專利名稱：一種電動(dòng)汽車的電池能量管理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車能量管理領(lǐng)域，具體涉及電動(dòng)汽車用鋰動(dòng)力電池組的充放電過程的管理和控制方法。
背景技術(shù)：
隨著國際原油價(jià)格飛漲，各種新型能源的研究成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。國內(nèi)已經(jīng)掀 起研制各種電動(dòng)汽車的熱潮。鋰動(dòng)力電池具有較高的比能量密度與比功率，大大降低了車 載電池組的重量，無記憶效應(yīng)，可重復(fù)充電次數(shù)多，使用壽命較長等優(yōu)點(diǎn)成為動(dòng)力電能的首 選。電池目前仍然是電動(dòng)汽車商業(yè)化發(fā)展的瓶頸。為安全高效地使用電池，研制與電池配 套使用的電池能量管理系統(tǒng)意義十分重要。作為一種新型動(dòng)力技術(shù)，鋰動(dòng)力電池在使用中必須串聯(lián)才能達(dá)到使用電壓的需 求，但是由于鋰電池具有明顯的非線性、不一致性和時(shí)變性，因此在應(yīng)用時(shí)需要進(jìn)行一定 的管理。另外鋰電池對(duì)充放電要求很高，當(dāng)出現(xiàn)過充電、過放電、放電電流過大或電路短路 時(shí)，會(huì)使鋰電池溫度上升，嚴(yán)重破壞鋰電池性能，導(dǎo)致電池壽命縮短。當(dāng)鋰電池串聯(lián)使用于 動(dòng)力設(shè)備中時(shí)，由于各單格鋰電池內(nèi)部特性的不一致，會(huì)導(dǎo)致各單格鋰電池充放電的不一 致。某單格性能惡化時(shí)，整個(gè)電池組的行為都會(huì)受到此電池的限制，降低整體電池組性能。 為使鋰電池組能夠最大程度地發(fā)揮其優(yōu)越性能，延長使用壽命，必須對(duì)鋰電池在充放電時(shí) 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提供過壓/過流/溫度保護(hù)和電池間能量均衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種安裝在車上的可對(duì)鋰動(dòng)力電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)，并能夠按照鋰動(dòng)力電池的充放電要求進(jìn)行適當(dāng)控制的電動(dòng)汽車鋰動(dòng)力電池能量管理系 統(tǒng)。一種電動(dòng)汽車的電池能量管理裝置，它包括電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)，所述電動(dòng)汽車電 源系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)總線與接口電路連接，所述接口電路與微控制器和通信模塊依次連接，所 述微控制器還分別與顯示模塊和報(bào)警模塊連接。所述電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)包括多個(gè)并聯(lián)的電池組，每個(gè)電池組包括多個(gè)串聯(lián)的集成 鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)。所述集成鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)包括單格鋰動(dòng)力電池和電池控制檢測(cè)裝置，其中，所述 電池控制檢測(cè)裝置包括控制芯片，所述控制芯片、驅(qū)動(dòng)電路、充放電控制電路和單格鋰動(dòng)力 電池依次連接；所述控制芯片還通過檢測(cè)模塊與單格鋰動(dòng)力電池連接。所述檢測(cè)模塊包括電流檢測(cè)、溫度檢測(cè)和電壓檢測(cè)，它們均分別與控制芯片和單 格鋰動(dòng)力電池連接。一種電動(dòng)汽車的電池能量管理方法，該管理方法如下
