一种汽车供电管理系统的制作方法

文档序号:14318846阅读:166来源:国知局

本实用新型涉及电动汽车技术领域,特别涉及一种汽车供电管理系统。



背景技术:

众所周知,电动汽车中动力电池是车辆运行的主要能源存储机构,而锂电池因其优秀的充放电特性及较高的能量密度,则是电动汽车动力电池理想的选择。由于锂电池活性较高,在使用过程中必须使用电池管理系统,以控制电池温度及充放电过程。

在目前所广泛采用的电池管理系统BMS中,PACK内部需要加入充电继电器、放电继电器、总负继电器、预充继电器、预充电阻、霍尔电流传感器、电压采集模块,电量均衡模块、温度采集模块、绝缘监测模块、主控模块等诸多系统模块。且需要整车控制器VCU的配合,整车造价成本非常高,应用车型范围有限。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足,提供一种成本低、逻辑简单、应用性高的汽车供电管理系统。

本实用新型的技术方案是:

一种汽车供电管理系统,该系统设有蓄电池组、锂电池组、主控模块、均衡监测模块、第一接触器、点火开关、霍尔电流传感器和车载负载,所述蓄电池组为主控模块、均衡监测模块和车载负载提供控制电源,所述锂电池组为车载负载提供动力电源,所述锂电池组内设有n个串联的锂电池,所述n个锂电池中任意一个锂电池两端并联设有m个锂电池,所述第一接触器的主触点通过串接设在锂电池组和车载负载的动力回路中,所述均衡监测模块通过霍尔电流传感器和锂电池组任意m个锂电池两端的电压获取锂电池组的信息,所述主控模块通过均衡监测模块获取锂电池组的信息,所述主控模块根据接收到的点火开关信息、锂电池组信息控制第一接触器线圈工作状态,所述主控模块通过第一接触器线圈工作状态控制动力回路的工作状态,所述n和m为正整数。

所述主控模块设有电源输入端、信号输入端、信号输出端和第一通讯端,所述均衡监测模块设有电源输入端、电压信号输入端、电流信号输入端和通讯端,所述蓄电池组分别与主控模块的电源输入端和均衡监测模块的电源输入端相连,所述主控模块的一个信号输入端与点火开关对应相连,所述主控模块的一个信号输出端与第一接触器线圈的负极相连,所述第一接触器线圈的正极与蓄电池组正极相连,所述主控模块的第一通讯端与均衡监测模块的通讯端对应相连,所述均衡监测模块的电压信号输入端分别与锂电池组的锂电池正负极对应相连,所述均衡监测模块的电流信号输入端分别与霍尔电流传感器对应相连。

所述汽车供电管理系统还设有第二接触器和预充电阻,所述第二接触器线圈的正极与蓄电池组正极相连,所述第二接触器线圈的负极与主控模块的一个信号输出端子对应相连,所述第二接触器常开触点的一端分别与锂电池组的正极和第一接触器常开触点接近锂电池组的一端相连,所述第二接触器常开触点的另一端与预充电阻的一端相连,所述预充电阻的另一端与第一接触器常开触点远离锂电池组的一端相连后与车载负载对应相连。

所述汽车供电管理系统还设有车载充电机和充电枪,所述车载充电机设有电源输入端、电源输出端和信号输出端,所述充电枪设有电源输入端和电源输出端,所述充电枪的电源输入端在充电状态下与市电对应相连,所述充电枪的电源输出端与车载充电机的电源输入端相连,所述车载充电机的电源输出端的正极分别与预充电阻的另一端和第一接触器常开触点远离锂电池组的一端相连,所述车载充电机的电源输出端的负极与锂电池的负极相连。

所述汽车供电管理系统还设有转换模块,所述转换模块设有电源输入端、电源输出端和信号端,所述转换模块的电源输入端正极分别与预充电阻的另一端、第一接触器常开触点远离锂电池组的一端和车载充电机的电源输出端的正极相连,所述转换模块的电源输入端负极分别与锂电池的负极和车载充电机的电源输出端的负极相连。

所述车载负载设有电机,所述汽车供电管理系统设有第一继电器和电机控制器,所述电机控制器设有控制电源输入端、动力电源输入端和动力电源输出端和控制信号输出端,所述电机控制器控制电压输入端的正极串联第一继电器的常开触点后与蓄电池组正极相连,所述第一继电器的线圈的一端和电机控制器控制电压输入端的负极分别与蓄电池组负极相连,所述第一继电器的线圈的另一端与主控模块的一个信号输出端相连,所述电机控制器动力电源输入端正极分别与预充电阻的另一端、第一接触器常开触点远离锂电池组的一端相连,所述电机控制器动力动力电源输入端负极分别与锂电池的负极相连,所述电机控制器的动力电源输出端和控制信号输出端分别与电机对应相连。

