電動汽車電池管理裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供電動汽車電池管理裝置，包括DSP控制器，以及與DSP控制器均相連的電壓采集、電流采集、溫度采集、電池均衡和GPS/GPRS等模塊；其中，DSP控制器由一DSP芯片及其外圍電路形成；電壓采集模塊包括可控開關S1、S2、S3、S4，以及電容C、第一A/D轉換器和第一單片機MCU；電流采集模塊包括依序連接的霍爾電流傳感器、第二A/D轉換器和第二單片機MCU；溫度采集模塊包括依序連接的數字溫度傳感器和第三單片機MCU；電池均衡模塊包括多個與蓄電池單體相并聯的均衡單元，均衡單元均包括一電阻R和一均衡開關K。實施本實用新型專利技術，克服電動汽車蓄電池參數難測量和測量不準而導致電動汽車不能及時補充電量的不足，并提高蓄電池使用壽命。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電動車電池管理
，尤其涉及一種電動汽車電池管理裝置。
技術介紹
電池管理技術是保證電動汽車安全、提高能量的使用效率的一項相當重要的技術。電池管理裝置通過對系統各個重要參數包括剩余容量、充放電電流、端電壓和溫度等的準確測量，精確估計動力電池組剩余電量以保證電動車的續航能力，同時防止電池的過充過放，保證整車的安全以及延長電動汽車電池的使用壽命。專利技術人發現，現有的電池管理裝置存在不足之處，其不足之處在于：一、蓄電池的端電壓通常采用共模法、差模法和V/F法，但是這些方法的共同缺點是無法有效隔離電池組(強電)與車電系統(弱電)，并且電動汽車上的串并聯電池數較多，電壓測量所采用的電阻、運放等器件，容易受溫度、電阻精度影響產生偏差；二、蓄電池的電流檢測通常以采樣電阻法為代表的間接測量法，但是這種方法要將采樣電阻串接于主功率回路中，無法實現與控制回路的隔離，不適用于蓄電池管理裝置中；三、由于蓄電池內部的溫度通常難以測量，通常采用檢測蓄電池運行場所的環境溫度來代替，常用的溫度檢測方法是通過熱電偶和熱電阻傳感器來檢測，熱電偶和熱電阻傳感器都易受使用場所限制且具有熱傳導誤差大的缺點，會使溫度的檢測出現偏差；四、傳統的汽車電池管理裝置往往只側重于電池參數的實時檢測，而忽略了電池對均衡的要求，而為了達到動力要求，電動汽車需要將多節單體電池串并聯使用，由于各個單體電池存在不一致性，成組使用后會帶來性能、壽命和安全性方面的隱患。
技術實現思路
本技術實施例所要解決的技術問題在于，提供一種電動汽車電池管理裝置，克服電動汽車蓄電池參數難測量和測量不準而導致電動汽車不能及時補充電量的不足，并提高蓄電池使用壽命。本技術實施例提供了一種電動車電池管理裝置，包括DSP控制器，以及與所述DSP控制器均相連的電壓采集模塊、電流采集模塊、溫度采集模塊、電池均衡模塊和GPS/GPRS模塊；其中，所述DSP控制器由一DSP芯片及其外圍電路形成；所述電壓采集模塊包括可控開關S1、可控開關S2、可控開關S3、可控開關S4，以及電容C、第一A/D轉換器和第一單片機MCU；其中，可控開關S1和可控開關S2的一端并聯在
