本發(fā)明涉及電動汽車領(lǐng)域，尤其是一種電動汽車電池管理系統(tǒng)和管理方法。

背景技術(shù)：

電動汽車是指全部或部分由電機驅(qū)動的汽車。目前主要有純電動汽車、混合電動車和燃料電池汽車3種類型。電動汽車目前常用的動力來自于鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池等。

鋰電池具有高電池單體電壓、高比能量和高能量密度，是當前比能量最高的電池。但正是因為鋰電池的能量密度比較高，當發(fā)生誤用或濫用時，將會引起安全事故。而電池管理系統(tǒng)能夠解決這一問題。當電池處在充電過壓或者是放電欠壓的情況下，管理系統(tǒng)能夠自動切斷充放電回路，其電量均衡的功能能夠保證單節(jié)電池的壓差維持在一個很小的范圍內(nèi)。此外，還具有過溫、過流、剩余電量估測等功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種電動汽車電池管理系統(tǒng)和管理方法，該發(fā)明實現(xiàn)了對電池組單體電壓、電流、溫度信號的采集。充電電量平衡以后，單體電池的電壓差值不超過50mv。整體系統(tǒng)運行性能良好，能夠滿足電動車動力電池組應用需要。

一種電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：mcu模塊、均衡模塊和檢測模塊；所述mcu模塊分別信號連接于均衡模塊和電壓檢測模塊。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的電動汽車電池管理中的mcu模塊除了常規(guī)控制電池的充放電以外，還能對電池的電量進行檢測以及電池在充放電過程中的電流進行采樣和分析，最終達到精確控制電池充放電的目的。

進一步的，所述檢測模塊包括：電壓檢測模塊、電流檢測模塊和溫度檢測模塊；所述電壓檢測模塊、電流采樣模塊和溫度檢測模塊分別信號連接于mcu模塊。

進一步的，所述mcu模塊為單片機；所述單片機內(nèi)部總線頻率為8mhz，內(nèi)置閃存為16kb，具有兩個16位定時器接口和一個串行通信接口。

進一步的，所述電壓采樣模塊為：采用精密電阻構(gòu)建分壓電路，組成的電壓檢測電路。

進一步的，所述電流采樣模塊為電流采樣電路包括負載r1；所述負載r1與兩個放電mos管q1和q3分別串聯(lián)；q1和q3并聯(lián)后與一個充電mos管q2串聯(lián)；所述充電mos管q2與兩個負載r2和r3分別串聯(lián)；所述r2和r3分別并聯(lián)后分別與放電端口和負載r4串聯(lián)；所述負載r4分別串聯(lián)與一個運算放大器a以及一個負載r6串聯(lián)；所述運算放大器與負載r7、負載r5以及單片機分別信號連接，將放大后的電流發(fā)送給單片機檢測。

采用上述技術(shù)方案，當電池放電時，用康銅絲對電流信號進行檢測，將檢測到的電壓信號經(jīng)過差模放大器的放大，變?yōu)?～5v的電壓信號送至單片機。如果放電的電流過大，單片機檢測到的電壓信號比較大，就會驅(qū)動三極管動作，改變mos管柵極電壓，關(guān)斷放電的回路。比如，對于36v的錳酸鋰電池來說，設(shè)定其保護電流是60a。康銅絲的電阻是5mω左右。當電流達到60a時，康銅絲的電壓達300mv左右。為提高精度，將電壓通過放大器放大10倍送至單片機檢測。

一種電動汽車電池管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：mcu模塊將對電池組的整體電壓和單節(jié)電壓進行檢測；根據(jù)檢測得到的電池采樣結(jié)果，計算電池的剩余電量，控制電池充電系統(tǒng)對電池進行充電或者控制電池放電系統(tǒng)對電池進行放電；

步驟2：電流采樣模塊對電池放電時的電流進行實時采樣；將采樣后的結(jié)果發(fā)送給mcu模塊；

步驟3：溫度檢測模塊對電池在充放電過程中的逸散出的熱量進行檢測，根據(jù)檢測得到的電池的溫度數(shù)據(jù)信息，控制散熱系統(tǒng)對電池進行散熱處理；

步驟4：在電池充電過程中，均衡模塊采用將整充轉(zhuǎn)換為單充的方式進行充電均衡。

進一步的，所述電壓檢測模塊對電壓進行監(jiān)測的方法為：mcu模塊發(fā)出通道選址信號，讓其中1路電池的正負極與電容連接，對電容進行充電，然后斷開通道開關(guān)，接通跟隨放大器的開關(guān)，mcu模塊對電容的電壓進行快速檢測，由此完成了對1節(jié)電池的電壓檢測；若發(fā)現(xiàn)檢測電壓小于2.8v，則可推斷出電池可能發(fā)生短路、過放或保護系統(tǒng)到電池的檢測線斷路，mcu模塊將馬上發(fā)出信號切斷主回路mos管，重復上述過程，mcu模塊即完成對本模塊所管理的電池的檢測。

進一步的，所述電流采樣電路進行電流采樣的方法為：當電池放電時，用康銅絲對電流信號進行檢測，將檢測到的電壓信號經(jīng)過差模放大器的放大，變?yōu)?～5v的電壓信號送至mcu模塊；如果放電的電流過大，mcu模塊檢測到的電壓信號比較大，就會驅(qū)動三極管動作，改變mos管柵極電壓，關(guān)斷放電的回路。

