专利名称：一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车管理系统技术领域，尤其是涉及一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统。
背景技术：
电动汽车已经成为未来汽车的发展方向，它以大功率电池组作为驱动能源，它具有污染小，噪音小，节能等特点。目前一些大型发电站、重要的通讯设备、电动汽车上都配置有大功率动力电池组，这些动力电池组特别是锂离子动力电池组都采用低压单体电池串联使用获得高压输出，为电动汽车的主电机供电。这种串联供电方式每块单体电池的性能和质量直接关系到电动汽车动力性能、质量和可靠性。电动汽车的单体电池的寿命比电池组的寿命长，由于电池组里SOC(荷电状态值)处于不均衡状态的各单体电池，被不断重复的过充电和过放电而加剧其SOC的不均衡，致使其寿命缩短。为了使电动汽车电池组延长使用寿命和保证使用安全性，通常配置电池管理系统对单体电池或单体电池组进行监控与均衡。主要是通过对每块单体电池配置监控和充电均衡模块，监控单体电池的电压、温度等参数，并通过有线通信，将每块电池参数实时上传给上位机，由上位机集中管理和处理。上位机对电压较低的单体电池均衡模块发出均衡信号，给低电压电池进行在线补充电量，实现电池组内各单体电池的电压均衡，同时对过温、过压的电池进行报警。
现有技术的电池管理系统中每块单体电池的监控与均衡模块一般采用在本块单体电池上取电，通过电压变换，给均衡模块控制芯片供电，因此无论电动汽车在运行或停车库，动力电池组的所有均衡模块一直处于工作和耗电状态。何况，电动汽车运行时间远小于停车时间，这样的电池管理系统存在下列严重缺陷(1)均衡模块在大于50％的时间里浪费着电池电能；(2)电动汽车在停车状态下不能完全断电，显著降低了车辆的安全性。
现有技术的电动汽车电池管理系统中单体电池均衡模块采用电池监控电路与充电均衡电路一体化设计和模块化封装，由此产生较多的安全隐患(1)充电均衡电路内置在每个均衡模块内部，由于散热条件不良、模块内部温度过高，电池监控电路与充电均衡电路一体化设计和模块化封装容易导致均衡模块损坏，致使电池组均衡性能下降或失效的事故发生；(2)车辆长时间运行，特别是路况差颠簸大时，由于充电均衡电路的高压线路采用较多的接插头，容易造成因模块内部的几百伏高压线表皮磨损而引起短路，甚至着火等严重的安全事故。
发明内容
本发明的目的主要是解决现有技术所存在的电池管理系统耗能较大，能源浪费严重，一体封装的均衡模块容易损坏，降低了电动汽车的安全性方面的问题，提出一种电动汽车电池管理系统构成方法，通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的处理，在电动汽车正常驾驶时，对电池组内各单体电池进行监控与报警，在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，对电池组自动均衡充电。还可用于采用动力电池组的大型发电站和重要的通讯设备。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统，其管理系统构成方法是通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的处理，在电动汽车正常驾驶时，对电池组内各单体电池进行监控与报警，在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，对电池组自动均衡充电，方法包括以下步骤(1)电池管理系统配置两个独立功能的监控功能模块和充电均衡功能模块；(2)监控功能模块的通讯连接电缆采用多芯线，其中四根芯线包括两根信号线与两根电源线，电池管理系统工作时，监控功能模块的电源通过DC/DC隔离电源从通讯电缆的电源线上取电，通讯电路的低压电源与监控功能模块上的低压电源隔离，保证监控功能模块与上位机可靠通讯；(3)电池管理系统需切断电源或关闭时，直接切断上位机上供电电源就可切断整个电池管理系统的供电，提高系统的安全性，节省停车状态下无效的电源耗电；(4)监控功能模块带有电池编码电路，上位机通过通讯连接电缆访问监控功能模块，直接获取每个单体电池的编号及其电压、电流、温度的数据；(5)在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，电池管理系统启动自动充电均衡功能，实现电池组的充电自动均衡，保持电池组内每个单体电池提供电量的均衡性。