蓄電池組上，另一端并聯在所述電容C上；可控開關S3和可控開關S4一端并聯在所述電容C上，另一端連接在所述第一A/D轉換器上；所述可控開關S1、可控開關S2、可控開關S3、可控開關S4及所述第一A/D轉換器還分別通過控制線與所述第一單片機MCU相連；所述電流采集模塊包括依序連接的霍爾電流傳感器、第二A/D轉換器和第二單片機MCU；其中，所述霍爾電流傳感器串聯在所述蓄電池組和負載之間；所述溫度采集模塊包括依序連接的DS18B20數字溫度傳感器和第三單片機MCU；其中，所述DS18B20數字溫度傳感器靠近所述蓄電池組放置；所述電池均衡模塊包括多個均衡單元，且每一均衡單元均與一蓄電池單體相并聯，所述每一均衡單元均包括一電阻R和一均衡開關K；其中，每一均衡開關K均由PWM信號驅動實現閉合或斷開。其中，所述電壓采集模塊、電流采集模塊、溫度采集模塊、電池均衡模塊及GPS/GPRS模塊均通過內部通信的CAN總線與所述DSP控制器相連。其中，當所述第一單片機MCU控制所述可控開關S1和所述可控開關S2均閉合時，實現所述蓄電池組對所述電容C充電；當所述第一單片機MCU控制所述可控開關S3和所述可控開關S4均閉合時，并進一步控制所述可控開關S1和所述可控開關S2均斷開，實現對所述蓄電池組的電壓采集。其中，所述霍爾電流傳感器包括磁芯、霍爾元件和導體；其中，所述導體串聯在負載與電池之間；所述磁芯套接在所述導體的外表面上，并與所述霍爾元件進行磁吸感應；所述霍爾元件連接在所述第二A/D轉換器上。實施本技術實施例，具有如下有益效果：采用電壓、電流和溫度檢測裝置對電動汽車蓄電池參數進行實時檢測，實現對蓄電池剩余容量、蓄電池內部溫度、蓄電池端電壓和充放電電流的準確測量，精確估計電動汽車電池剩余電量以保證電動汽車的續航能力，同時防止蓄電池的過充過放，保證整車的安全以及延長電動汽車蓄電池的使用壽命。附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，根據這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本技術的范疇。圖1為本技術實施例中的一種電動車電池管理裝置的系統結構連接框圖；圖2為圖1中電壓采集模塊的電路連接結構示意圖；圖3為圖2中電壓采集模塊給電容C進行充電的電壓變化曲線圖；圖4為圖1中電流采集模塊的電路連接結構示意圖；圖5為圖4中電流采集模塊內霍爾電流傳感器工作原理示意圖；圖6為圖1中溫度采集模塊的電路連接結構示意圖；圖7為圖1中電池均衡模塊的電路連接結構示意圖；圖8為本技術實施例中的一種電動車電池管理裝置與電動汽車智能充電組網的拓撲結構示意圖。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本技術作進一步地詳細描述。如圖1至圖8所示，為本技術實施例中，提供的一種電動車電池管理裝置，包括DSP控制器1，以及與DSP控制器1均相連的電壓采集模塊2、電流采集模塊3、溫度采集模塊4、電池均衡模塊5和GPS/GPRS模塊6；其中，DSP控制器1由一DSP芯片及其外圍電路形成；電壓采集模塊2包括可控開關S1、可控開關S2、可控開關S3、可控開關S4，以及電容C、第一A/D轉換器和第一單片機MCU；其中，可控開關S1和可控開關S2的一端并聯在蓄電池組上，另一端并聯在電容C上；可控開關S3和可控開關S4一端并聯在電容C上，另一端連接在第一A/D轉換器上；可控開關S1、可控開關S2、可控開關S3、可控開關S4及第一A/D轉換器還分別通過控制線與第一單片機MCU相連；電流采集模塊3包括依序連接的霍爾電流傳感器、第二A/D轉換器和第二單片機MCU；其中，霍爾電流傳感器串聯在蓄電池組和負載之間；溫度采集模塊4包括依序連接的DS18B20數字溫度傳感器和第三單片機MCU；其中，DS18B20數字溫度傳感器靠近蓄電池組放置；電池均衡模塊5包括多個均衡單元，且每一均衡單元均與一蓄電池單體相并聯，每一均衡單元均包括一電阻R和一均衡開關K；其中，每一均衡開關K均由PWM信號驅動實現閉合或斷開。應當說明的是，電壓采集模塊2、電流采集模塊3、溫度采集模塊4、電池均衡模塊5及GPS/GPRS模塊6均通過內部通信的CAN總線與DSP控制器1相連在本技術實施例中，電壓檢測模塊2、電流檢測模塊3、溫度檢測模塊4負責檢測蓄電
