电动车与电池管理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电池管理装置以及包括所述电池管理装置的电动车，电池管理装置包括MCU、电参数采集电路、温度采集电路以及绝缘检测电路，电参数采集电路采集外部电池系统的电参数(包括电压参数和电流参数)，并将采集的电参数输出至MCU，温度采集电路采集外部电池系统的温度，并将采集的温度数据输出至MCU，绝缘检测电路检测外部电池系统绝缘性，并将绝缘性检测结果输出至MCU。整个装置简单，能够实现对电池系统的良好管理，确保电池系统正常运行。
【专利说明】
电动车与电池管理装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电动技术领域，特别是涉及电动车与电池管理装置。
【背景技术】
[0002]出于对能源和环境的考虑，电动车在世界各国政府和各大汽车公司的共同推动下得到了快速的发展，具有广阔的市场前景。电池系统作为电动车的动力源，承担电动车全部或者部分动力输出，其性能优劣直接影响电动车的动力性能和续航里程。
[0003]电动车电池包在工作过程中常因充放电时间过长而产生过充电、过放电现象，不仅影响了电池的使用性能，缩短了电池的使用寿命，而且减少了电动车的续驶里程，降低了整车性价比；同时若不能及时精确地采集到单体电池和整组电池包的工作参数，还会影响到整车优化控制策略，降低电池安全性能，甚至引发汽车爆炸。
[0004]因此电池管理装置作为电池系统的核心部分，在整个电动车的研究和发展过程中具有举足轻重的作用。
【实用新型内容】
[0005]基于此，有必要针对目前尚无电池管理装置对电池系统进行管理，严重影响电池系统正常运行的问题，提供一种电池系统管理装置，实现对电池系统的良好管理，确保电池系统正常运行，另外，本实用新型还提供一种包括所述电池系统管理装置的电动车。
[0006]一种电池管理装置，包括M⑶、电参数采集电路、温度采集电路以及绝缘检测电路；
[0007]所述电参数采集电路与所述MCU以及外部电池系统连接，所述温度采集电路与所述MCU以及所述外部电池系统连接，所述绝缘检测电路与所述MCU以及所述外部系统连接；
[0008]所述电参数采集电路采集所述外部电池系统的电参数，并将采集的电参数输出至所述MCU，所述温度采集电路采集所述外部电池系统的温度，并将采集的温度数据输出至所述MCU，所述绝缘检测电路检测所述外部电池系统绝缘性，并将绝缘性检测结果输出至所述MCU，其中，所述电参数包括电压参数和电流参数。
[0009]—种电动车，包括车体以及设置所述车体内的充电装置、电池系统、整车控制器与所述电池管理装置；
[0010]所述充电装置、所述电池系统以及所述电池管理装置分别与所述整车控制器连接。
[0011]本实用新型电池管理装置，包括MCU、电参数采集电路、温度采集电路以及绝缘检测电路，电参数采集电路采集外部电池系统的电参数(包括电压参数和电流参数)，并将采集的电参数输出至MCU，温度采集电路采集外部电池系统的温度，并将采集的温度数据输出至MCU，绝缘检测电路检测外部电池系统绝缘性，并将绝缘性检测结果输出至MCU。整个装置简单，能够实现对电池系统的良好管理，确保电池系统正常运行。
[0012]本实用新型还提供一种电动车，包括车体以及设置所述车体内的充电装置、电池系统、整车控制器与所述电池管理装置，电池管理装置实现对电池系统的良好管理，提高电池系统的使用寿命。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型电池管理装置第一个实施例的结构示意图；
[0014]图2为本实用新型电池管理装置第二个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，一种电池管理装置，包括M⑶100、电参数采集电路200、温度采集电路300以及绝缘检测电路400;
[0016]电参数采集电路200与M⑶100以及外部电池系统连接，温度采集电路300与MCU100以及外部电池系统连接，绝缘检测电路400与MCU100以及外部电池系统连接；