所述的一种电动汽车电池管理系统，包括监控模块组202、电池组203与充电均衡模块箱204，并受上位机201管理和控制，在于监控模块组202有n个监控模块(n＝1～N)，每个监控模块21n与电池组对应的一个单体电池22n相连接；充电均衡模块箱204中有n个充电均衡模块(n＝1～N)，每个充电均衡模块23n，与电池组一个单体电池22n对应的监控模块21n可通过多芯通讯电缆24n建立接插式连接；处于行驶状态的车辆，可以不携带充电均衡模块箱204，若携带充电均衡模块箱204，则每个监控模块211～21N与对应的充电均衡模块231～23N断开接插式连接，充电均衡模块处于断电状态而不消耗电能。
在车辆停车处于充电状态时，充电均衡模块箱204中的每个充电均衡模块231～23N的多芯通讯电缆241～24N的插头插入对应监控模块211～21N的多芯插座，充电均衡模块处于加电工作状态，并按上位机201的指令控制对管辖电池均衡充电。
所述的一种电动汽车电池管理系统，监控模块21n包括电压采集301、电流采集302、温度传感器303、滤波电路304、报警电路306、微处理器307、通讯电路310、电源311，在于还包括充电均衡多芯插座305、电池编码电路308、隔离电路309与通讯电路多芯插座312；微处理器307选用带有多个A/D变换器、串行接口、并行接口和RAM的单片机；电源311是DC/DC隔离电源；电压采集电路301、电流采集电路302和温度传感器303的输出端分别接在滤波电路304的输入端，滤波电路304的输出端与微处理器307的3个A/D变换输入口相连接；微处理器307的多个输入/输出接口分别与报警电路306与隔离电路309的输入端、电池编码电路308的输出端以及充电均衡多芯插座305的信号线端点相连接；充电均衡多芯插座305的电池线端点和电压采集电路301的输入端通过线缆与n#电池22n的电极连接；隔离电路309的输出端与通讯电路310相连接；通讯电路多芯插座312通过通讯电缆25n与上位机101的电源和通讯接口相连接；通讯电路多芯插座312的电源线端点V0连接DC/DC隔离电源311的输入端和通讯电路电源311的输入端V1；DC/DC隔离电源311的输出端V2为监控模块21n的电路供电。
所述的一种电动汽车电池管理系统，充电均衡模块箱204的每个充电均衡模块23n有充电电路401和高压电源406，其特征在于还包括限流控制电路402、充电电路多芯插座403与多芯通讯电缆24n；多芯通讯电缆24n的两端带有充电电路多芯插头404和充电均衡多芯插头405；限流控制电路402并接在充电电路401的输出端，控制充电电路401输出的充电电流和电压；充电电路401的输出端接在充电电路多芯插座403的充电芯线端，充电电路401的电源端接在高压电源406的输出端，充电电路多芯插座403上插接充电电路多芯插头404，多芯通讯电缆24n另一端的充电均衡多芯插头405，在需要均衡充电时，将它插入对应监控模块的充电均衡多芯插座；充电电路401采用可控DC/DC充电功率模块或MOS管、IGBT等功率器件，一个控制端经多芯通讯电缆24n和插头插座连接监控模块的微处理器307，微处理器控制充电电路401处于充电或静置状态，另一个限流控制端连接限流控制电路402的控制端。
所述的一种电动汽车电池管理系统，在于通讯连接电缆241～24N采用多芯电缆，包括采用多根芯线并接的两根信号线与两根电源线，监控模块21n的DC/DC隔离电源412和均衡充电模块23n从通讯电缆24n的电源线上取电，电压为V2；通讯电路可用独立的辅助电源供电，电压为V1，或直接从通讯电缆24n的电源线上取电，电压为V0。