所述霍尔电流传感器中心设有通孔,所述锂电池的负极通过导线分别与车载充电机的电源输出端的负极、转换模块的电机电源输入端负极和电机控制器动力动力电源输入端负极相连,所述霍尔电流传感器通过通过通孔设在导线接近锂电池的一端圆周。

所述汽车供电管理系统设有远程监控终端和第二继电器,所述远程监控终端设有电源输入端和通讯端,所述主控模块设有第二通讯端,所述车载充电机设有通讯端,所述电机控制器设有通讯端,所述远程监控终端的通讯端分别与主控模块的第二通讯端、车载充电机的通讯端和电机控制器的通讯端相连,所述远程监控终端电压输入端的正极与第二继电器的一组常开常闭触点的公共端相连,所述第二继电器的一组常开常闭触点的常闭点端分别与车载充电机信号端相连,所述第二继电器的一组常开常闭触点的常开点端和第二继电器线圈的一端分别与点火开关和主控模块的一个信号输出端子对应相连,所述第二继电器线圈的另一端与蓄电池组负极相连。

所述远程监控终端设有天线。

所述远程监控终端通讯端、主控模块第二通讯端、车载充电机通讯端和电机控制器通讯端之间采用CAN通讯,所述主控模块第一通讯端与均衡监测模块通讯端之间采用CAN通讯。

本实用新型的有益效果是:在整车上下电时无需整车控制器参与,主控模块与电机控制器之间相互交流信息决定运行方式,缩短了运行流程,减少过度冗余设计,大大提高了电池管理系统的实用性,降低了使用成本,并可根本解决电动汽车使用电池管理系统造价过高的弊端。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理示意图。

图中标记:1.均衡监测模块,2.主控模块,3.充电枪,4.车载充电机,5.转换模块,6.电机控制器,7.换挡器,8.电子油门,9.点火开关, 10.远程监控终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明,以助于理解本实用新型的内容。

由图1所示,本实用新型提供一种汽车蓄电池管理系统,该系统设有主控模块2、远程监控终端10、锂电池组GB2、蓄电池组GB1、均衡监测模块1、充电枪3、车载充电机4、转换模块5、电机控制器6、霍尔电流传感器DL、第一接触器KM1、第二接触器KM2、充电电阻R、第一继电器K1、第二继电器K2,第一熔断器F1~第八熔断器F8、点火开关和车载负载。

所述车载负载设有电机M。

所述主控模块2设有接线端子a~l,所述主控模块接线端子a为主控模块电源输入端正极,所述主控模块接线端子f为主控模块电源输入端负极,所述主控模块接线端子g、h、i、j为主控模块的两组通讯接端,所述主控模块接线端子g为CAN_L1,所述主控模块接线端子g为CAN_H1,所述主控模块接线端子i为CAN_L2,所述主控模块接线端子j为CAN_H2,所述主控模块接线端子b和e为主控模块信号输入端子,所述主控模块接线端子c、d、k和l为主控模块信号输出端子。

所述远程监控终端10设有接线端子a~d,所述远程监控终端接线端子a为通讯端的CAN_H,所述远程监控终端接线端子b为通讯端的CAN_L,所述远程监控终端接线端子c为远程监控终端电源输入端负极,所述远程监控终端接线端子d为远程监控终端电源输入端正极。

所述锂电池组GB2设有n个串联的锂电池,所述n个锂电池中任意一个锂电池两端并联设有m个锂电池,所述n和m为正整数。

所述蓄电池组GB1包括至少一个蓄电池,根据需要可设有多个蓄电池,多个蓄电池之间为串联关系。

所述均衡监测模块1设有接线端子a~d,所述均衡模块端子a和b 为均衡监测模块电流输入端,所述均衡模块端子f与c分别为均衡监测模块电压输入端正极和负极,所述均衡模块端子d为均衡监测模块的通讯端CAN_H,所述均衡模块端子e为均衡监测模块的通讯端CAN_L,所述均衡模块端子g1~gn+1分别为均衡监测模块的均衡监测电压信号输入端。

所述充电枪3设有接线端子a~f,所述充电枪的接线端子a、b和c 分别为充电枪电源输入端的火线、零线和地线,所述充电枪的接线端子d、 e和f分别为充电枪电源输出端的火线、零线和地线。