[0017]电参数采集电路200采集外部电池系统的电参数，并将采集的电参数输出至M⑶100，温度采集电路300采集外部电池系统的温度，并将采集的温度数据输出至MCU100，绝缘检测电路400检测外部电池系统绝缘性，并将绝缘性检测结果输出至MCU100，其中，电参数包括电压参数和电流参数。
[0018]电参数采集电路200用于采集外部电池系统的电参数，在这里，主要采集电池系统的电压参数和电流参数，基于这些电参数可以准确掌握电池系统当前的状态。在电参数采集电路200中可以包括多种采集电路，例如可以包括电压采集电路和电流采集电路。
[0019]温度采集电路300用于采集外部电池系统的温度。外部电池系统在充放电过程中(能量转换)会出现一定的发热现象，而外部电池系统的温度会影响电池充放电速度和效率。在这里，采集外部电池系统的温度，并将采集的温度输出至MCU100作为电池管理的一项重要参数。具体来说，温度采集电路300包括温度传感器。其温度采集原理为:接入热敏电阻，通过测得热敏电阻的两端电压来得到其阻值，从而得出对应的温度。温度采集电路300是不固定的，测得的温度值是探头所置的位置的温度。
[0020]绝缘检测电路400用于检测外部电池系统的绝缘性，判断外部电池系统是否存在漏电现象。
[0021]M⑶100根据接收到的数据进行数据处理和计算，管理、监控外部电池系统的状态，MCU100具体可以计算外部电池系统的容量和S0C(state of charge，剩余容量)。具体说MCU100可以选择英飞凌XC2267M。
[0022]本实用新型电池管理装置，包括MCU100、电参数采集电路200、温度采集电路300以及绝缘检测电路400，电参数采集电路200采集外部电池系统的电参数(包括电压参数和电流参数)，并将采集的电参数输出至MCU100，温度采集电路300采集外部电池系统的温度，并将采集的温度数据输出至MCU100，绝缘检测电路400检测外部电池系统绝缘性，并将绝缘性检测结果输出至MCU100。整个装置简单，能够实现对电池系统的良好管理，确保电池系统正常运行。
[0023]在其中一个实施例中，电参数采集电路200包括单个电流采集电路和多个电压采集电路，外部电池系统包括多个电池包，电压采集电路与电池包并联后与MCU100连接，电流采集电路与电池包串联后与MCU100连接。
[0024]电压采集电路可以与多个电池包并联，采集多个电池包的电压输出至MCU100实现单个电压采集电路对多个电池包的电压数据采集;也可以与单个电池包并联，采集单个电池包的电压输出至MCUlOO实现单个电压采集电路对单个电池包的电压数据采集。
[0025]在其中一个实施例中，绝缘检测电路400包括第一电容、第二电容、绝缘检测开关管、测量电阻、绝缘检测电源以及绝缘电压检测电路；
[0026]第一电容、第二电容、绝缘检测开关管、测量电阻以及绝缘检测电源依次串联，第一电容与外部电池系统连接，绝缘检测开关管的控制端与MCU100连接，绝缘电压检测电路的一端连接于第二电容与绝缘检测开关管之间，缘电压检测电路的另一端接地。
[0027]绝缘检测电路400中，第一电容和第二电容用于避免绝缘检测与外部电池系统之间相互影响，优选的，第一电容和第二电容均为电解电容，第一电容的负极与第二电容的负极连接，能够有效防止外部电池系统与绝缘检测电路400之间电流互灌。绝缘检测开关管控制端与MCU100连接，MCU100通过输出高低电平控制绝缘检测开关管导通或关断，从而实现对绝缘检测的控制。绝缘检测电源优选的为交流脉冲电源，具体可以包括PWM(Pulse WidthModulat1n，脉冲宽度调制)信号源和滤波装置。绝缘检测电路400主要目的是判断外部电池系统是否存在漏电情况，即外部电池系统与大地之间电阻值Rf。在正常没有漏电的情况下Rf。应该为无限大;在漏电的情况下，测量电阻与Rf。串联分压，通过绝缘电压检测电路可以得出Rf两端的电压值。从而判断出Rf的大小。当Rf小于某一阈值时则认为外部电池系统是存在漏电情况的。
[0028]如图2所示，在其中一个实施例中，电池管理装置还包括充放电控制电路500，充放电控制电路500与MCUl 00连接。