Stepl 初始化電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)及通信模塊、顯示模塊、接口模塊和報(bào)警模塊； St印2 判斷電源系統(tǒng)是否有外接電源，如有外接電源說明該系統(tǒng)在充電，進(jìn)入step3繼續(xù)執(zhí)行；反之則說明該系統(tǒng)在放電，進(jìn)入St印4繼續(xù)執(zhí)行；
Step3 檢測(cè)每個(gè)單格鋰動(dòng)力電池的電壓電流信號(hào)，根據(jù)檢測(cè)的電壓電流信號(hào)，微控制 器控制每個(gè)能量傳輸模塊輸入電壓和電流信號(hào)； Step4:檢測(cè)每個(gè)單格鋰動(dòng)力電池的電壓電流信號(hào)，根據(jù)檢測(cè)的電壓電流信號(hào)，微控制 器控制每個(gè)能量傳輸模塊的輸出電壓和電流的信號(hào)；
St印5 微控制器根據(jù)輸入/輸出電壓和電流信號(hào)，判斷充/放電是否完畢； St印6 如是充電，微控制器則判斷所有單格鋰動(dòng)力電池是否充滿，如充滿則關(guān)閉鋰動(dòng) 力電池組及報(bào)警提示，反之則返回step3繼續(xù)執(zhí)行；如是放電，微控制器則判斷所有單格鋰 動(dòng)力電池是否放電完畢，如放電完畢則關(guān)閉鋰動(dòng)力電池組及報(bào)警提示，反之進(jìn)入st印4繼 續(xù)執(zhí)行。所述的每個(gè)單格鋰動(dòng)力電池充放電控制方法如下 Stepl 控制芯片檢測(cè)鋰動(dòng)力電池的電壓、電流和溫度信號(hào)；
Step2 控制芯片與微控制器通信，獲得控制單格鋰動(dòng)力電池的電壓電流信號(hào)； Step3 根據(jù)獲得的電壓電流信號(hào)，控制芯片判斷鋰動(dòng)力電池是否處于充電狀態(tài)； Step4:如是充電狀態(tài)，則判斷是否是涓流預(yù)充電狀態(tài)，如是涓流預(yù)充電狀態(tài)則進(jìn)行涓 流預(yù)充電一定時(shí)間后返回stepl ；如不是涓流預(yù)充電狀態(tài)則判斷是否是處于恒流充電狀 態(tài)，如是則進(jìn)行恒流充電一定時(shí)間后返回stepl ；如不是恒流充電狀態(tài)則判斷是否處于恒 壓充電狀態(tài)，如是則進(jìn)行恒壓充電一定時(shí)間后返回stepl ；如不是恒壓充電狀態(tài)，則判斷是 否是脈沖補(bǔ)充電狀態(tài)，如是則脈沖補(bǔ)充充電一定時(shí)間后返回stepl，反之結(jié)束本單格電池充 電過程；
St印5 如不是充電狀態(tài)，則判斷是否是處于強(qiáng)制放電狀態(tài)，如不是返回stepl ；如是則 判斷電壓是否超過限定值，如未超過設(shè)定限定值則放電一定時(shí)間后返回stepl ；如超過設(shè) 定限定值，則停止放電，結(jié)束本單格放電過程。本發(fā)明電動(dòng)汽車動(dòng)力管理管理系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.電池監(jiān)測(cè)控制電路可對(duì)電池及電池組的電壓、溫度、充電電流、放電電流等參數(shù)進(jìn) 行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)充放電電路作出適當(dāng)?shù)目刂?，以防止過充、過放，保證電池的使用安全，有 效的提高電池的使用壽命。2.充放電電路采用單格電池獨(dú)立充電方式，精確控制單格電池的充放電過程，防 止多次充放電后各單格鋰動(dòng)力電池內(nèi)部特性的不一致而導(dǎo)致各節(jié)鋰動(dòng)力電池充放電的不 一致。某單格電池性能惡化時(shí)，整個(gè)電池組的行為都會(huì)受到此電池的限制，降低整體電池組 性能。3.每塊集成鋰動(dòng)力電池的專用控制芯片都有唯一的地址編碼，微處理器可以對(duì)其 進(jìn)行信息的讀寫，以采集信息和控制驅(qū)動(dòng)電路。4.對(duì)每個(gè)鋰動(dòng)力電池可以利用電池充放電控制電路隔離，防止其在充放電時(shí)電流 過大，過充電或過放電，當(dāng)其被隔離后必然引起本組電池的電壓和其他電池組的電壓不一 致?？梢杂晌⑻幚砥靼l(fā)出控制命令，根據(jù)各組中的檢測(cè)的電壓和溫度信號(hào)將其他各組中相 應(yīng)數(shù)量的較差的鋰動(dòng)力電池主動(dòng)隔離，使得鋰動(dòng)力電池組保持的端電壓相同，不能產(chǎn)生環(huán) 流消耗能量。