电池控制装置和车载系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电池控制装置和车载系统，电池控制装置包括电池，所述电池串联或并联形成电池组，还包括：连接电池的采集控制模块，用于采集所述电池的数据信息，并根据所述数据信息控制所述电池的电量；与所述采集控制模块连接的电池组控制模块，用于接收所述采集控制模块采集的所述电池的数据信息，并根据所述数据信息控制所述电池组的电量。本实用新型可对电池和电池组进行电量均衡控制，且结构简单，连接线少，方便维护和更新。
【专利说明】
电池控制装置和车载系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池控制装置和车载系统。
【背景技术】
[0002]随着全球气候逐步恶化、城市大气污染加剧和石油资源过度消耗，发展节能、环保的电动汽车已成为世界汽车工业技术创新的重要方向和汽车产业可持续发展的必然选择。
[0003]作为电动汽车最重要的能源之一一一锂离子电池，对锂离子电池的管理是制约电动汽车技术发展的重要一环。常规电动汽车的电池管理系统(BMS)主要是采用CAN总线来进行电池管理系统(BMS)内部及电池管理系统与外部控制器的通讯，以传递电池的电压、电流、温度以及其他电池的状态信息。
[0004]在电池管理系统(BMS)中，对电池的均衡管理是延长电池寿命的重要一环。当多个电池或电池组之间的电量不一致，向外放电时，电量较少的电池或电池组会在产生极度放电而降低寿命，导致整个电池或电池组的使用寿命降低。常规的电池管理系统(BMS)中，对电池的内部电量的管理采用的是电力线，而对电池的电压、电流、温度以及其他电池的状态信息采集及传递采用的单独的信号线。但通常电动汽车为增加行驶里程，减少充电次数，均安装有很多的电池组，电池管理系统对电池的内部电量的管理采用电力线，对电池的电压、电流、温度以及其他电池的状态信息采集及传递采用的单独的信号线，会导致线路密布过多，线路十分凌乱，后续难以维护和更新。
【实用新型内容】
[0005]基于此，有必要提供一种电池控制装置和车载系统，减少电池管理系统中的线路分布，方便维护和更新。
[0006]—种电池控制装置，包括电池，所述电池串联或并联形成电池组，还包括:
[0007]连接电池的采集控制模块，用于采集所述电池的数据信息，并根据所述数据信息控制所述电池的电量；
[0008]与所述采集控制模块连接并可与所述采集控制模块传输电源信号和所述数据信息的电池组控制模块，用于接收所述采集控制模块采集的所述电池的数据信息，并根据所述数据信息通过所述采集控制模块控制所述电池组的电量。
[0009]以上所述电池控制装置通过采集控制模块对电池的电量进行均衡控制，通过电池组控制模块对电池形成的电池组进行电量均衡控制，结构简单，连接线少，方便维护和更新。
[0010]在其中一个实施例中，所述采集控制模块包括:
[0011 ]与所述电池连接的采集单元，用于采集所述电池的数据信息；
[0012]与所述采集单元连接的电池电量检测单元，用于根据所述数据信息检测所述电池的电量是否均衡，所述数据信息包括电池的电量信息；
[0013]与所述电池电量检测单元连接的电池控制单元，用于在所述电池电量检测单元检测到所述电池的电量不均衡时，控制所述电池的电量均衡。
[0014]在其中一个实施例中，所述采集控制模块设置有可与外部设备连接的CAN和/或RS485接口。
[0015]在其中一个实施例中，所述采集控制模块连接3—12个电池。
[0016]在其中一个实施例中，所述电池组控制模块包括:
[0017]接收单元，用于接收所述采集控制模块采集的所述电池的数据信息；
[0018]电池组电量检测单元，用于根据所述数据信息检测所述电池组的电量是否均衡，所述数据信息包括电池的电量信息；
[0019]电池组控制单元，用于在所述电池组电量检测单元检测到所述电池组的电量不均衡时，控制所述电池组的电量均衡。
[0020]在其中一个实施例中，所述电池组控制模块通过电力线与所述采集控制模块连接，所述电池组控制模块设置有直流载波芯片。
[0021]在其中一个实施例中，还包括:
[0022]与所述电池组控制模块连接的报警模块，用于根据所述电池组控制模块接收的所述电池的数据信息检测所述电池组是否异常，并在异常时发出报警。
[0023]在其中一个实施例中，所述报警模块包括:
[0024]报警检测单元，用于根据所述数据信息检测所述电池组是否异常；
[0025]报警单元，用于在所述报警检测单元检测到所述电池组异常时，发出报警。
[0026]在其中一个实施例中，所述数据信息至少包括电池的电量、电压、电流、电阻信息，所述报警检测单元通过检测所述电池组的电量、电压、电流或电阻判断所述电池组是否异常。
[0027]—种车载系统，车载系统安装有如以上所述的电池控制装置。
[0028]以上所述车载系统可以通过采集控制模块对电池的电量进行均衡控制，通过电池组控制模块对电池形成的电池组进行电量均衡控制，结构简单，连接线少，方便维护和更新。
【附图说明】
[0029]图1为一实施例的电池控制装置的结构示意图；
