一種電動汽車電池管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電動汽車電池管理系統(tǒng)，屬于電動汽車電池【技術(shù)領(lǐng)域】。該電動汽車電池管理系統(tǒng)，包括動力電池組、整車控制器、總正繼電器、總負(fù)繼電器、電機(jī)控制模塊；動力電池組的正、負(fù)極分別通過總正繼電器的觸點、總負(fù)繼電器的觸點與電機(jī)控制模塊相連；電機(jī)控制模塊包括：電機(jī)控制器和高壓直流變換器，高壓直流變換器將動力電池組輸出的高電壓變換為低電壓后為電機(jī)控制器提供控制電壓；整車控制器分別與總正繼電器和總負(fù)繼電器的線圈相連，通過控制總正繼電器和總負(fù)繼電器吸合或者斷開，使電動汽車電池管理系統(tǒng)處于不同的工作模式。該電動汽車電池管理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，有利于整車機(jī)械部件及高低壓線束的布置。
【專利說明】-種電動汽車電池管理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動汽車電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電動汽車電池管理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著社會逐漸對環(huán)境惡化問題的重視，人們逐漸重視對新能源汽車的研 制，電動汽車作為新能源汽車的典型代表成為現(xiàn)階段的主流研制產(chǎn)品。
[0003] 與傳統(tǒng)汽車的使用工況相似，電動汽車面臨車載充電、快充電、放電行駛等工況， 無論充電過程還是放電過程，整車動力部件都面臨高電壓、大電流運行環(huán)境，要對動力電池 的工作狀態(tài)及轉(zhuǎn)換進(jìn)行管理，需借助高壓繼電器的通斷吸合來進(jìn)行控制。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，電動汽車電池管理系統(tǒng)的電機(jī)控制器（PCU)和高壓直流變換器 (DC-DC)通常為分體結(jié)構(gòu)，分別采用不同的繼電器進(jìn)行控制，使得所采用的繼電器數(shù)量較 多，相應(yīng)需要配備不同的冷卻設(shè)備，導(dǎo)致整車造價較高，電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不利于整車機(jī) 械部件及高低壓線束的布置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實施例提供了一種電動汽車電池管理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、造價低，有利于整車 機(jī)械部件及高低壓線束的布置。
[0006] 本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下：
[0007] -種電動汽車電池管理系統(tǒng)，包括：動力電池組、整車控制器、總正繼電器、總負(fù)繼 電器和電機(jī)控制模塊；所述動力電池組的正、負(fù)極分別通過所述總正繼電器的觸點、所述總 負(fù)繼電器的觸點與所述電機(jī)控制模塊相連；所述電機(jī)控制模塊包括：電機(jī)控制器和高壓直 流變換器，所述高壓直流變換器將所述動力電池組輸出的高電壓變換為低電壓后為所述電 機(jī)控制器提供控制電壓；所述整車控制器分別與所述總正繼電器和所述總負(fù)繼電器的線圈 相連，通過控制所述總正繼電器和所述總負(fù)繼電器吸合或者斷開，使所述電動汽車電池管 理系統(tǒng)處于不同的工作模式。
[0008] 優(yōu)選地，所述工作模式包括：上電模式、下電模式、車載充電模式和快速充電模式。
[0009] 優(yōu)選地，還包括：預(yù)充電繼電器和預(yù)充電電阻；所述預(yù)充電繼電器的線圈與所述 整車控制器相連，所述預(yù)充電繼電器觸點的一端與所述動力電池組相連，另一端通過所述 預(yù)充電電阻與所述電機(jī)控制模塊相連。
[0010] 優(yōu)選地，還包括：線圈一端與所述整車控制器相連的車載充電繼電器，所述車載充 電繼電器觸點的第一端與所述動力電池組相連，所述車載充電繼電器觸點的第二端與車載 充電器相連。
[0011] 優(yōu)選地，還包括：線圈一端與所述整車控制器相連的快充繼電器，所述快充繼電器 觸點的一端還與所述車載充電繼電器觸點的第二端相連，另一端與快速充電器相連。