5.當(dāng)隔離掉一個(gè)或k個(gè)電池后端電壓會(huì)降低，在放電過程中對(duì)電池組的影響較小，但在充電時(shí)需要降低充電電壓，防止充電電流過大對(duì)鋰電池造成不可恢復(fù)的傷害?？梢?對(duì)根據(jù)檢測(cè)的信號(hào)控制能量傳輸控制模塊，進(jìn)行變電壓/變電流控制。6.電池監(jiān)測(cè)/控制電路具有通信功能，能及時(shí)的將電池狀態(tài)參數(shù)傳輸?shù)街骺谽⑶， 并在顯示儀表盤顯示相應(yīng)的電量、電流、電壓、溫度信息。當(dāng)完成充電或放電時(shí)可以進(jìn)行報(bào) 警以便及時(shí)的充電或斷開電源。內(nèi)部的存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)每塊鋰動(dòng)力電池的狀態(tài)信息，以 便對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)。


圖1為本發(fā)明電動(dòng)汽車鋰動(dòng)力電池能量管理系統(tǒng)的原理示意圖； 圖2單格鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)示意圖3鋰動(dòng)力電池常規(guī)充電法時(shí)序圖； 圖4鋰動(dòng)力電池控制系統(tǒng)充電時(shí)序圖； 圖5鋰動(dòng)力電池的不同放電電流下放電特性曲線 圖6電動(dòng)汽車電源控制系統(tǒng)微控制器的控制程序流程圖； 圖7單格鋰動(dòng)力電池的控制流程其中，1、鋰動(dòng)力電池控制檢測(cè)裝置，2、單格鋰動(dòng)力電池，3、能量傳輸控制模塊，4、數(shù)據(jù) 總線，5、接口電路，6、顯示模塊，7、微控制器，8、通信模塊，9、報(bào)警模塊，10、能量傳輸線，11、 MCU芯片，12、電流檢測(cè)電路，13、溫度檢測(cè)電路，14、電壓檢測(cè)電路，15、驅(qū)動(dòng)電路，16、充放電 控制電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
如圖1，本發(fā)明電動(dòng)汽車動(dòng)力電源管理系統(tǒng)包括鋰動(dòng)力電池控制檢測(cè)裝置1、單格鋰 動(dòng)力電池2，接口電路5、微控制器7、顯示模塊6、報(bào)警模塊9和通信模塊8等。其中，鋰動(dòng)力電池控制檢測(cè)裝置1可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單格鋰動(dòng)力電池2的電壓、充放電電 流及溫度等參數(shù)，把信號(hào)通過數(shù)據(jù)總線4和接口電路5輸入到微控制器7，微控制器7控制 能量傳輸控制模塊3調(diào)節(jié)經(jīng)過能量傳輸線10傳送的電壓電流。N個(gè)集成鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)串聯(lián)組成一組電池，所串聯(lián)的個(gè)數(shù)根據(jù)系統(tǒng)的電壓選擇， M個(gè)電池組并聯(lián)組成MXN的電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)，每個(gè)集成鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)都通過數(shù)據(jù)總線 4與接口電路5輸入信息到電動(dòng)汽車電源控制系統(tǒng)微控制器7。鋰動(dòng)力電池控制檢測(cè)裝置1和單格鋰動(dòng)力電池2組成集成鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)，該系 統(tǒng)的原理方塊圖如圖2所示主要由專用MCU芯片11、電流檢測(cè)電路12、溫度檢測(cè)電路13、電 壓檢測(cè)電路14、驅(qū)動(dòng)電路15、充放電控制電路16和單格鋰動(dòng)力電池2組成，它可以通過數(shù) 據(jù)總線4和接口電路5與電源控制系統(tǒng)微控制器7相聯(lián)。