充电均衡模块箱，对电池组自动均衡充电，充电均衡模块箱还可不随车配置，有利于采用多车公用方式，本发明专利技术具有有效节省电池电能、提高车辆的安全性、解决充电均衡电路易损和降低运行成本的显著效果，还可应用于采用动力电池组的大型发电站和重要的通讯设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车管理系统
，尤其是涉及一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统。
技术介绍
电动汽车已经成为未来汽车的发展方向，它以大功率电池组作为驱动能源，它具有污染小，噪音小，节能等特点。目前一些大型发电站、重要的通讯设备、电动汽车上都配置有大功率动力电池组，这些动力电池组特别是锂离子动力电池组都采用低压单体电池串联使用获得高压输出，为电动汽车的主电机供电。这种串联供电方式每块单体电池的性能和质量直接关系到电动汽车动力性能、质量和可靠性。电动汽车的单体电池的寿命比电池组的寿命长，由于电池组里SOC(荷电状态值)处于不均衡状态的各单体电池，被不断重复的过充电和过放电而加剧其SOC的不均衡，致使其寿命缩短。为了使电动汽车电池组延长使用寿命和保证使用安全性，通常配置电池管理系统对单体电池或单体电池组进行监控与均衡。主要是通过对每块单体电池配置监控和充电均衡模块，监控单体电池的电压、温度等参数，并通过有线通信，将每块电池参数实时上传给上位机，由上位机集中管理和处理。上位机对电压较低的单体电池均衡模块发出均衡信号，给低电压电池进行在线补充电量，实现电池组内各单体电池的电压均衡，同时对过温、过压的电池进行报警。现有技术的电池管理系统中每块单体电池的监控与均衡模块一般采用在本块单体电池上取电，通过电压变换，给均衡模块控制芯片供电，因此无论电动汽车在运行或停车库，动力电池组的所有均衡模块一直处于工作和耗电状态。何况，电动汽车运行时间远小于停车时间，这样的电池管理系统存在下列严重缺陷(1)均衡模块在大于50％的时间里浪费着电池电能；(2)电动汽车在停车状态下不能完全断电，显著降低了车辆的安全性。现有技术的电动汽车电池管理系统中单体电池均衡模块采用电池监控电路与充电均衡电路一体化设计和模块化封装，由此产生较多的安全隐患(1)充电均衡电路内置在每个均衡模块内部，由于散热条件不良、模块内部温度过高，电池监控电路与充电均衡电路一体化设计和模块化封装容易导致均衡模块损坏，致使电池组均衡性能下降或失效的事故发生；(2)车辆长时间运行，特别是路况差颠簸大时，由于充电均衡电路的高压线路采用较多的接插头，容易造成因模块内部的几百伏高压线表皮磨损而引起短路，甚至着火等严重的安全事故。
技术实现思路
本专利技术的目的主要是解决现有技术所存在的电池管理系统耗能较大，能源浪费严重，一体封装的均衡模块容易损坏，降低了电动汽车的安全性方面的问题，提出一种电动汽车电池管理系统构成方法，通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的处理，在电动汽车正常驾驶时，对电池组内各单体电池进行监控与报警，在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，对电池组自动均衡充电。还可用于采用动力电池组的大型发电站和重要的通讯设备。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统，其管理系统构成方法是通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的处理，在电动汽车正常驾驶时，对电池组内各单体电池进行监控与报警，在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，对电池组自动均衡充电，方法包括以下步骤(1)电池管理系统配置两个独立功能的监控功能模块和充电均衡功能模块；(2)监控功能模块的通讯连接电缆采用多芯线，其中四根芯线包括两根信号线与两根电源线，电池管理系统工作时，监控功能模块的电源通过DC/DC隔离电源从通讯电缆的电源线上取电，通讯电路的低压电源与监控功能模块上的低压电源隔离，保证监控功能模块与上位机可靠通讯；(3)电池管理系统需切断电源或关闭时，直接切断上位机上供电电源就可切断整个电池管理系统的供电，提高系统的安全性，节省停车状态下无效的电源耗电；(4)监控功能模块带有电池编码电路，上位机通过通讯连接电缆访问监控功能模块，直接获取每个单体电池的编号及其电压、电流、温度的数据；(5)在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，电池管理系统启动自动充电均衡功能，实现电池组的充电自动均衡，保持电池组内每个单体电池提供电量的均衡性。