進一步的，所述mcu模塊計算電池剩余電量的方法包括以下步驟：

步驟1：用表示鋰電池組從42v降到32v時放出的總的電量；表示在經(jīng)過時間后，放出的總電量；然后計算如下公式：；其中;

步驟2：根據(jù)如下公式，計算得出電池的剩余電量；

進一步的，所述溫度檢測模塊對溫度進行檢測的方法為：采用熱敏電阻作為溫度傳感器進行溫度采樣，根據(jù)熱敏電阻的阻值變化，最終得到溫度值。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：實現(xiàn)了對電池組單體電壓、電流、溫度信號的采集。充電電量平衡以后，單體電池的電壓差值不超過50mv。整體系統(tǒng)運行性能良好，能夠滿足電動車動力電池組應用需要。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發(fā)明的一種電動汽車電池管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種電動汽車電池管理系統(tǒng)的電流采樣模塊的的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

本發(fā)明實施例1中提供了一種電動汽車電池管理系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，電流采樣模塊的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示：

一種電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：mcu模塊、均衡模塊和檢測模塊；所述mcu模塊分別信號連接于均衡模塊和電壓檢測模塊。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的電動汽車電池管理系統(tǒng)具備

進一步的，所述檢測模塊包括：電壓檢測模塊、電流檢測模塊和溫度檢測模塊；所述電壓檢測模塊、電流采樣模塊和溫度檢測模塊分別信號連接于mcu模塊。

進一步的，所述mcu模塊為單片機；所述單片機內(nèi)部總線頻率為8mhz，內(nèi)置閃存為16kb，具有兩個16位定時器接口和一個串行通信接口。

進一步的，所述電壓采樣模塊為：采用精密電阻構(gòu)建分壓電路，組成的電壓檢測電路。

進一步的，所述電流采樣模塊為電流采樣電路包括負載r1；所述負載r1與兩個放電mos管q1和q3分別串聯(lián)；q1和q3并聯(lián)后與一個充電mos管q2串聯(lián)；所述充電mos管q2與兩個負載r2和r3分別串聯(lián)；所述r2和r3分別并聯(lián)后分別與放電端口和負載r4串聯(lián)；所述負載r4分別串聯(lián)與一個運算放大器a以及一個負載r6串聯(lián)；所述運算放大器與負載r7、負載r5以及單片機分別信號連接，將放大后的電流發(fā)送給單片機檢測。

本發(fā)明實施例2中提供了一種電動汽車電池管理方法：

一種電動汽車電池管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：mcu模塊將對電池組的整體電壓和單節(jié)電壓進行檢測；根據(jù)檢測得到的電池采樣結(jié)果，計算電池的剩余電量，控制電池充電系統(tǒng)對電池進行充電或者控制電池放電系統(tǒng)對電池進行放電；

步驟2：電流采樣模塊對電池放電時的電流進行實時采樣；將采樣后的結(jié)果發(fā)送給mcu模塊；

步驟3：溫度檢測模塊對電池在充放電過程中的逸散出的熱量進行檢測，根據(jù)檢測得到的電池的溫度數(shù)據(jù)信息，控制散熱系統(tǒng)對電池進行散熱處理；

步驟4：在電池充電過程中，均衡模塊采用將整充轉(zhuǎn)換為單充的方式進行充電均衡。

進一步的，所述電壓檢測模塊對電壓進行監(jiān)測的方法為：mcu模塊發(fā)出通道選址信號，讓其中1路電池的正負極與電容連接，對電容進行充電，然后斷開通道開關(guān)，接通跟隨放大器的開關(guān)，mcu模塊對電容的電壓進行快速檢測，由此完成了對1節(jié)電池的電壓檢測；若發(fā)現(xiàn)檢測電壓小于2.8v，則可推斷出電池可能發(fā)生短路、過放或保護系統(tǒng)到電池的檢測線斷路，mcu模塊將馬上發(fā)出信號切斷主回路mos管，重復上述過程，mcu模塊即完成對本模塊所管理的電池的檢測。

進一步的，所述電流采樣電路進行電流采樣的方法為：當電池放電時，用康銅絲對電流信號進行檢測，將檢測到的電壓信號經(jīng)過差模放大器的放大，變?yōu)?～5v的電壓信號送至mcu模塊；如果放電的電流過大，mcu模塊檢測到的電壓信號比較大，就會驅(qū)動三極管動作，改變mos管柵極電壓，關(guān)斷放電的回路。

進一步的，所述mcu模塊計算電池剩余電量的方法包括以下步驟：

步驟1：用表示鋰電池組從42v降到32v時放出的總的電量；表示在經(jīng)過時間后，放出的總電量；然后計算如下公式：；其中;

步驟2：根據(jù)如下公式，計算得出電池的剩余電量；

進一步的，所述溫度檢測模塊對溫度進行檢測的方法為：采用熱敏電阻作為溫度傳感器進行溫度采樣，根據(jù)熱敏電阻的阻值變化，最終得到溫度值。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。