其中專用MCU芯片11可以采用 Maxim公司的DS2784或DS2786或者M(jìn)icrochip公司的AN1260，專用MCU芯片11集成了電 壓檢測(cè)，溫度檢測(cè)，電流檢測(cè)，只需要加一個(gè)分流器就行。電流檢測(cè)電路12對(duì)電池的充放電電流進(jìn)行檢測(cè)并提供信號(hào)到專用MCU芯片11。溫度檢測(cè)電路13對(duì)電池的溫度進(jìn)行檢測(cè)，在充電過程當(dāng)溫度過高時(shí)自動(dòng)停止充 電，在放電過程中當(dāng)溫度過高時(shí)限制電流的大小。
電壓檢測(cè)電路14對(duì)電池的電壓進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)鋰動(dòng)力電池的電壓決定充電階段 是預(yù)充狀態(tài)、恒流充電和恒壓充電階段。充放電控制電路16，受驅(qū)動(dòng)電路15驅(qū)動(dòng)來完成電能的雙向傳輸控制。專用MCU芯片11采集的鋰電池的狀態(tài)信息通過總線和接口電路5傳輸?shù)诫娫纯?制系統(tǒng)微控制器7進(jìn)行處理，控制整個(gè)電池組的充放電過程，顯示整個(gè)過程中的信息。由于專用MCU芯片11在鋰動(dòng)力電池的充放電過程中是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的，所以其還具有 以下功能
1.對(duì)電池的容量預(yù)測(cè)
根據(jù)對(duì)電池容量的監(jiān)測(cè)，可實(shí)時(shí)得出單格電池的剩余容量并送到微控制器進(jìn)行顯示， 根據(jù)記錄數(shù)據(jù)可以調(diào)整電池的組合方式，在電池的充電過程中可以記錄并顯示每單體電池 的充電時(shí)間、放電時(shí)間，從而優(yōu)化電池組的方案，防止由于同組使用的各單體電池特性不一 致或組合封裝時(shí)初始狀態(tài)不一致，所導(dǎo)致電池組整體特性急劇衰退和部分電池的加速損 壞。為此，在電池進(jìn)行多個(gè)串并聯(lián)使用時(shí)，必須進(jìn)行有效地配組。使電池組發(fā)揮最佳的效 率，同時(shí)還可以顯示容量底限需充電的提示；
2.對(duì)電池的自檢功能
通過電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)參數(shù)，能分析電池是否正常工作，并能自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)自檢， 如有故障，發(fā)出故障信號(hào)到微控制器，并切斷動(dòng)力電源開關(guān)。3.故障預(yù)警
在電池使用過程中，隨時(shí)記錄電池使用參數(shù)，判斷電池的有效性，若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中有電池 失效或是將要失效或是與其它電池不一致性增大，則通過總線傳送到微控制器，并顯示故 障。4.外電路故障保護(hù)
當(dāng)外部電路出現(xiàn)嚴(yán)重故障或失效時(shí)，系統(tǒng)能產(chǎn)生安全保護(hù)，使電池不致過放、過充、短 路等。按照鋰動(dòng)力電池組的充電過程的要求，常規(guī)充電法是按預(yù)充電、恒流充電、恒壓充 電三個(gè)階段進(jìn)行的，如圖3所示。圖中只是定性的描述了常規(guī)充電方法中鋰動(dòng)力電池的充 電電流電壓隨充電過程的變化曲線，實(shí)線表示充電過程中的電流變化曲線；虛線表示充電 過程中的端電壓變化曲線。為了既提高鋰動(dòng)力電池充電速度，又避免充電過程中產(chǎn)生過充和過熱、使極板活 性物質(zhì)脫落損壞，本發(fā)明中鋰動(dòng)力電池采用四階段的充電方式涓流預(yù)充電、快速恒流充 電、恒壓充電、脈沖補(bǔ)充電，如圖4所示。圖中陰影部分表示充電的能量變化；實(shí)線表示充電 過程中充電電壓的變化過程曲線；虛線表示充電過程中充電電流的變化曲線。在圖中只是 定性的表述不同的充電階段隨充電時(shí)間變化鋰動(dòng)力電池的電壓電流變化趨勢(shì)。1.涓流預(yù)充電階段