池的參數用以估算電池剩余容量，電池均衡模塊5用來對不一致的電池進行均衡，以提高電池的使用壽命。而GPS/GPRS模塊6中，GPS用來定位汽車所在位置，GPRS用來聯系監控中心，還使得系統能在剩余電量不足的時候自動查找距離最近且在線排隊時間最短的充電站，并進行充電，以保證續航；在電動汽車出現故障的情況下，還可以通過GPS/GPRS模塊6與監控中心取得聯系，并將當前位置信息發送給監控中心如圖2所示，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車電池管理裝置，其特征在于，包括DSP控制器(1)，以及與所述DSP控制器(1)均相連的電壓采集模塊(2)、電流采集模塊(3)、溫度采集模塊(4)、電池均衡模塊(5)和GPS/GPRS模塊(6)；其中，所述DSP控制器(1)由一DSP芯片及其外圍電路形成；所述電壓采集模塊(2)包括可控開關S1、可控開關S2、可控開關S3、可控開關S4，以及電容C、第一A/D轉換器和第一單片機MCU；其中，可控開關S1和可控開關S2的一端并聯在蓄電池組上，另一端并聯在所述電容C上；可控開關S3和可控開關S4一端并聯在所述電容C上，另一端連接在所述第一A/D轉換器上；所述可控開關S1、可控開關S2、可控開關S3、可控開關S4及所述第一A/D轉換器還分別通過控制線與所述第一單片機MCU相連；所述電流采集模塊(3)包括依序連接的霍爾電流傳感器、第二A/D轉換器和第二單片機MCU；其中，所述霍爾電流傳感器串聯在所述蓄電池組和負載之間；所述溫度采集模塊(4)包括依序連接的DS18B20數字溫度傳感器和第三單片機MCU；其中，所述DS18B20數字溫度傳感器靠近所述蓄電池組放置；所述電池均衡模塊(5)包括多個均衡單元，且每一均衡單元均與一蓄電池單體相并聯，所述每一均衡單元均包括一電阻R和一均衡開關K；其中，每一均衡開關K均由PWM信號驅動實現閉合或斷開。...

【技術特征摘要】
1.一種電動汽車電池管理裝置，其特征在于，包括DSP控制器(1)，以及與所述DSP控制器(1)均相連的電壓采集模塊(2)、電流采集模塊(3)、溫度采集模塊(4)、電池均衡模塊(5)和GPS/GPRS模塊(6)；其中，所述DSP控制器(1)由一DSP芯片及其外圍電路形成；所述電壓采集模塊(2)包括可控開關S1、可控開關S2、可控開關S3、可控開關S4，以及電容C、第一A/D轉換器和第一單片機MCU；其中，可控開關S1和可控開關S2的一端并聯在蓄電池組上，另一端并聯在所述電容C上；可控開關S3和可控開關S4一端并聯在所述電容C上，另一端連接在所述第一A/D轉換器上；所述可控開關S1、可控開關S2、可控開關S3、可控開關S4及所述第一A/D轉換器還分別通過控制線與所述第一單片機MCU相連；所述電流采集模塊(3)包括依序連接的霍爾電流傳感器、第二A/D轉換器和第二單片機MCU；其中，所述霍爾電流傳感器串聯在所述蓄電池組和負載之間；所述溫度采集模塊(4)包括依序連接的DS18B20數字溫度傳感器和第三單片機MCU；其中，所述DS18B20數字溫度傳感器靠近所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉圣雙，錢祥忠，
申請(專利權)人：溫州大學，
類型：新型
國別省市：浙江;33