[0030]图2为图1中采集控制模块的结构示意图；
[0031]图3为图1中电池组控制模块的结构示意图；
[0032]图4为另一实施例的电池控制装置的结构示意图；
[0033]图5为采用图1所示电池控制装置的终端结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0035]如图1所示，一实施例的电池控制装置包括电池110，电池110串联或并联形成电池组，还包括:
[0036]连接电池110的采集控制模块120，用于采集电池的数据信息，并根据数据信息控制电池的电量；
[0037]与所述采集控制模块120连接并可与所述采集控制模块120传输电源信号和所述数据信息的电池组控制模块130，用于接收所述采集控制模块120采集的所述电池的数据信息，并根据所述数据信息通过所述采集控制模块130控制所述电池组的电量。
[0038]以上所述电池控制装置通过采集控制模块120对电池的电量进行均衡控制，通过电池组控制模块130对电池形成的电池组进行电量均衡控制，结构简单，连接线少，方便维护和更新。
[0039]如图2所示，采集控制模块120包括采集单元121、电池电量检测单元122和电池控制单元123。
[0040]采集单元121与电池110连接，用于采集电池的数据信息。通常一个采集单元121可以连接3 —12个电池，此3 —12个电池可以是一个电池组。采集单元可以一次性采集与其连接的电池的数据信息，本实施例中，数据信息至少包括电池的电量、电压、电流、电阻、温度等信息，电量信息可以是电池的剩余电量信息，电压、电流信息可以是电池两侧的充放电的电压、电流信息等，电阻可以是电池内部的电阻值大小，温度包括电池内部的温度、环境温度等。
[0041]电池电量检测单元122与采集单元121连接，用于根据数据信息检测电池的电量是否均衡，数据信息包括电池的电量信息。电池电量检测单元122可以根据数据信息包含的电量信息检测与采集单元121连接的电池的电量是否均衡。若采集单元121连接的是一组电池，则电池电量检测单元122检测的即为一组电池组内的电池的电量是否均衡。通常电池放电时，可能会导致有些电池放电放的少，有些电池放的多，导致电池本身的电量不同。本实施例的应用包括放电、充电等各种情况导致电池电量不同的情况。
[0042]电池控制单元123与电池电量检测单元122连接，用于在电池电量检测单元122检测到电池的电量不均衡时，控制电池的电量均衡。当采集单元121连接的电池的电量不均衡时，电池控制单元121可以控制电池之间的电量转移，使与采集单元连接的所有电池之间的电量相同。若采集单元121连接的为一组电池组，则电池控制单元123会控制电池组内的电池进行电量转移，使整个电池组内电池的电量相同。
[0043]为了防止单节电池可能出现故障导致整个电池组的寿命降低，本实施例中，采集控制模块120设置有可与外部设备连接的CAN和/或RS485接口。外部设备可以是电池运行的监控系统或电池数据的收集系统，外部设备通过CAN和/或RS485接口与采集控制模块120连接后，可以接收采集控制模块120采集的电池的数据信息，并根据电池的数据信息分析每个单节电池是否异常，并在异常时报警。本实施例通过采集控制模块120可以实现对电池的远程监控与报警，实现对电池监控的自动化。
[0044]如图3所示，电池组控制模块130包括接收单元131、电池组电量检测单元132和电池组控制单元133。
[0045]接收单元131用于接收采集控制模块120采集的电池的数据信息。接收单元131可以与2 — 8个采集控制模块120连接。通常电动车等所需要的电池比较多，数量多以万计，且电池连接成电池组分布排列。接收单元131可以根据电池连接成的电池组接收对应的电池组中电池的数据信息。本实施例中，接收单元131与采集控制模块120只通过电力线连接。
[0046]电池组电量检测单元132用于根据数据信息检测电池组的电量是否均衡，数据信息包括电池的电量信息。由于电池形成有多个电池组，对于这些电池组，电池组电量检测单元132会根据电池的电量信息检测所有电池组的电量是否均衡。
[0047]电池组控制单元133用于在电池组电量检测单元132检测到电池组的电量不均衡时，控制电池组的电量均衡。当电池组之间的电量不均衡时，后续如果继续放电，会导致电量较少的电池组率先释放完，后续放电可能会导致极度放电，降低其使用寿命。为此，电池组控制单元133会保证电池组之间的电量均衡。
[0048]本实施例中，在接收单元131与电池组电量检测单元132之间还连接有电池组电量获取单元，用于从电池的数据信息中获取电池组的电量信息。通常对于某一电池组，其与包含的电池之间具有匹配关系，这些匹配关系在具体电动车或其它设备的应用中可以设置好，根据匹配关系可以获取该电池组中对应包含哪些电池，电池组电量收集单元可以依此获取电池组中对应包含的电池的电量，从而进一步获取电池组的电量。
[0049]本实施例中，电池组控制模块130与采集控制模块120只通过电力线连接，二者通过电力线可以传递数据信息，也可以传递电能信号，从而减少内部线路的布局。为具体实现，本实施例中，电池组控制模块130设置有直流载波芯片，通过直流载波芯片可以实现电池组控制模块130与采集控制模块120只通过电力线不仅可以传输数据信息，也可传输电力信号。
