一种电池管理系统论文和设计-丁更新

全文摘要

本实用新型提供了一种电池管理系统，属于电池技术领域。它解决了现有的技术存在电压采集和电流采集不同步的问题。本电池管理系统包括电池主控单元、电压采集单元、若干个串联连接的电池模组以及与电池主控单元连接的高压信息采集单元，电压采集单元包括若干个与电池模组一一对应连接的单体电压采集模块，各单体电压采集模块通过菊花链连接方式进行串联连接，末尾串联连接的单体电压采集模块的输出端与电池主控单元连接，高压信息采集单元包括第一电流传感器，第一电流传感器的输入端与串联后的电池模组的一端连接，第一电流传感器的输出端与末尾串联连接的单体电压采集模块的输入端连接。本电池管理系统能够实现电压信息和电流信息的同步采集。

主设计要求

1.一种电池管理系统，包括电池主控单元(1)、电压采集单元(2)、高压信息采集单元(3)以及若干个电池模组(6)，各电池模组(6)串联连接，所述高压信息采集单元(3)与电池主控单元(1)连接，其特征在于，所述电压采集单元(2)包括若干个用于检测电池模组(6)电压信息的单体电压采集模块(21)，所述单体电压采集模块(21)与电池模组(6)一一对应连接，各单体电压采集模块(21)通过菊花链连接方式进行依次串联连接，末尾串联连接的单体电压采集模块(21)的输出端与电池主控单元(1)连接，所述高压信息采集单元(3)包括用于采集电流信息的第一电流传感器(32)，所述第一电流传感器(32)的输入端与串联后的电池模组(6)的一端连接，所述第一电流传感器(32)的输出端与末尾串联连接的单体电压采集模块(21)的输入端连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池主控单元(1)的输入端还连接有第二电流传感器(5)，所述第二电流传感器(5)设置在第一电流传感器(32)与电池模组(6)之间的连接线上。

3.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括CAN总线(4)，所述高压信息采集单元(3)通过CAN总线(4)与电池主控单元(1)连接。

4.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一电流传感器(32)采用分流计型电流传感器。

5.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述第二电流传感器(5)采用霍尔型电流传感器。

6.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述电压采集单元(2)还包括若干个均衡模块(22)、若干个滤波模块(23)和若干个温度检测模块(24)，所述均衡模块(22)与电池模组(6)一一对应连接，所述均衡模块(22)通过滤波模块(23)与单体电压采集模块(21)一一对应连接，所述温度检测模块(24)一一对应连接在电池模组(6)和单体电压采集模块(21)之间。

7.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括维修开关(7)，所述维修开关(7)连接在任意两电池模组(6)之间。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种电池管理系统。

背景技术

随着环境保护意识的增强，以及对能源利用率提高的要求，新能源技术已经成为了当前汽车技术领域的重点研究方向。而电动汽车作为新能源汽车越来越受到推崇，电动汽车不仅可以减少污染气体的排放，还可以有效减少对石油资源的依赖。对于电动汽车而言，电池组是电动汽车的动力源，电池管理系统是连接电池组和设备的重要纽带，用于对设备的电池组进行管理。如申请公布号CN108054450A的一种锂电池管理系统，其包括一中央处理模块以及一个或多个本地测量模块，各本地测量模块均连接有一由锂电池组成的电池组，且各本地测量模块均通过RS485总线与所述中央处理模块连接；所述本地测量模块包括有主控模块，分别与主控模块连接的充电模块、均衡模块、数据采集模块以及电量计算模块，其中，数据采集模块包括有分别与所述主控模块连接的电压采集模块、电流采集模块以及温度采集模块。