若鋰動(dòng)力電池在充電初期如已處于深度放電狀態(tài)，為避免對(duì)蓄電池充電電流過大，造 成熱失控，微處理器通過監(jiān)測(cè)蓄電池的電壓，對(duì)蓄電池實(shí)行穩(wěn)定小電流涓流充電。在涓流 充電階段，電池電壓開始上升，當(dāng)電池電壓上升到能接受大電流充電的閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)入快 速充電階段。2.快速恒流充電階段該階段為大電流恒流充電，充電電流大小因蓄電池容量而異，一般為0.1C(C為蓄電 池組的容量)，當(dāng)電壓上升至恒壓電壓閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)入恒壓階段。3.恒壓充電
該階段為恒壓充電，電壓值是取決于蓄電池節(jié)數(shù)與蓄電池溫度。這時(shí)充電電流逐漸減 小，當(dāng)電流下降至某一閾值時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入脈沖補(bǔ)充電。4.脈沖補(bǔ)充電
該階段主要用來補(bǔ)充蓄電池自放電所消耗的能量，當(dāng)充電電壓達(dá)到設(shè)定最大值時(shí)，此 時(shí)標(biāo)志著充電過程結(jié)束。比較兩種充電方法可以看出本發(fā)明中用的方法更符合鋰動(dòng)力電池的充電過程原 理實(shí)現(xiàn)快速安全的充電，能夠更好的保護(hù)鋰電池，發(fā)揮鋰動(dòng)力電池的優(yōu)越性能，延長使用壽 命。鋰動(dòng)力電池的放電過程是個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)變化過程，放電過程受到電池溫度、放 電率、自放電、充放電循環(huán)次數(shù)等多種因素的影響，使得對(duì)于放電過程中控制十分困難。圖5為鋰動(dòng)力電池的不同放電電流下放電特性曲線，該曲線的特點(diǎn)是
(1)鋰動(dòng)力電池具有很好的帶負(fù)載能力，最大可安全的提供3C的放電電流；
(2)不同的放電電流對(duì)電壓和電量的影響不同，能夠輸出的有效電量也相差很大；
(3)放電到3V左右，電池電量已經(jīng)基本輸出完畢；
根據(jù)放電特性，本設(shè)計(jì)中將采用合適的放電管理和保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)放電過程的管理。圖6給出了電動(dòng)汽車電源控制系統(tǒng)微控制器的控制程序流程圖，電源控制系統(tǒng)微 控制器的控制步驟如下
Stepl 進(jìn)行初始化，完成對(duì)電源控制系統(tǒng)微控制器7的初始化，進(jìn)行通信模塊8，顯示 模塊6、接口模塊5、報(bào)警模塊9的初始化，檢測(cè)各系統(tǒng)的狀態(tài)；
Step2 采集各單格鋰動(dòng)力電池2的電壓、電流、溫度信號(hào)，顯示電池的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù) 采集的信息，設(shè)置充電(或放電)時(shí)各組能量傳輸控制模塊3的電壓電流大小方向； St印3 進(jìn)行充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)；
如是充電，微控制器則判斷所有單格鋰動(dòng)力電池是否充滿，如充滿則關(guān)閉鋰動(dòng)力電池 組及報(bào)警提示，反之則返回step2繼續(xù)執(zhí)行；如是放電，微控制器則判斷所有單格鋰動(dòng)力電 池是否放電完畢，如放電完畢則關(guān)閉鋰動(dòng)力電池組及報(bào)警提示，反之進(jìn)入step2繼續(xù)執(zhí)行。鋰動(dòng)力電池控制檢測(cè)裝置的專用控制芯片程序流程圖7，實(shí)現(xiàn)了對(duì)每一個(gè)單格鋰 動(dòng)力電池2的充放電過程控制。Stepl 上電初始化，與系統(tǒng)的微控制器進(jìn)行通信設(shè)定，接收微控制器發(fā)來的控制 信號(hào)，對(duì)各鋰動(dòng)力電池控制檢測(cè)裝置1進(jìn)行初始化設(shè)定；