所述车载充电机4设有接线端子a~h,所述车载充电器接线端子a、 b和c分别为车载充电机电源输入端的火线、零线和地线,所述车载充电器接线端子d为车载充电机通讯端的CAN_H,所述车载充电器接线端子e 为车载充电机通讯端的CAN_L,所述车载充电器接线端子f为车载充电机的直流负极,所述车载充电器接线端子g为车载充电机的电源输出端负极,所述车载充电器接线端子h为车载充电机的电源输出端正极,所述车载充电器接线端子i为车载充电机的信号输出端。

所述转换模块5设有接线端子a~e,所述转换模块接线端子a为转换模块电源输入端负极,所述转换模块接线端子b为转换模块电源输出端负极,所述转换模块接线端子c为转换模块电源输出端正极,所述转换模块接线端子d为转换模块电源输入端正极,所述转换模块接线端子 e为转换模块信号输入端。

所述电机控制器6设有接线端子a~z,所述电机控制器接线端子a 为电机控制器通讯端的CAN_H,所述电机控制器接线端子b为电机控制器通讯端的CAN_L,所述电机控制器接线端子c为动力电源输入端负极,所述电机控制器接线端子d、e和f分别为电机工作温度信号端,所述电机控制器接线端子g、h和i为电机控制器的电源输出端,所述电机控制器接线端子j、k、l、m、n和o为电机控制器的旋变信号端,所述电机控制器接线端子p为电机控制器的编码器接地端,所述电机控制器接线端子q为电机控制器控制电源输入端负极,所述电机控制器接线端子r为电机控制器动力电源输入端正极,所述电机控制器接线端子s、t、u和v 为电子油门接线端,所述电机控制器接线端子w、x和y为换挡器输入端,所述电机控制器接线端子z为电机控制器控制电源输入端正极。

所述点火开关设有接线端子B和ON。

所述第二继电器K2设有一组常开常闭触点,该组常开常闭触点的公共端为引脚30,该组常开常闭触点的常开端为引脚87,该组常开常闭触点的常闭端为87a,所述第二继电器K2线圈的正极为引脚86,所述第二继电器K2线圈的负极为引脚85。

所述换挡器7设有接线端子a~d,所述换挡器的接线端子a为公共端,所述换挡器的接线端子b为前进端,所述换挡器的接线端子c为模式端,所述换挡器的接线端子d为倒车档。

所述蓄电池组GB1的正极输出端串联第四熔断器F4后分别与第八熔断器F8的一端、第五熔断器F5的一端、第七熔断器F7的一端、第六熔断器F6的一端和均衡监测模块的接线端子f相连,所述第八熔断器F8的另一端与点火开关9的接线端子B相连;所述第五熔断器F5的另一端与第二继电器K2的常开触点的一端相连,所述第二继电器K2的常开触点的另一端分别与电机控制器的接线端子z和换挡器的公共端a相连,所述换挡器的线端子b与电动控制器的y端子相连,所述换挡器的线端子c与电动控制器的x端子相连,所述换挡器的接线端子d与电动控制器的w 端子相连;所述第七熔断器F7的另一端与转换模块的接线端子出相连,所述第六熔断器F6的另一端与主控模块的接线端子a相连。

所述蓄电池组GB1的负极分别与第二继电器k2线圈引脚85、远程监控终端10的接线端子c、电机控制器6的接线端子q、转换模块5的接线端子b、车载充电机4接线端子f、主控模块2的接线端子f和均衡监测模块1的接线端子c相连。

所述锂电池组GB2的正极分别与第一接触器KM1常开触点的一端和第二接触器KM2常开触点的一端相连,所述第二接触器KM2常开触点的另一端串联充电电阻R后分别与第一熔断器F1的一端和第一接触器KM1常开触点的另一端相连,所述第一熔断器F1的另一端分别与第二熔断器F2的一端、第三熔断器F3的一端和电机控制器6的接线端子r相连,所述第二熔断器F2的另一端与车载充电机4的接线端子h相连,所述第三熔断器 F3的另一端与转换模块5的接线端子d相连。

所述锂电池组GB2的负极通过导线分别与车载充电机4的接线端子g、转换模块5的接线端子a和电机控制器6的接线端子c相连,所述锂电池组GB2的负极输出端处设有霍尔电流传感器DL,所述霍尔电流传感器 DL为圆弧形,所述锂电池组GB2的负极与车载充电机4的接线端子g、转换模块5的接线端子a和电机控制器6的接线端子c通过导线相连,所述霍尔电流传感器DL设在导线圆周,所述霍尔电流传感器DL与均衡监测模块1的接线端子a和b对应相连,所述均衡监测模块1的接线端子 g1与锂电池组GB2的第一组锂电池的正极相连,所述均衡监测模块1的接线端子g2分别与锂电池组GB2的第一组锂电池的负极和第二组锂电池的正极相连,依次类推,所述均衡监测模块1的接线端子gn+1与锂电池组GB2的第n组锂电池的负极相连。