所述的一种电动汽车电池管理系统，在于监控模块21n带有电池编码电路308，它为单体电池提供编码数据，电池编码电路308的输出端连接监控模块21n微处理器307的编码数据采集口。
所述的一种电动汽车电池管理系统，在于限流控制电路402由电流采样电路601、预设电流值比较器602和控制电路603组成，电流采样电路601输入端接在充电电路401的电流取样回路，电流采样电路601输出端连接到预设电流值比较电路602的比较电流输入端，电流值比较电路602输出端与控制电路603的控制输入端相连接，控制电路603的输出端接在可控DC/DC充电功率模块的输出限流控制端，按照采样电流IS与预先设定充电均衡值In0的比较结果，当IS≥In0时，控制充电电路进入限流充电状态。
本发明的实质性效果(1)使用本发明电动汽车电池管理系统的车辆处于行驶状态时，充电均衡模块箱中的每个充电均衡模块与对应的监控模块断开接插式连接，充电均衡模块处于断电状态而不消耗电能，节省对车载电源的无效静态耗电，而现有技术下每车需要几十个到近百个均衡充电模块，每个均衡充电模块静态功耗约2W，对节省电池电能和降低成本的效果十分可观。
(2)电动汽车在停车状态下，通过上位机关机，使电动汽车电池管理系统完全断电，既符合安全规程，又能节省电池电能。
(3)充电均衡电路与监控模块电路完全分离，有效地解决了电池监控电路与充电均衡电路一体化设计和模块化封装容易导致均衡模块损坏，致使电池组均衡性能下降或失效的事故发生，显著提高车辆的安全性。
(4)本发明电动汽车电池管理系统的车辆在行驶时，充电均衡模块箱的接插头处于非接入状态或不随车携带，可以避免车辆因大量充电接插件长时间运行，容易引起充电均衡电路几百伏高压线破皮短路，甚至着火等严重的安全事故。
(5)充电均衡模块箱可以不随车携带，有利于采用多车公用方式配置，从而有效降低电动汽车的运行成本。
本发明提出了一种电动汽车电池管理系统构成方法，通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的处理。电池管理系统配置两个独立功能的监控功能模块和充电均衡功能模块，在电动汽车正常驾驶时，系统运行于监控模式，对电池组内各单体电池进行监控与报警，在停车电动汽车充电时，系统运行于充电均衡模式，在监控模块上加挂充电均衡模块，对电池组自动均衡充电。充电均衡模块箱在行车状态充电插头座断开，可显著节省耗电和提高车辆安全性，还可不随车配置，有利于采用多车公用方式，有效降低电动汽车的运行成本。
图1是现有技术电池管理系统构成示意图；图2为本发明电动汽车电池管理系统构成原理框图；图3为本发明电动汽车电池管理系统的监控模块电原理框图；图4为本发明电动汽车电池管理系统的充电均衡模块电原理框图；图5为本发明电动汽车电池管理系统实施例n#监控模块电原理框图；
图6为本发明电动汽车电池管理系统实施例的n#充电均衡模块电原理框图。
具体实施方法下面结合附图3～图6详细描述本发明电动汽车电池管理系统实施例的工作过程。
图3给出本发明电动汽车电池管理系统监控模块实施例的电原理框图。监控模块21n包括电压采集电路301、电流采集电路302、温度传感器303、滤波电路304、充电均衡多芯插座305、报警电路306、微处理器307、电池编码电路308、隔离电路309、通讯电路310、电源311与通讯电路多芯插座312；微处理器307选用带有多个A/D变换电路、串行接口、并行接口和RAM的单片机；电源311是DC/DC隔离电源；电压采集电路301、电流采集电路302和温度传感器303的输出端分别接在滤波电路304的输入端，滤波电路304的输出端与微处理器307的3个A/D变换输入口相连接；微处理器307的多个输入接口和输出接口分别与报警电路306及隔离电路309的输入端、电池编码电路308的输出端以及充电均衡多芯插座305的信号线端点相连接；充电均衡多芯插座305的电池线端点和电压采集电路301的输入端通过线缆与n#电池22n的电极连接；隔离电路309的输出端与通讯电路310相连接；通讯电路多芯插座312通过通讯电缆25n与上位机101的电源和通讯接口相连接；通讯电路多芯插座312的电源线端点V0连接DC/DC隔离电源311的输入端及通讯电路310的电源输入端V1；DC/DC隔离电源311的输出端V2为监控模块21n的电路供电。