[0029]充放电控制电路500用于根据MCU100指令，控制外部电池系统进行充电或者进行放电，具体来说，充放电控制电路500可以包括多个开关管，开关管的控制端与MCU100连接，MCUl00输出高低电平来控制开关管内允许电流流通方向，实现对外部电池系统的充放电控制。
[°03°]如图2所示，在其中一个实施例中，电池管理装置还包括隔离通信电路600，电参数采集电路200通过隔离通信电路600与MCU100连接。
[0031]隔离通信电路600能够有效避免不同装置之间数据传输相互影响，确保数据传输的准确与高效。
[0032]在其中一个实施例中，电池管理装置还包括总电压检测电路和总开关电路，总电压检测电路与外部电池系统并联后与MCU100连接，总开关电路串联于外部电池系统，总开关电路的控制端与MCU100连接；
[0033]总电压检测电路检测外部电池系统的总电压值，M⑶100比较总电压值与预设电压阈值，当总电压值大于预设电压阈值时，控制总开关电路断开。
[0034]总电压检测电路可分别检测整个外部电池系统的电压值。总开关电路可以起到保护电路的作用，当外部电池系统出现紧急故障时(本系统在过压、欠压、过温、绝缘电阻过低时切断电路)可通过控制总开关电路达到保护外部电池系统和整个电池管理装置的目的。总开关电路可以包括继电器。
[0035]如图2所示，在其中一个实施例中，电池管理装置还包括时钟装置700，时钟装置700 与 MCU100 连接。
[0036]时钟装置700用于提供基准时钟信号。
[0037]如图2所示，在其中一个实施例中，电池管理装置还包括存储装置800，存储装置800 与 MCU100 连接。
[0038]存储装置800用于存储MCU100的一些数据，MCU100虽然自带有一定的存储空间，但是毕竟有限，对于日常监控管理外部电池系统产生的数据则可以选择存储至存储装置800中。
[0039]如图2所示，在其中一个实施例中，电池管理装置还包括显示装置900，显示装置900 与 MCU100 连接。
[0040]显示装置900用于显示外部电池系统的一些参数，例如电压值、电流值SOC等，便于用户直观了解外部电池系统的情况。
[0041]一种电动车，包括车体以及设置车体内的充电装置、电池系统、整车控制器与电池管理装置；
[0042]充电装置、电池系统以及电池管理装置分别与整车控制器连接。
[0043]本实用新型还提供一种电动车，包括车体以及设置车体内的充电装置、电池系统、整车控制器与电池管理装置，电池管理装置实现对电池系统的良好管理，提高电池系统的使用寿命。
[0044]在其中一个实施例中，电动车还包括电源模块，电源模块包括保护电路、第一开关管、第二开关管、以及稳压器，第一开关管包括第一输入端、第二输入端、输出端以及控制端，第二开关管包括输入端、输出端以及控制端；
[0045]保护电路的输入端分别与充电装置以及电池系统连接，保护电路的输出端与第二开关管的输入端连接，第二开关的输出端通过稳压器与电池管理装置连接，第一开关管的第一输入端与充电装置连接，第一开关管的第二输入端与电池系统连接，第一开关管的控制端与整车控制器连接，第一开关管的输出端与第二开关管的控制端连接；
[0046]当电动车启动时，整车控制器输出高电平至第一开关管，当电动车关闭时，整车控制器输出低电平至第一开关管。
[0047]电动车启动时，整车控制器输出高电平至第一开关管，以使第二开关管导通，电池系统输出电压(一般为12伏特)至稳压器，稳压器将电压降压为电池管理装置所需电压(一般将12伏特电压降压为5伏特)，实现对电池管理装置的供电。
[0048]在电源模块的开始阶段，由三个输入端构成，但必须同时有两个输入端导通才进行工作。当充电装置(充电机)和电池系统(铅酸电池)同时工作时，整车控制器导通后通过检测车钥匙的关闭情况可判断出汽车的状态为非行驶状态，此时MCU则发出充电命令，控制系统电流流向，进行充电。当电池系统和车钥匙同时导通时，则判断为行驶状态，MCU发出放电命令，控制系统电流方向，从而为前进提供动力。具体来说，充电装置、电池系统与车钥匙输入端，分别经过保护电路和第一开关管，若当有两路输入端均有输出时，第一开关管导通，则第二开关管也导通，再经过稳压器将12V电压变成5V电压输出。同时，整车控制器检测在检测到车钥匙关闭后，可通过MCU的继续工作来缓慢关闭系统。从而达到保护系统内部的线路顺序通断，减少由于突然断电引起的线路问题。