所述均衡监测模块1的接线端子d与主控模块2的接线端子i相连,所述均衡监测模块1的接线端子e与主控模块2的接线端子j相连,所述主控模块1的接线端子g分别与车载充电机4的接线端子e、电机控制器6的接线端子b、远程监控终端10接线端子b相连,所述主控模块2 的接线端子h分别与车载充电机4的接线端子d、电机控制器6的接线端子a、远程监控终端10的接线端子a相连。

所述主控模块2的接线端子e分别与车载充电机4的接线端子i和第二继电器K2的常开常闭端的引脚87a相连,所述第二继电器K2的公共端的引脚30串联第九熔断器F9后与远程监控终端10的接线端子d相连。

所述主控模块2的接线端子d与转换模块5的接线端子e相连,所述主控模块2的接线端子c与第亿继电器K1线圈的正极相连,所述第一继电器K1线圈的负极与蓄电池组GB1的负极相连,所述主控模块2的接线端子b分别与第一接触KM1线圈的正极、第二接触器KM2线圈的正极、点火开关9的接线端子ON、第二继电器K2的引脚87和第二继电器K2的引脚86相连,所述第一接触器KM1线圈的负极与主控模块2的接线端子 l相连,所述第二接触器KM2线圈的负极与主控模块2的接线端子k相连。

所述车载充电机4的接线端子a、b和c分别与充电枪3的接线端子 d、e和f对应相连,所述充电枪3的接线端子a、b和c在充电状态时分别与市电对应相连。

所述均衡监测模块1采用E6202-BMU,所述主控模块采用 GX-integtatebpard-V1.0,所述预充电阻R采用RXLG-100W-50R J,所述第一接触器KM1采用BSBC7-200,第二接触器KM2采用BSBC7-50,所述第一熔断器F1采用LMT3-250-M6。

所述主控模块2检测到点火开关9处于ON档开始自检,如果检测到一级二级故障(如电池温度过高、绝缘电阻过小、主接触器粘连、通讯故障等)则通过CAN网络上传故障信息结束这次上电,检测到三级故障 (如电池温度较高、绝缘电阻较小、SOC较低、总电压较低等)则通过 CAN网络上传故障信息并发送降功率请求,检测无故障则进入下一步检测,检测主控模块2的信号输入端子e是否有车载充电机的信号输出端i 输出的充电唤醒信号,检测有充电唤醒信号则通过CAN网络上报充电状态,检测没有充电唤醒信号则闭合第二接触器KM2,进入下一步检测,预充时间与预充电压是否达到预定值,如果未达到则返回至闭合第二接触器KM2并记录次数,次数超过设定次数如3次则通过CAN网络上传故障信息并结束上电,检测预充电压达到预定值则闭合第一接触器KM1后断开第二接触器KM2,上电流程完成。

所述主控模块2检测到点火开关9未处于ON档,通过CAN网络发送下电指令,通过霍尔电流传感器检测锂电池组GB2负极输出电流,检测该电流大于设定电流如5A则进入判断时间是否小于设定时间如100ms,若时间小于设定时间如100ms则继续发送下电指令,时间大于设定时间如 100ms则通络CAN网络上传故障信息后强制断开第一接触器KM1,检测该电流小于设定电流如5A则进入下一步,断开第一接触器KM1后存储信息,下电流程结束。

所述充电枪3接入市电电网后,车载充电机4发出充电唤醒信号,所述主控模块2的的信号输入端子e检测到车载充电机的信号输出端i 输出的充电唤醒信号后,进入上电流程,并通过CAN网络发送充电需求信息,并通过均衡监测模块1检测锂电池组GB2的单体电压与总电压是否达到预设值,检测若未达到则继续发送需求信息,检测若达到预设值则进入下电流程,充电流程结束。

所述充电枪3接入市电电网后,所述车载充电机4的信号输出端i 发出充电唤醒信号,通过第二继电器K2的引脚87a、引脚30和保险F9 激活远程监控终端10,所述远程监控终端10工作,通过CAN网络收集车载充电机4与主控模块2的信息,并上传至后台服务器,所述远程监控终端10运行模式的启动流程是:点火开关9置于ON档时,ON档信号进入第二继电器K2的引脚86与引脚87,第二继电器K2线圈吸合,第二继电器K2引脚87与引脚30接通,ON档信号经过保险F9激活远程监控终端 10,远程监控终端10工作,通过CAN网络收集电机控制器6与主控模块 2的信息,并上传至后台服务器。

需要说明的是,上面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

惟以上所述者,仅为本实用新型的具体实施例而已,当不能以此限定本实用新型实施的范围,故其等同组件的置换,或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改,皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。

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