所述的一种电动汽车电池管理系统，包括监控模块组202、电池组203与充电均衡模块箱204，并受上位机201管理和控制，在于监控模块组202有n个监控模块(n＝1～N)，每个监控模块21n与电池组对应的一个单体电池22n相连接；充电均衡模块箱204中有n个充电均衡模块(n＝1～N)，每个充电均衡模块23n，与电池组一个单体电池22n对应的监控模块21n可通过多芯通讯电缆24n建立接插式连接；处于行驶状态的车辆，可以不携带充电均衡模块箱204，若携带充电均衡模块箱204，则每个监控模块211～21N与对应的充电均衡模块231～23N断开接插式连接，充电均衡模块处于断电状态而不消耗电能。在车辆停车处于充电状态时，充电均衡模块箱204中的每个充电均衡模块231～23N的多芯通讯电缆241～24N的插头插入对应监控模块211～21N的多芯插座，充电均衡模块处于加电工作状态，并按上位机201的指令控制对管辖电池均衡充电。所述的一种电动汽车电池管理系统，监控模块21n包括电压采集301、电流采集302、温度传感器303、滤波电路304、报警电路306、微处理器307、通讯电路310、电源311，在于还包括充电均衡多芯插座305、电池编码电路308、隔离电路309与通讯电路多芯插座312；微处理器307选用带有多个A/D变换器、串行接口、并行接口和RAM的单片机；电源311是DC/DC隔离电源；电压采集电路301、电流采集电路302和温度传感器303的输出端分别接在滤波电路304的输入端，滤波电路304的输出端与微处理器307的3个A/D变换输入口相连接；微处理器307的多个输入/输出接口分别与报警电路306与隔离电路309的输入端、电池编码电路308的输出端以及充电均衡多芯插座305的信号线端点相连接；充电均衡多芯插座305的电池线端点和电压采集电路301的输入端通过线缆与n#电池22n的电极连接；隔离电路309的输出端与通讯电路310相连接；通讯电路多芯插座312通过通讯电缆25n与上位机101的电源和通讯接口相连接；通讯电路多芯插座312的电源线端点V0连接DC/DC隔离电源311的输入端和通讯电路电源311的输入端V1；DC/DC隔离电源311的输出端V2为监控模块21n的电路供电。所述的一种电动汽车电池管理系统，充电均衡模块箱204的每个充电均衡模块23n有充电电路401和高压电源406，其特征在于还包括限流控制电路402、充电电路多芯插座403与多芯通讯电缆24n；多芯通讯电缆24n的两端带有充电电路多芯插头404和充电均衡多芯插头405；限流控制电路402并接在充电电路401的输出端，控制充电电路401输出的充电电流和电压；充电电路401的输出端接在充电电路多芯插座403的充电芯线端，充电电路401的电源端接在高压电源406的输出端，充电电路多芯插座403上插接充电电路多芯插头404，多芯通讯电缆24n另一端的充电均衡多芯插头405，在需要均衡充电时，将它插入对应监控模块的充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统，其管理系统构成方法是通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的处理，在电动汽车正常驾驶时，对电池组内各单体电池进行监控与报警，在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，对电池组自动均衡充电，方法包括以下步骤：（１）电池管理系统配置两个独立功能的监控功能模块和充电均衡功能模块；（２）监控功能模块的通讯连接电缆采用多芯线，其中四根芯线包括两根信号线与两根电源 线，电池管理系统工作时，监控功能模块的电源通过ＤＣ／ＤＣ隔离电源从通讯电缆的电源线上取电，通讯电路的低压电源与监控功能模块上的低压电源隔离，保证监控功能模块与上位机可靠通讯；（３）电池管理系统需切断电源或关闭时，直接切断上位机上供电 电源就可切断整个电池管理系统的供电，提高系统的安全性，节省停车状态下无效的电源耗电；（４）监控功能模块带有电池编码电路，上位机通过通讯连接电缆访问监控功能模块，直接获取每个单体电池的编号及其电压、电流、温度的数据；（５）在停 车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，电池管理系统启动自动充电均衡功能，实现电池组的充电自动均衡，保持电池组内每个单体电池提供电量的均衡性。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李竟成，陈军，李建林，
申请(专利权)人：万向电动汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]