Step2 檢測(cè)鋰動(dòng)力電池的電壓、電流、溫度等傳到鋰動(dòng)力電池控制檢測(cè)裝置1，根據(jù)電 動(dòng)汽車電源控制系統(tǒng)微控制器7的通過接口電路5對(duì)鋰動(dòng)力電池控制檢測(cè)裝置1的狀態(tài)設(shè) 置，判斷是進(jìn)行充電、放電；
Step3:如是充電狀態(tài)，則判斷是否是涓流預(yù)充電狀態(tài)，如是涓流預(yù)充電狀態(tài)則進(jìn)行涓 流預(yù)充電一定時(shí)間如5秒后返回step2 ；如不是涓流預(yù)充電狀態(tài)則判斷是否是處于恒流充 電狀態(tài)，如是則進(jìn)行恒流充電一定時(shí)間如10秒后返回step2 ；如不是恒流充電狀態(tài)則判斷 是否處于恒壓充電狀態(tài)，如是則進(jìn)行恒壓充電一定時(shí)間如5秒后返回step2 ；如不是恒壓充電狀態(tài)，則判斷是否是脈沖補(bǔ)充電狀態(tài)，如是則脈沖補(bǔ)充充電一定時(shí)間如3秒完成后返回 step2，反之結(jié)束本單格電池充電過程；
St印4 如不是充電狀態(tài)，則判斷是否是處于強(qiáng)制放電狀態(tài)，如不是返回step2 ；如是 則進(jìn)行判斷電壓是否超過限定值，如不是超過設(shè)定限定值則放電一定時(shí)間如10秒后返回 step2 ；如超過設(shè)定閾值，則停止放電，結(jié)束本單格放電過程。充電時(shí)根據(jù)檢測(cè)的電壓、電流、溫度進(jìn)行控制充電的四個(gè)不同過程； 放電時(shí)根據(jù)檢測(cè)的電壓、電流、溫度控制放電過程保護(hù)電池，防止過放電或短路故障。上述實(shí)例只是體現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選方案，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)其中的 某些部分所可能做出的一些變動(dòng)均體現(xiàn)了本發(fā)明的原理，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電動(dòng)汽車的電池能量管理裝置，其特征在于它包括電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)，所述電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)總線與接口電路連接，所述接口電路與微控制器和通信模塊依次連接，所述微控制器還分別與顯示模塊和報(bào)警模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車的電池能量管理裝置，其特征在于所述電動(dòng) 汽車電源系統(tǒng)包括多個(gè)并聯(lián)的電池組，每個(gè)電池組包括多個(gè)串聯(lián)的集成鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車的電池能量管理裝置，其特征在于所述集成 鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)包括單格鋰動(dòng)力電池和電池控制檢測(cè)裝置，其中，所述電池控制檢測(cè)裝置 包括控制芯片，所述控制芯片、驅(qū)動(dòng)電路、充放電控制電路和單格鋰動(dòng)力電池依次連接；所 述控制芯片還通過檢測(cè)模塊與單格鋰動(dòng)力電池連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)汽車的電池能量管理裝置，其特征在于所述檢測(cè) 模塊包括電流檢測(cè)、溫度檢測(cè)和電壓檢測(cè)，它們均分別與控制芯片和單格鋰動(dòng)力電池連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車的電池能量管理方法，其特性是，該管理方法 如下Stepl 初始化電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)及通信模塊、顯示模塊、接口模塊和報(bào)警模塊； St印2 判斷電源系統(tǒng)是否有外接電源，如有外接電源說明該系統(tǒng)在充電，進(jìn)入step3 