在现有技术方案之下，如果电池管理系统需要完成对于电芯内阻等的计算，需要基于单体电压和电流的同步性采样作为前提。实际上，基于现有技术的电池管理系统架构，总电流信息是基于一系列的单体电压采集模块和一个电流采集模块来完成的。如果需要采集单体电压和总电流的信息，就需要通过主控模块同时向单体电压采集模块和电流采集模块提供信息获取指令，等待这两个部件的返回，由于这些子模块，都存在信息传输及采集延时的情况，那么这种情况，会存在电压采集和电流的采集不同步的问题，从而无法实现电池内阻的计算。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种电池管理系统，该电池管理系统所要解决的技术问题是：如何实现电压信息和电流信息的同步采集。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种电池管理系统，包括电池主控单元、电压采集单元、高压信息采集单元以及若干个电池模组，各电池模组串联连接，所述高压信息采集单元与电池主控单元连接，其特征在于，所述电压采集单元包括若干个用于检测电池模组电压信息的单体电压采集模块，所述单体电压采集模块与电池模组一一对应连接，各单体电压采集模块通过菊花链连接方式进行依次串联连接，末尾串联连接的单体电压采集模块的输出端与电池主控单元连接，所述高压信息采集单元包括用于采集电流信息的第一电流传感器，所述第一电流传感器的输入端与串联后的电池模组的一端连接，所述第一电流传感器的输出端与末尾串联连接的单体电压采集模块的输入端连接。

本电池管理系统的原理为：高压信息采集单元通过第一电流传感器对若干个串联的电池模组的电流信息进行采集，并将采集的电流信息输送给电池主控单元，电池主控单元根据高压信息采集单元输送的电流信息对电池模组的输出功率进行计算；电压采集单元中的若干个单体电压采集模块对电池模组的电压信息进行一一对应地采集，各单体电压采集模块之间通过菊花链通讯的方式一级一级传递，由末尾串联连接的单体电压采集模块将各单体电压采集模块采集的电压信息进行汇总，同时，末尾串联连接的单体电压采集模块接收由高压信息采集采集单元中第一电流传感器检测的电流信息，并将接收的电流信息和汇总的电压信息发送给电池主控单元，实现了电流信息和电压信息采集同步性的要求，便于实现对电池内阻的计算。

在上述的电池管理系统中，所述电池主控单元的输入端还连接有第二电流传感器，所述第二电流传感器设置在第一电流传感器与电池模组之间的连接线上。第二电流传感器的设置，电池主控单元能够将第二电流传感器和第一电流传感器采集的电流信息进行比较，确保电池主控单元获取的电流信息的准确性。

在上述的电池管理系统中，所述电池管理系统还包括CAN总线，所述高压信息采集单元通过CAN总线与电池主控单元连接。通过CAN总线实现电压信息采集单元与电池主控单元之间的信息通讯，能够实现信息传输的实时性。

在上述的电池管理系统中，所述第一电流传感器采用分流计型电流传感器。采用分流计型电流传感器能够在采集电池模组电流信息的同时，还可以对电流的极性进行识别，能够有效判断电池模组短路时的大电流信号值，提高电池模组使用的安全性。

在上述的电池管理系统中，所述第二电流传感器采用霍尔型电流传感器。采用霍尔型电流传感器具有动态性能好和测量精度高的优点。

在上述的电池管理系统中，所述电压采集单元还包括若干个均衡模块、若干个滤波模块和若干个温度检测模块，所述均衡模块与电池模组一一对应连接，所述均衡模块通过滤波模块与单体电压采集模块一一对应连接，所述温度检测模块一一对应连接在电池模组和单体电压采集模块之间。温度检测模块的设置，能够对电池模组的温度情况进行实时监测，保证电池模组使用性能的可靠性。

在上述的电池管理系统中，所述电池管理系统还包括维修开关，所述维修开关连接在任意两电池模组之间。维修开关的设置，能够在电池管理系统出现故障时，断开电池模组之间的供电线路。