[0049]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种电池管理装置，其特征在于，包括MCU、电参数采集电路、温度采集电路以及绝缘检测电路； 所述电参数采集电路与所述MCU以及外部电池系统连接，所述温度采集电路与所述MCU以及所述外部电池系统连接，所述绝缘检测电路与所述MCU以及所述外部电池系统连接； 所述电参数采集电路采集所述外部电池系统的电参数，并将采集的电参数输出至所述MCU，所述温度采集电路采集所述外部电池系统的温度，并将采集的温度数据输出至所述MCU，所述绝缘检测电路检测所述外部电池系统绝缘性，并将绝缘性检测结果输出至所述MCU，其中，所述电参数包括电压参数和电流参数。2.根据权利要求1所述的电池管理装置，其特征在于，所述电参数采集电路包括单个电流采集电路和多个电压采集电路，所述外部电池系统包括多个电池包； 所述电压采集电路与所述电池包并联后与所述MCU连接，所述电流采集电路与所述电池包串联后与所述MCU连接。3.根据权利要求1或2所述的电池管理装置，其特征在于，所述绝缘检测电路包括第一电容、第二电容、绝缘检测开关管、测量电阻、绝缘检测电源以及绝缘电压检测电路； 所述第一电容、第二电容、绝缘检测开关管、测量电阻以及绝缘检测电源依次串联，所述第一电容与所述外部电池系统连接，所述绝缘检测开关管的控制端与所述MCU连接，所述绝缘电压检测电路的一端连接于所述第二电容与所述绝缘检测开关管之间，所述缘电压检测电路的另一端接地。4.根据权利要求1或2所述的电池管理装置，其特征在于，还包括充放电控制电路，所述充放电控制电路与所述MCU连接。5.根据权利要求1或2所述的电池管理装置，其特征在于，还包括隔离通信电路，所述电参数采集电路通过所述隔离通信电路与所述MCU连接。6.根据权利要求1或2所述的电池管理装置，其特征在于，还包括总电压检测电路和总开关电路，所述总电压检测电路与所述外部电池系统并联后与所述MCU连接，所述总开关电路串联于所述外部电池系统，所述总开关电路的控制端与所述MCU连接； 所述总电压检测电路检测所述外部电池系统的总电压值，所述MCU比较所述总电压值与预设电压阈值，当所述总电压值大于所述预设电压阈值时，控制所述总开关电路断开。7.根据权利要求1或2所述的电池管理装置，其特征在于，还包括时钟装置，所述时钟装置与所述MCU连接。8.根据权利要求1或2所述的电池管理装置，其特征在于，还包括存储装置，所述存储装置与所述MCU连接。9.一种电动车，其特征在于，包括车体以及设置所述车体内的充电装置、电池系统、整车控制器与如权利要求1-8任意一项所述的电池管理装置； 所述充电装置、所述电池系统以及所述电池管理装置分别与所述整车控制器连接。10.根据权利要求9所述的电动车，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括保护电路、第一开关管、第二开关管、以及稳压器，所述第一开关管包括第一输入端、第二输入端、输出端以及控制端，所述第二开关管包括输入端、输出端以及控制端； 所述保护电路的输入端分别与所述充电装置以及所述电池系统连接，所述保护电路的输出端与所述第二开关管的输入端连接，所述第二开关的输出端通过所述稳压器与所述电池管理装置连接，所述第一开关管的第一输入端与所述充电装置连接，所述第一开关管的第二输入端与所述电池系统连接，所述第一开关管的控制端与所述整车控制器连接，所述第一开关管的输出端与所述第二开关管的控制端连接； 当所述电动车启动时，所述整车控制器输出高电平至所述第一开关管，当所述电动车关闭时，所述整车控制器输出低电平至所述第一开关管。
【文档编号】B60L11/18GK205643646SQ201521068596
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】林勇, 崔彬, 胡志坤
【申请人】湖南文泰能源科技有限公司