繼續(xù)執(zhí)行；反之則說明該系統(tǒng)在放電，進(jìn)入st印4繼續(xù)執(zhí)行；Step3 檢測(cè)每個(gè)單格鋰動(dòng)力電池的電壓電流信號(hào)，根據(jù)檢測(cè)的電壓電流信號(hào)，微控制 器控制每個(gè)能量傳輸模塊輸入電壓和電流信號(hào)；Step4:檢測(cè)每個(gè)單格鋰動(dòng)力電池的電壓電流信號(hào)，根據(jù)檢測(cè)的電壓電流信號(hào)，微控制 器控制每個(gè)能量傳輸模塊的輸出電壓和電流的信號(hào)；Step5 微控制器根據(jù)輸入/輸出電壓和電流信號(hào)，判斷充/放電是否完畢； Step6 如是充電，微控制器則判斷所有單格鋰動(dòng)力電池是否充滿，如充滿則關(guān)閉鋰動(dòng) 力電池組及報(bào)警提示，反之則返回step3繼續(xù)執(zhí)行；如是放電，微控制器則判斷所有單格鋰 動(dòng)力電池是否放電完畢，如放電完畢則關(guān)閉鋰動(dòng)力電池組及報(bào)警提示，反之進(jìn)入st印4繼 續(xù)執(zhí)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電動(dòng)汽車的電池能量管理方法，其特征是，每個(gè)單格鋰 動(dòng)力電池充放電控制方法如下Stepl 控制芯片檢測(cè)鋰動(dòng)力電池的電壓、電流和溫度信號(hào)； Step2 控制芯片與微控制器通信，獲得控制單格鋰動(dòng)力電池的電壓電流信號(hào)； Step3 根據(jù)獲得的電壓電流信號(hào)，控制芯片判斷鋰動(dòng)力電池是否處于充電狀態(tài)； Step4:如是充電狀態(tài)，則判斷是否是涓流預(yù)充電狀態(tài)，如是涓流預(yù)充電狀態(tài)則進(jìn)行涓 流預(yù)充電一定時(shí)間后返回stepl ；如不是涓流預(yù)充電狀態(tài)則判斷是否是處于恒流充電狀 態(tài)，如是則進(jìn)行恒流充電一定時(shí)間后返回stepl ；如不是恒流充電狀態(tài)則判斷是否處于恒 壓充電狀態(tài)，如是則進(jìn)行恒壓充電一定時(shí)間后返回stepl ；如不是恒壓充電狀態(tài)，則判斷是 否是脈沖補(bǔ)充電狀態(tài)，如是則脈沖補(bǔ)充充電一定時(shí)間后返回stepl，反之結(jié)束本單格電池充 電過程；St印5 如不是充電狀態(tài)，則判斷是否是處于強(qiáng)制放電狀態(tài)，如不是返回stepl ；如是則 判斷電壓是否超過限定值，如未超過設(shè)定限定值則放電一定時(shí)間后返回stepl ；如超過設(shè) 定限定值，則停止放電，結(jié)束本單格放電過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動(dòng)汽車的鋰動(dòng)力電池能量管理方法，提供一種安裝在車上的可對(duì)鋰動(dòng)力電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠按照鋰動(dòng)力電池的充放電要求進(jìn)行適當(dāng)控制的電動(dòng)汽車鋰動(dòng)力電池能量管理系統(tǒng)。本發(fā)明中每個(gè)集成鋰動(dòng)力電池由專用控制芯片控制，充電過程采用涓流預(yù)充電、快速恒流充電、恒壓充電和脈沖補(bǔ)充充電四階段法。放電過程采用均衡放電控制，有利于輸出電壓的穩(wěn)定，使電動(dòng)汽車運(yùn)行平順性好。專用控制芯片都有唯一的地址編碼，系統(tǒng)的微處理器可以對(duì)專用芯片進(jìn)行信息的讀寫。根據(jù)采集的電池電壓、充放電電流、溫度信息控制系統(tǒng)的能量傳輸控制模塊的電壓變化，達(dá)到各組鋰動(dòng)力電池充放電過程平衡。
文檔編號(hào)H02H7/18GK101867204SQ20101017441
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者包春江, 周榮娥, 惠鴻忠, 楚曉華, 閆士界, 陳衛(wèi)國 申請(qǐng)人:臨清迅發(fā)電器有限責(zé)任公司;聊城大學(xué)