一種電動汽車動力電池管理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動汽車技術領域，特別涉及一種電動汽車動力電池管理系統。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池以其眾多的優點，比如能量密度高、電壓平臺高、不含重金屬污染物等優勢，成為了移動電源和動力電池的主力。但是，鋰離子電池也相當的嬌貴，其化學特性決定其工作電壓有嚴格的上下限，且充放電功率特性與溫度和荷電狀態有很大的相關性。應用在電動汽車上，各種過充過放、過熱、碰撞擠壓、穿刺等情況下不僅導致電池的快速損壞，還可能引發安全事故，因此開發良好的電池管理系統對電池進行保護，是必不可少的。
[0003]現有的鋰離子電池管理系統，一般由車載24伏電瓶供電，采取一個主控多個從控的方式，主控和從控之間采用車載局域網CAN進行通訊。從控主要對一個組電池芯進行電壓和溫度的測量，將數值發送給主控，主控主要測量整組電池的電流電壓，接收從控的數據，估算電池狀態并且進行各種保護和管理。上述管理系統由于單點失效而會喪失功能，功能安全難以保障，且如果更換某從控管理的部分電池，充放電很難有效管理。尤其是換電模式的電池系統，這種管理系統完全沒有辦法使用。

【發明內容】

[0004]為克服上述不足，分發明的目的是提出一種功能安全更有保障，便于擴展，便于局部更換的電動汽車動力電池管理系統。
[0005]本發明的技術方案是:
一種電動汽車動力電池管理系統，包括動力電池組、一個總電池管理系統CBMS和若干分電池管理系統SBMS，所述分電池管理系統SBMS包括分別連接單體電池的單體電壓檢測電路、溫度檢測電路和均衡電路，各分電池管理系統SBMS之間通過CAN通訊電路交換信息，并通過CAN通訊電路上報給總電池管理系統CBMS;所述動力電池組上連接有總電流檢測電路、總電壓檢測電路和絕緣檢測電路，所述總電流檢測電路、總電壓檢測電路和絕緣檢測電路分別檢測動力電池組的總電流、總電壓和絕緣電阻，并發送到總電池管理系統CBMS，總電池管理系統CBMS控制保護電路的動作，并通過CAN通訊電路向分電池管理系統SBMS發送動力電池組的總電流、總電壓和絕緣電阻信息，分電池管理系統SBMS估算所管理單體電池的狀態，診斷所管理電池的故障，分析判斷是否需要開啟均衡電路、維護或更換單體電池。
[0006]優選的，所述總電池管理系統CBMS上還連接有溫度管理電路，為電池組升溫或者降溫。
[0007]優選的，所述絕緣檢測電路連接動力電池組的正負極，用于檢測正極和負極對車身的絕緣電阻。
[0008]優選的，所述保護電路串接在動力電池組內部、總正或者總負線路上，在需要的時候斷開電池組的充放電回路。
[0009]優選的，所述單體電壓檢測電路、均衡電路連接到每個電池單體的正負極，溫度檢測電路連接到設計溫度檢測點。
[0010]優選的，所述動力電池管理系統由一個24V電池供電，所述24V電池由動力電池組通過一個DC/DC模塊充電。
[0011]優選的，所述總電池管理系統CBMS通過CANl連接整車控制器，通過CAN2連接充電設備。
[0012]優選的，所述分電池管理系統SBMS估算所管理單體電池的狀態包括S0C、S0H、S0P。
[0013]優選的，所述總電池管理系統CBMS通過CAN接入的全部分電池管理系統，確定動力電池組的單體信息，結合總電流、總電壓和絕緣電阻信息，計算整個電池組的狀態信息如S0C、S0H，并根據全部管理范圍內的電池單體的需要進行保護、溫度管理、整組均衡和對外通訊。
[0014]本發明的優點是:
本發明所提供的電動汽車動力電池管理系統，每個單體電池、PACK或獨立封裝的電池箱有一個獨立的分電池管理系統SBMS，整個電池系統有一個總的電池管理系統CBMS，功能如現有技術的BMU，加上從各個SBMS統計電池數量、容量、電池狀態等功能，一個CBMS可以跟任意個隨機的SBMS組成一個電池管理系統，增加、減少或者更換SBMS，CBMS能夠自動適應新的電池數量、容量、電池狀態等，對于換電模式的電池系統具有獨特的優勢，電池管理系統的功能安全更有保障。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:
圖1為本發明所述的電動汽車動力電池管理系統的原理圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種動力電池管理系統，包括動力電池組、總電池管理系統CBMS、絕緣檢測電路、總電流檢測電路、總電壓檢測電路、保護電路、溫度管理電路、若干分電池管理系統SBMS、單體電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡電路和CAN通訊電路。其中:
總電池管理系統CBMS與絕緣檢測電路、總電流檢測電路、總電壓檢測電路、保護電路、溫度管理電路相連，分電池管理系統與單體電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡電路相連。總電池管理系統和分電池管理系統通過CAN通訊交換數據。