电压采集301、电流采集302和温度传感器303分别采集单体电池22n的电压、电流与温度信息，经过滤波电路304送微处理器307的3路A/D变换，微处理器307控制接收电池编码电路308输出的单体电池编号以及该单体电池22n的电压、电流、温度经A/D变换的数据，按照与上位机的通讯协议将其编为数据通讯编码，并由微处理器307的通讯接口经过隔离电路309、通讯电路310、通讯电路多芯插座312与通讯连接电缆25n传输到上位机101。
本发明电动汽车电池管理系统实施例n#监控模块电原理框图如图5所示。监控模块21n的电压采集电路301为单体电池电压电阻分压方式的，电流采集电路302选用CS040EK1型霍尔电流传感器，温度传感器303采用LM35型，滤波电路304为3路LC滤波电路，报警电路306采取声响和灯光提示，微处理器307为PIC16F872单片机，电池编码电路308为采用8位拨码开关的地址编码电路，隔离电路309为PC817光耦及其附属电路，通讯电路310为总线转发器，DC/DC隔离电源311采用WDY 05S05-2W隔离电源模块，充电均衡多芯插座305和通讯电路多芯插座312采用矩形连接器，16芯充电均衡插座的多芯并接成两个电源端和两个控制端，两个电源端连接n#电池电极和电压采集电路301输入端，两个控制端连接微处理器307的控制端，16芯通讯电路插座312的多芯并接成两个电源端和两个通讯端，两个电源端连接上位机101的供电V0端、DC/DC隔离电源311的输入电源V0端和通讯电路310的电源V0端，矩形连接器的插座带有保护盖，与插头分离时可防溅水和防尘。
上位机101开机，电动汽车运行在监控模式，各监控模块21n的通过通讯电缆25n取电，DC/DC隔离电源311和通讯电路310获得供电V0，经DC/DC隔离电源311隔离输出为其他电路和器件供电V2；电压采集电路301、电流采集电路302和温度传感器303分别采集单体电池22n的电压、电流与温度，经过三路滤波电路304输入到微处理器307的三路10位A/D变换口，电池编码电路308将该单体电池的编号输入到微处理器307的串行口，微处理器307将各单体电池22n的电压、电流、温度与电池编号等数据按照通讯协议进行编码，通讯数据经过隔离电路309、通讯电路310与通讯电路多芯插座312、通讯连接电缆25n输出到上位机；上位机对获得的全部n个单体电池(n＝1～N)的信息进行综合处理，对每个单体电池22n信息实行监控，发出控制和报警信号；控制和报警信号经过通讯电路多芯插座312、通讯电路310与隔离电路309传送到监控模块微处理器307，由微处理器的直接驱动口控制报警电路306作音响或灯光报警。
图4给出本发明电动汽车电池管理系统的充电均衡模块实施例的电原理框图。充电均衡模块箱204中的每个充电均衡模块23n包括充电电路401和高压电源406，限流控制电路402、充电电路多芯插座403与多芯通讯电缆24n；多芯通讯电缆24n的两端带有16芯矩形插头，分别为充电电路多芯插头404和充电均衡多芯插头405。充电电路401采用可控DC/DC或AC/DC充电功率模块或MOS管、IGBT功率器件；高压电源406可为高压直流电源或220V交流电源。
限流控制电路402并接在可控充电电路401的输出端，控制充电电路401输出的充电电流和电压，充电电路401的输出端V4接在充电电路多芯插座403的充电芯线端，充电电路401的电源输入端接在高压电源406的输出端，充电电路多芯插座403上插接多芯通讯电缆24n的充电电路多芯插头404，多芯通讯电缆24n另一端的充电均衡多芯插头405；可控充电电路401可受控处于充电状态或静置状态。在需要均衡充电时，将多芯通讯电缆24n一端的充电电路多芯插头404插入充电电路多芯插座403，另一端充电均衡多芯插头405插入对应监控模块的充电均衡多芯插座305，监控模块的微处理器307的监控信号经充电均衡多芯插座305、多芯通讯电缆24n和充电电路多芯插座403，使充电电路401受控处于充电状态，多芯通讯电缆24n的多芯插头404和405拔出时，可控充电电路401处于静置状态。