[0050]如图4所示，另一实施例的电池控制装置还包括报警模块140。
[0051]报警模块140与电池组控制模块130连接，用于根据电池组控制模块130接收的电池的数据信息检测电池组是否异常，并在异常时发出报警。本实施例中，报警模块150包括报警检测单元和报警单元。
[0052]报警检测单元用于根据数据信息检测电池组是否异常。通常数据信息至少包括电池的电量、电压、电流、电阻、温度信息，根据数据信息，报警检测单元可以通过检测电池组的电量、电压、温度、电流或电阻的其中一个或多个判断电池组是否异常。
[0053]报警单元用于在报警检测单元检测到电池组异常时，发出报警。
[0054]本实施例中，报警模块可以采用ARM9芯片实现，并连接2— 8个电池组控制模块130，以实现包括实时报警、对电池组的整组电压、电流的超限报警、现场报警、开关量检测等在内的功能，也可以实现远端计算机报警并显示报警内容，还可以实现通过远程服务器经以太网可对电池组进行实时监控与数据管理等。
[0055]本实施例还提供了一种车载系统，车载系统安装有如以上所述的电池控制装置。如图5所示，为安装有本实施例电池控制装置的一种应用终端，如车载系统等，在对电池充电时，与低压电力线通电后，电力线耦合电路会对电压进行耦合，使充电电压符合充电标准，信号接收电路接收电能，经电力线信号调制解调电路解调后，向本实施例的电池控制装置中的电池充电。放电时，电池控制装置放电，经经电力线信号调制解调电路解调后，传递给信号发射电路，经电力线耦合电路耦合后，输出功率。
[0056]以上所述车载系统可以通过采集控制模块对电池的电量进行均衡控制，通过电池组控制模块对电池形成的电池组进行电量均衡控制，结构简单，连接线少，方便维护和更新。
[0057]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0058]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】
1.一种电池控制装置，其特征在于，包括电池，所述电池串联或并联形成电池组，还包括: 连接电池的采集控制模块，用于采集所述电池的数据信息，并根据所述数据信息控制所述电池的电量； 与所述采集控制模块连接并可与所述采集控制模块传输电源信号和所述数据信息的电池组控制模块，用于接收所述采集控制模块采集的所述电池的数据信息，并根据所述数据信息通过所述采集控制模块控制所述电池组的电量。2.根据权利要求1所述的电池控制装置，其特征在于，所述采集控制模块包括: 与所述电池连接的采集单元，用于采集所述电池的数据信息； 与所述采集单元连接的电池电量检测单元，用于根据所述数据信息检测所述电池的电量是否均衡，所述数据信息包括电池的电量信息； 与所述电池电量检测单元连接的电池控制单元，用于在所述电池电量检测单元检测到所述电池的电量不均衡时，控制所述电池的电量均衡。3.根据权利要求1或2所述的电池控制装置，其特征在于，所述采集控制模块设置有可与外部设备连接的CAN和/或RS485接口。4.根据权利要求1或2所述的电池控制装置，其特征在于，所述采集控制模块连接3—12个电池。5.根据权利要求1所述的电池控制装置，其特征在于，所述电池组控制模块包括: 接收单元，用于接收所述采集控制模块采集的所述电池的数据信息； 电池组电量检测单元，用于根据所述数据信息检测所述电池组的电量是否均衡，所述数据信息包括电池的电量信息； 电池组控制单元，用于在所述电池组电量检测单元检测到所述电池组的电量不均衡时，控制所述电池组的电量均衡。6.根据权利要求1或5所述的电池控制装置，其特征在于，所述电池组控制模块通过电力线与所述采集控制模块连接，所述电池组控制模块设置有直流载波芯片。7.根据权利要求1所述的电池控制装置，其特征在于，还包括: 与所述电池组控制模块连接的报警模块，用于根据所述电池组控制模块接收的所述电池的数据信息检测所述电池组是否异常，并在异常时发出报警。8.根据权利要求7所述的电池控制装置，其特征在于，所述报警模块包括: 报警检测单元，用于根据所述数据信息检测所述电池组是否异常； 报警单元，用于在所述报警检测单元检测到所述电池组异常时，发出报警。9.根据权利要求8所述的电池控制装置，其特征在于，所述数据信息至少包括电池的电量、电压、电流、电阻信息，所述报警检测单元通过检测所述电池组的电量、电压、电流或/和电阻判断所述电池组是否异常。10.一种车载系统，其特征在于，车载系统安装有如权利要求1 一 9任一项所述的电池控制装置。
【文档编号】H01M10/42GK205564908SQ201620279138
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】郝三存, 王文杰, 陈德荣
【申请人】苏州协鑫集成科技工业应用研究院有限公司, 协鑫集成科技（苏州）有限公司, 协鑫集成科技股份有限公司, 苏州协鑫集成储能科技有限公司