一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电控制的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子领域，尤其涉及一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法。
【背景技术】
[0002]锂电池由于容量密度高，具有体积小、重量轻、容量大的优点，已越来越广泛地应用于各种移动供电设备中。在很多的应用场合中，是由多个单体锂电池串联组成高压锂电池组来供电的，如电动汽车的动力电池组就由成百上千个单体锂电池串并联组成。锂电池组在充放电过程中需要对单体电池的电压、温度进行实时监控，同时对串联电池组的充放电流进行实时监控，以保证充放电过程中每个单体电池既不过充也不过放，避免锂电池因充放电异常而导致容量衰减、报废甚至爆炸。目前多采用在锂电池组内安装保护电路板的方式来对充放电过程的每个单体锂电池进行控制和保护，虽然能达到控制和保护的目的，但缺点是难以读取及显示每个监控对象的实时参数，因为当单体电池数量较多时其监控信号线路数量将会异常庞大而无法接出实施监控，也无法对监控对象的充放电参数进行在线修改以适应不同情况的需要。随着技术水平的不断提高，在很多锂电池组供电应用场合(如电动汽车)需要对锂电池组中的每个单体电池的状态进行智能化监控，这就需要能对锂电池组中单体电池进行实时监控的实用性技术。本发明提供了一种能在锂电池组充放电过程中对单体锂电池进行实时监控，并能在线修改充放电控制参数的，结构简单、实用性强的方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法，旨在解决锂电池组充放电过程中对单体锂电池进行实时监控，并可对每个单体锂电池进行实时控制，无需另外铺设庞大复杂的信号线的问题。
[0004]本发明是这样实现的，一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法，包括保护电路及载波通讯电路，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
A、单体锂电池Bll串联成电池组BGl；
B、电池组BG1、保护电路CPl及载波通讯电路依次连接形成回路；
C、保护电路CPl对电池组BGl进行电压信号和温度信号采集，发送给载波通讯电路；
D、载波通讯电路根据采集的电压信号及温度信号与预设值进行比对，通过比对结果控制电池组充放电。
[0005]本发明的进一步技术方案是:所述保护电路CPl包括采样模块、可变限压器VL1、载波耦合器C01、单片机CPU1、耦合电容Cll及可控开关K1，所述采样模块输出端与所述单片机CPUl输入端连接，所述载波耦合器COl —端与所述单片机CPUl输入端连接，所述可变限压器VLl —段与单片机CPUl输入端链接，所述采样模块输入端与所述可控开关Kl 一端连接，所述耦合电容Cll并联在所述可控开关Kl两端。
[0006]本发明的进一步技术方案是:所述采样模块包括电压采样单元及温度采样单元，所述电压采样单元与所述温度采样单元并行设置。
[0007]本发明的进一步技术方案是:所述电压采样单元包括电压采样器SU11、模拟开关AKll及A/D转换器ADll，所述电压米样器SUll —端与所述模拟开关AKll，所述模拟开关AKll另一端与所述A/D转换器ADll连接。
[0008]本发明的进一步技术方案是:所述温度采样单元包括温度采样器SU21、模拟开关AK12及A/D转换器AD12，所述温度采样器SU21 —端与所述模拟开关AK12连接，所述模拟开关AK12另一端与所述A/D转换器AD12 —端连接。
[0009]本发明的进一步技术方案是:所述载波通讯电路包括载波耦合器COO及单片机CPUO，所述载波耦合器COO —端连接单片机CPUO。
[0010]本发明的进一步技术方案是:所述电池组BGl与所述保护电路--对应，当所述电池组扩展为多路时，所述保护电路相应的扩展为多路。
[0011]本发明的进一步技术方案是:所述载波通讯电路的单片机CPO通过相同的通讯协议与多路所述保护电路CPl的单片机。
[0012]本发明的有益效果是:利用串联电池组的主回路作为信号传输线路，无需另外铺设庞大复杂的信号线，就可以在主控制器上实时获取每个单体锂电池的数据，并可对每个单体锂电池进行实时控制，大大地简化了电路结构。
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例提供的一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法的电压采集电路；
图3是本发明实施例提供的一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法的温度米集电路；
图4是本发明实施例提供的一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法的可变限电压电路；
图5是本发明实施例提供的一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法的可控开关电路；
图6是本发明实施例提供的一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法的结构图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本发明提供的一种以载波通讯方式实现锂电池组充放电的控制方法流程图，所述控制方法实现中包括保护电路及载波通讯电路；其详述如下:
步骤SI，单体锂电池Bll串联成电池组BGl ；
将串联锂电池组中的单体锂电池Bll分组，每8个单体锂电池Bll为I组，第一组编号为BG1，第二组编号为BG2……，第η组编号为BGn。
[0015]步骤S2，电池组BG1、保护电路CPl及载波通讯电路依次连接形成回路； 每一组锂电池组BGl与一块独立的保护电路CPl连接，保护电路的编号与电池组的编号对应，分别为:CP1、CP2......CPn。
[0016]保护电路中的采样电路对本组的每个单体锂电池的端电压及温度进行采样。下面以BGl与CPl为例说明(其余BG2与CP2……BGn与CPn完全相同)；
载波通讯电路上有一个载波耦合器COO，COO的一端连接电池组的主回路，另一端连接单片机CPUO。COO的作用是:①接收主回路中的载波信号，并将载波信号转换为CPUO可识别的方波信号，将方波信号送入CPU0;②将CPUO发出的方波信号转换为载波信号，并将载波信号加载到主回路上传输出去。
[0017]步骤S3，保护电路CPl对电池组BGl进行电压信号和温度信号采集，发送给载波通讯电路；
如图2所示，保护电路CPl内部的8个电压采样器SU11-SU18将BGl的8个单体锂电池(B1UB12……B18)的端电压(U11、U12……U18)转换为0-3.3伏的电压信号，经8路模拟开关AKll切换后送入A/D转换器ADll转换为数字量后进入单