图6为本发明电动汽车电池管理系统实施例的n#充电均衡模块电原理框图。充电电路401采用VICOR VI-260-EV可控DC/DC充电功率模块，高压电源406采用300～350V高压直流电源；限流控制电路402由采用CS040EK1型霍尔电流传感器、LM385型可预设电流值比较器602和控制电路603组成，电流采集电路601输入端接在可控充电电路401的电流取样回路，电流采样电路601的输出端连接到预设电流值比较电路602的比较电流输入端，电流值比较电路602输出端与控制电路603的控制输入端相连接，控制电路603的输出端接在可控DC/DC充电功率模块401的输出限流控制端。
电动汽车的充电均衡模式工作情况如下将多芯通讯电缆24n的充电电路多芯插头404和充电均衡多芯插头405分别插入充电电路多芯插座403和对应监控模块21n的充电均衡多芯插座305，上位机201开机，系统工作在充电均衡模式。可控充电电路401从外接高压电源406获得直流高压供电V3，经可控DC/DC充电功率模块401转换，输出充电电压为V4，V4控制在2.5～4.2V，充电均衡电流控制在5～10A；监控模块21n的微处理器307按照上位机201发送的监控充电信号，经过监控模块21n的充电均衡多芯插座305、多芯通讯电缆24n的充电均衡多芯插头405和充电电路多芯插头404以及充电电路多芯插座403，加到可控充电电路401的充电控制端，控制均衡充电模块23n的可控充电电路401的工作状态可控充电模块工作状态或者静置状态。
本发明实施例的电池编码电路为采用8位拨码开关的地址编码电路，对84个单体电池进行编码。每根编码地址线直接与监控模块的单片机的8个I/O端口相连，单片机直接读取这个I/O端口的电平状态，就可以获取当前单体的编号。监控模块21n的微处理器307从上位机里直接获取每个编码单体电池22n的单体电池编码信息及其电压、电流、温度、和充电参数信息，控制充电均衡模块23n对单体电池22n按充电参数进行充电均衡，保持电池组内每个单体电池充电的均衡性。
在充电均衡模块处于均衡工作过程中，限流控制电路402控制均衡充电电流值，电流采集电路601从可控DC/DC充电功率模块401的电流采样端采集到充电电流IS，把采样电流IS送到可预设电流值比较器602，与预先设定充电均衡值In0的比较结果，当IS≥In0时，将控制电路603置“1”，输出低电位，控制充电电路进入限流充电状态，使均衡充电模块23n保持以稳定的充电电流均衡值In0对电池22n进行均衡充电，从而，提高电池充放电寿命时间。
权利要求
1.一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统，其管理系统构成方法是通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的处理，在电动汽车正常驾驶时，对电池组内各单体电池进行监控与报警，在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，对电池组自动均衡充电，方法包括以下步骤(1)电池管理系统配置两个独立功能的监控功能模块和充电均衡功能模块；(2)监控功能模块的通讯连接电缆采用多芯线，其中四根芯线包括两根信号线与两根电源线，电池管理系统工作时，监控功能模块的电源通过DC/DC隔离电源从通讯电缆的电源线上取电，通讯电路的低压电源与监控功能模块上的低压电源隔离，保证监控功能模块与上位机可靠通讯；(3)电池管理系统需切断电源或关闭时，直接切断上位机上供电电源就可切断整个电池管理系统的供电，提高系统的安全性，节省停车状态下无效的电源耗电；(4)监控功能模块带有电池编码电路，上位机通过通讯连接电缆访问监控功能模块，直接获取每个单体电池的编号及其电压、电流、温度的数据；(5)在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，电池管理系统启动自动充电均衡功能，实现电池组的充电自动均衡，保持电池组内每个单体电池提供电量的均衡性。