[0017]絕緣檢測電路連接電池組的正負極，用于檢測正極和負極對車身的絕緣電阻。總電流檢測電路測量電池組總正中流過的電流。總電壓檢測電路檢測電池組正負極之間的電壓差。保護電路串接在動力電池組內部、總正或者總負線路上，在需要的時候斷開電池組的充放電回路。溫度管理電路，是一個執行機構，用于在必要的時候給電池組升溫或者降溫。單體電壓檢測電路、均衡電路連接到每個電池單體的正負極。溫度檢測電路連接到設計溫度檢測點。
[0018]上述系統所述動力電池管理系統由一個24V電池供電，所述24V電池由動力電池組通過一個DC/DC模塊充電，D⑶C的啟停由D⑶C檢測低壓電池的電壓來決定。
[0019]所述總管理系統通過CANl連接整車控制器，通過CAN2連接充電設備。
[0020]所述分電池管理系統的功能有，檢測每個單體的電壓，檢測溫度檢測點的溫度，從總電池管理系統獲得電流值，并估算所管理電池的各種狀態(SOC、SOH、SOP等)，診斷所管理電池的各種故障，分析判斷是否需要維護、均衡、更換單體等，需要的時候開啟均衡電路，并通過內CAN與其他電池管理系統交換信息，上報給總管理系統。總管理系統通過內CAN接入的全部分電池管理系統，確定電池系統的單體信息，總電壓，電池總容量等信息，并計算整個電池組的狀態信息如SOC、SOH，并根據全部管理范圍內的電池單體的需要進行保護、溫度管理、整組均衡、與外部通訊等。
[0021]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明主要技術方案的精神實質所做的修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種電動汽車動力電池管理系統，其特征在于:包括動力電池組、一個總電池管理系統CBMS和若干分電池管理系統SBMS，所述分電池管理系統SBMS包括分別連接單體電池的單體電壓檢測電路、溫度檢測電路和均衡電路，各分電池管理系統SBMS之間通過CAN通訊電路交換信息，并通過CAN通訊電路上報給總電池管理系統CBMS;所述動力電池組上連接有總電流檢測電路、總電壓檢測電路和絕緣檢測電路，所述總電流檢測電路、總電壓檢測電路和絕緣檢測電路分別檢測動力電池組的總電流、總電壓和絕緣電阻，并發送到總電池管理系統CBMS，總電池管理系統CBMS控制保護電路的動作，并通過CAN通訊電路向分電池管理系統SBMS發送動力電池組的總電流、總電壓和絕緣電阻信息，分電池管理系統SBMS估算所管理單體電池的狀態，診斷所管理電池的故障，分析判斷是否需要開啟均衡電路、維護或更換單體電池。2.根據權利要求1所述的電動汽車動力電池管理系統，其特征在于:所述總電池管理系統CBMS上還連接有溫度管理電路，為電池組升溫或者降溫。3.根據權利要求1所述的電動汽車動力電池管理系統，其特征在于:所述絕緣檢測電路連接動力電池組的正負極，用于檢測正極和負極對車身的絕緣電阻。4.根據權利要求1所述的電動汽車動力電池管理系統，其特征在于:所述保護電路串接在動力電池組內部、總正或者總負線路上，在需要的時候斷開電池組的充放電回路。5.根據權利要求1所述的電動汽車動力電池管理系統，其特征在于:所述單體電壓檢測電路、均衡電路連接到每個電池單體的正負極，溫度檢測電路連接到設計溫度檢測點。6.根據權利要求1-5任意一項所述的電動汽車動力電池管理系統，其特征在于:所述動力電池管理系統由一個24V電池供電，所述24V電池由動力電池組通過一個DC/DC模塊充電。7.根據權利要求1任意一項所述的電動汽車動力電池管理系統，其特征在于:所述總電池管理系統CBMS通過CANl連接整車控制器，通過CAN2連接充電設備。8.根據權利要求1任意一項所述的電動汽車動力電池管理系統，其特征在于:所述分電池管理系統SBMS估算所管理單體電池的狀態包括SOC、SOH、SOP。9.根據權利要求1任意一項所述的電動汽車動力電池管理系統，其特征在于:所述總電池管理系統CBMS通過CAN接入的全部分電池管理系統，確定動力電池組的單體信息，結合總電流、總電壓和絕緣電阻信息，計算整個電池組的狀態信息如SOC、SOH，并根據全部管理范圍內的電池單體的需要進行保護、溫度管理、整組均衡和對外通訊。
【專利摘要】本發明公開了一種電動汽車動力電池管理系統，包括動力電池組、一個總電池管理系統CBMS和若干分電池管理系統SBMS，所述分電池管理系統SBMS包括分別連接單體電池的單體電壓檢測電路、溫度檢測電路和均衡電路，各分電池管理系統SBMS之間通過CAN通訊電路交換信息，并通過CAN通訊電路上報給總電池管理系統CBMS；所述動力電池組上連接有總電流檢測電路、總電壓檢測電路和絕緣檢測電路。本發明每個單體電池一個獨立的分電池管理系統SBMS，整個電池系統有一個總的電池管理系統CBMS，一個CBMS可以跟任意個隨機的SBMS組成一個電池管理系統，增加、減少或者更換SBMS，CBMS能夠自動適應新的電池數量、容量、電池狀態等，對于換電模式的電池系統具有獨特的優勢。
【IPC分類】B60L11/18
【公開號】CN105711434
【申請號】CN201610077608
【發明人】王世強, 孫翼峰, 羌嘉曦, 張衛林, 邱遠紅
【申請人】金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司