与现有技术相比，本电池管理系统的电流信号可以采用两部分分别进行采集，一个是通过单体电压采集模块来采集电流，一个是通过高压信息采集单元来采集电流信息，这样同一个电流信息通过两部分分别取采集，能够各取所需，在计算输出功率时，能够根据高压信息采集模块采集的信息去实现，在需要实现电池内阻的计算时，能够通过单体电压采集模块来实现信息采集，实现电压信息采集和电流信息采集的同步性，提高电池内阻计算的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、电池主控单元；11、主处理器；12、通讯隔离电路；13、信号转换电路；14、电源分配及管理模块；2、电压采集单元；21、单体电压采集模块；22、均衡模块；23、滤波模块；24、温度检测模块；3、高压信息采集单元；31、高压信息处理器；32、第一电流传感器；33、运算放大电路；34、隔离电路；35、电源接口电路；36、多路选择开关及接口电路；4、CAN总线；5、第二电流传感器；6、电池模组；7、维修开关。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本电池管理系统包括CAN总线4、电池主控单元1、电压采集单元2、高压信息采集单元3以及若干个电池模组6，各电池模组6之间串联连接，高压信息采集单元3通过CAN总线4与电池主控单元1连接。其中，电压采集单元2包括若干个用于检测电池模组6电压信息的单体电压采集模块21、若干个均衡模块22、若干个滤波模块23和若干个温度检测模块24，均衡模块22与电池模组6一一对应连接，均衡模块22通过滤波模块23与单体电压采集模块21一一对应连接，温度检测模块24一一对应连接在电池模组6和单体电压采集模块21之间，各单体电压采集模块21通过菊花链连接方式进行依次串联连接，末尾串联连接的单体电压采集模块21的输出端与电池主控单元1连接，高压信息采集单元3包括用于采集电流信息的第一电流传感器32，第一电流传感器32的输入端与串联后的电池模组6的一端连接，第一电流传感器32的输出端与末尾串联连接的单体电压采集模块21的输入端连接。其中，菊花链连接方式是指简化的级联模式，提供集中管理的扩展端口。

其中，高压信息采集单元3还包括运算放大电路33、多路选择开关及接口电路36、高压信息处理器31、隔离电路34和电源接口电路35，第一电流传感器32通过运算放大电路33与高压信息处理器31连接，电池主控单元1通过CAN总线4与隔离电路34连接，隔离电路34与高压信息处理器31连接，电源接口电路35通过隔离电路34与高压信息处理器31连接，多路选择开关及接口电路36与高压信息处理器31连接。

电池主控单元1包括主处理器11、通讯隔离电路3412、信号转换电路13和电源分配及管理模块14，通讯隔离电路3412通过信号转换电路13与主处理器11连接，末尾串联连接的单体电压采集模块21与通讯隔离电路3412连接，电源分配及管理模块14分别与主处理器11和高压信息采集单元3的电源接口电路35连接。

作为优选方案，主处理器11的输入端连接有第二电流传感器5，第二电流传感器5设置在第一电流传感器32与电池模组6之间的连接线上。第二电流传感器5的设置，电池主控单元1能够将第二电流传感器5和第一电流传感器32采集的电流信息进行比较，确保电池主控单元1获取的电流信息的准确性。

作为优选方案，第一电流传感器32采用分流计型电流传感器。采用分流计型电流传感器能够在采集电池模组6电流信息的同时，还可以对电流的极性进行识别，能够有效判断电池模组6短路时的大电流信号值，提高电池模组6使用的安全性。

作为优选方案，第二电流传感器5采用霍尔型电流传感器。采用霍尔型电流传感器具有动态性能好和测量精度高的优点。

作为优选方案，电池管理系统还包括维修开关7，维修开关7连接在任意两电池模组6之间。维修开关7的设置，能够在电池管理系统出现故障时，断开电池模组6之间的供电线路。作为优选，维修开关6连接在第一个电池模组6和第二个电池模组6之间的线路上。

本电池管理系统的原理为：高压信息采集单元3通过第一电流传感器32对若干个串联的电池模组6的电流信息进行采集，并将采集的电流信息通过CAN总线4输送给电池主控单元1，电池主控单元1根据高压信息采集单元3输送的电流信息对电池模组6的输出功率进行计算；电压采集单元2中的若干个单体电压采集模块21对电池模组6的电压信息进行一一对应地采集，各单体电压采集模块21之间通过菊花链通讯的方式一级一级传递，由末尾串联连接的单体电压采集模块21将各单体电压采集模块21采集的电压信息进行汇总，同时，末尾串联连接的单体电压采集模块21接收由高压信息采集采集单元中第一电流传感器32检测的电流信息，并将接收的电流信息和汇总的电压信息发送给电池主控单元1的通讯隔离电路3412，通过通讯隔离电路3412进行处理后，通过信号转换电路13进行信号转换后传输给主处理器11，实现了电流信息和电压信息采集同步性的要求，便于实现对电池内阻的计算，同时主处理器11还接收第二电流传感器5采集的电流信号，根据第二电流传感器5采集的电流信号，对高压信息采集单元3输送的电流信号以及电压采集单元2输送的电流信号进行确认，确认其精确性，提高对电池内阻计算以及输出功率计算的精确性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

设计图

一种电池管理系统论文和设计

一种电池管理系统论文和设计-丁更新

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