2.如权利要求1所述方法构成的一种电动汽车电池管理系统，包括监控模块组(202)、电池组(203)与充电均衡模块箱(204)，并受上位机(201)管理和控制，其特征在于监控模块组(202)有n个监控模块(n＝1～N)，每个监控模块(21n)与电池组对应的一个单体电池(22n)相连接；充电均衡模块箱(204)中有n个充电均衡模块(n＝1～N)，每个充电均衡模块(23n)，与电池组一个单体电池(22n)对应的监控模块(21n)可通过多芯通讯电缆(24n)建立接插式连接；处于行驶状态的车辆，可以不携带充电均衡模块箱(204)，若携带充电均衡模块箱(204)，则每个监控模块(211～21N)与对应的充电均衡模块(231～23N)断开接插式连接，充电均衡模块处于断电状态而不消耗电能；在车辆停车处于充电状态时，充电均衡模块箱(204)中的每个充电均衡模块(231～23N)的多芯通讯电缆(241～24N)的插头插入对应监控模块(211～21N)的多芯插座，充电均衡模块处于加电工作状态，并按上位机(201)的指令控制对管辖电池均衡充电。
3.如权利要求2所述的一种电动汽车电池管理系统，监控模块21n包括电压采集(301)、电流采集(302)、温度传感器(303)、滤波电路(304)、报警电路(306)、微处理器(307)、通讯电路(310)、电源(311)，其特征在于还包括充电均衡多芯插座(305)、电池编码电路(308)、隔离电路(309)与通讯电路多芯插座(312)；微处理器(307)选用带有多个A/D变换器、串行接口、并行接口和RAM的单片机；电源(311)是DC/DC隔离电源；电压采集电路(301)、电流采集电路(302)和温度传感器(303)的输出端分别接在滤波电路(304)的输入端，滤波电路(304)的输出端与微处理器(307)的3个A/D变换输入口相连接；微处理器(307)的多个输入/输出接口分别与报警电路(306)与隔离电路(309)的输入端、电池编码电路(308)的输出端以及充电均衡多芯插座(305)的信号线端点相连接；充电均衡多芯插座(305)的电池线端点和电压采集电路(301)的输入端通过线缆与n#电池(22n)的电极连接；隔离电路(309)的输出端与通讯电路(310)相连接；通讯电路多芯插座(312)通过通讯电缆(25n)与上位机(101)的电源和通讯接口相连接；通讯电路多芯插座(312)的电源线端点V0连接DC/DC隔离电源(311)的输入端和通讯电路电(311)的输入端V1；DC/DC隔离电源(311)的输出端V2为监控模块(21n)的电路供电。
4.如权利要求2或3所述的一种电动汽车电池管理系统，充电均衡模块箱(204)的每个充电均衡模块(23n)有充电电路(401)和高压电源(406)，其特征在于还包括限流控制电路(402)、充电电路多芯插座(403)与多芯通讯电缆(24n)；多芯通讯电缆(24n)的两端带有充电电路多芯插头(404)和充电均衡多芯插头(405)；限流控制电路(402)并接在充电电路(401)的输出端，控制充电电路(401)输出的充电电流和电压；充电电路(401)的输出端接在充电电路多芯插座(403)的充电芯线端，充电电路(401)的电源端接在高压电源(406)的输出端，充电电路多芯插座(403)上插接充电电路多芯插头(404)，多芯通讯电缆(24n)另一端的充电均衡多芯插头(405)，在需要均衡充电时，将它插入对应监控模块的充电均衡多芯插座；充电电路(401)采用可控DC/DC充电功率模块或MOS管、IGBT等功率器件，一个控制端经多芯通讯电缆(24n)和插头插座连接监控模块的微处理器(307)，微处理器控制充电电路(401)处于充电或静置状态，另一个限流控制端连接限流控制电路(402)的控制端。
5.如权利要求4所述的一种电动汽车电池管理系统，充电均衡模块箱(204)的每个充电均衡模块(23n)有充电电路(401)和高压电源(406)，其特征在于还包括限流控制电路(402)、充电电路多芯插座(403)与多芯通讯电缆(24n)；多芯通讯电缆(24n)的两端带有充电电路多芯插头(404)和充电均衡多芯插头(405)；限流控制电路(402)并接在充电电路(401)的输出端，控制充电电路(401)输出的充电电流和电压；充电电路(401)的输出端接在充电电路多芯插座(403)的充电芯线端，充电电路(401)的电源端接在高压电源(406)的输出端，充电电路多芯插座(403)上插接充电电路多芯插头(404)，多芯通讯电缆(24n)另一端的充电均衡多芯插头(405)，在需要均衡充电时，将它插入对应监控模块的充电均衡多芯插座；充电电路(401)采用可控DC/DC充电功率模块或MOS管、IGBT等功率器件，一个控制端经多芯通讯电缆(24n)和插头插座连接监控模块的微处理器(307)，微处理器控制充电电路(401)处于充电或静置状态，另一个限流控制端连接限流控制电路(402)的控制端。
6.如权利要求2或3或5所述的一种电动汽车电池管理系统，其特征在于通讯连接电缆(241～24N)采用多芯电缆，包括采用多根芯线并接的两根信号线与两根电源线，监控模块(21n)的DC/DC隔离电源(412)和均衡充电模块(23n)从通讯电缆(24n)的电源线上取电，电压为V2；通讯电路可用独立的辅助电源供电，电压为V1，或直接从通讯电缆(24n)的电源线上取电，电压为V0。
7.如权利要求6所述的一种电动汽车电池管理系统，其特征在于通讯连接电缆(241～24N)采用多芯电缆，包括采用多根芯线并接的两根信号线与两根电源线，监控模块(21n)的DC/DC隔离电源(412)和均衡充电模块(23n)从通讯电缆(24n)的电源线上取电，电压为V2；通讯电路可用独立的辅助电源供电，电压为V1，或直接从通讯电缆(24n)的电源线上取电，电压为V0。
8.如权利要求2或3或5或7所述的一种电动汽车电池管理系统，其特征在于监控模块(21n)带有电池编码电路(308)，它为单体电池提供编码数据，电池编码电路(308)的输出端连接监控模块(21n)微处理器(307)的编码数据采集口。
9.如权利要求8所述的一种电动汽车电池管理系统，其特征在于监控模块(21n)带有电池编码电路(308)，它为单体电池提供编码数据，电池编码电路(308)的输出端连接监控模块(21n)微处理器(307)的编码数据采集口。
10.如权利要求2或3或5或7或9所述的一种电动汽车电池管理系统，其特征在于限流控制电路(402)由电流采样电路(601)、预设电流值比较器(602)和控制电路(603)组成，电流采样电路(601)输入端接在充电电路(401)的电流取样回路，电流采样电路(601)输出端连接到预设电流值比较电路(602)的比较电流输入端，电流值比较电路(602)输出端与控制电路(603)的控制输入端相连接，控制电路(603)的输出端接在可控DC/DC充电功率模块的输出限流控制端，按照采样电流IS与预先设定充电均衡值In0的比较结果，当IS≥In0时，控制充电电路进入限流充电状态。
全文摘要
本发明涉及电动汽车管理系统技术领域，提出一种电动汽车电池管理系统构成方法及系统，通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的管理。在电动汽车正常驾驶时，系统运行于监控模式，对电池组内各单体电池进行监控与报警，充电均衡模块箱充电插头座断开。在电动汽车停车充电时，系统运行于充电均衡模式，在监控模块上加挂充电均衡模块箱，对电池组自动均衡充电，充电均衡模块箱还可不随车配置，有利于采用多车公用方式，本发明具有有效节省电池电能、提高车辆的安全性、解决充电均衡电路易损和降低运行成本的显著效果，还可应用于采用动力电池组的大型发电站和重要的通讯设备。
文档编号B60R16/04GK1855606SQ20051005028
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月18日 优先权日2005年4月18日
发明者李竟成, 陈军, 李建林 申请人:万向钱潮股份有限公司