[0012] 優(yōu)選地，還包括：與所述高壓直流變換器的輸出端相連的鉛酸蓄電池，所述鉛酸蓄 電池上設(shè)置有檢測電量信息的鉛酸蓄電池傳感器；當(dāng)所述鉛酸蓄電池傳感器所檢測的電量 信息顯示所述鉛酸蓄電池達(dá)到饋電狀態(tài)臨界值，則控制所述工作模式進(jìn)入上電模式，通過 所述高壓直流變換器的輸出端為所述鉛酸蓄電池充電；所述上電模式的工作過程包括：所 述整車控制器先控制所述總負(fù)繼電器閉合，再控制所述預(yù)充電繼電器閉合，然后控制所述 總正繼電器閉合，最后控制所述預(yù)充電繼電器斷開。
[0013] 優(yōu)選地，所述車載充電模式的工作過程包括：所述整車控制器檢測到所述車載充 電器發(fā)送的喚醒信號后，控制所述總負(fù)繼電器閉合，然后控制所述車載充電繼電器閉合，通 過所述車載充電器對所述動力電池組充電。
[0014] 優(yōu)選地，所述快速充電模式的工作過程包括：所述整車控制器檢測到所述快速充 電器發(fā)送的喚醒信號后，控制所述總負(fù)繼電器閉合，然后控制所述車載充電繼電器閉合，再 控制所述快充繼電器閉合，通過所述快速充電器為所述動力電池組充電。
[0015] 優(yōu)選地，所述下電模式的工作過程包括：所述整車控制器檢測到所述車載充電器 或所述快速充電器發(fā)送的下電請求后，向所述電機(jī)控制器發(fā)送卸載請求，所述電機(jī)控制器 切斷高壓輸出，再通過所述整車控制器控制所述總正繼電器斷開，然后控制所述總負(fù)繼電 器斷開。
[0016] 優(yōu)選地，所述工作模式處于車載充電模式或快速充電模式時，所述電機(jī)控制器控 制電機(jī)停止輸出驅(qū)動扭矩，從而控制電動汽車無法行駛。
[0017] 本發(fā)明實施例提供的電動汽車電池管理系統(tǒng)，通過將電機(jī)控制器和高壓直流變換 器集成在一個電機(jī)控制模塊中，可以共用控制繼電器及冷卻設(shè)備，從而能夠節(jié)約繼電器及 冷卻設(shè)備的數(shù)量，降低整車造價，簡化電路結(jié)構(gòu)，還有利于整車機(jī)械部件及高低壓線束的布 置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一 些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019] 圖1是本發(fā)明實施例提供的一種電動汽車電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明實施例提供的一種電機(jī)控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明實施例提供的一種車載充電器的連接示意圖；
[0022] 圖4是本發(fā)明實施例提供的一種快速充電器的連接示意圖。
[0023] 附圖標(biāo)記：
[0024] 1-整車控制器；2-動力電池組；3-總正繼電器；4-預(yù)充電繼電器；
[0025] 5-預(yù)充電電阻；6-高壓輸出端口； 7-車載充電器正極接口；
[0026] 8-車載充電繼電器；9-快充繼電器接口； 10-快充繼電器；
[0027] 11-總負(fù)繼電器；12-總負(fù)繼電器接口； 13-車身地；14-電機(jī)控制模塊；
[0028] 15-車載充電器；16快速充電器；17-電機(jī)控制器；
[0029] 18-高壓直流變換器。

【具體實施方式】
[0030] 為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明實施例的方案，下面結(jié)合附圖和實施 方式對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0031] 如圖1所示，為本發(fā)明實施例提供的一種電動汽車電池管理系統(tǒng)，可以包括：動力 電池組2、整車控制器1、總正繼電器3、總負(fù)繼電器11和電機(jī)控制模塊14 ;其中，動力電池 組2的正、負(fù)極可以分別通過總正繼電器3的觸點、總負(fù)繼電器11的觸點與電機(jī)控制模塊 14相連；該電機(jī)控制模塊14可以包括：電機(jī)控制器17和高壓直流變換器18,高壓直流變換 器18能夠?qū)恿﹄姵亟M2輸出的高電壓變換為低電壓后為電機(jī)控制器17提供控制電壓； 整車控制器1可以分別與總正繼電器3和總負(fù)繼電器11的線圈相連，通過控制總正繼電器 3和總負(fù)繼電器11吸合或者斷開，使電動汽車電池管理系統(tǒng)處于不同的工作模式。其中， 圖1中的附圖標(biāo)記6(B+接口）可以為高壓輸出端口，附圖標(biāo)記7(SC接口）可以車載充電 器正極接口，附圖標(biāo)記9 (QC接口）可以快充繼電器接口，13可以為車身地。該電動汽車電 池管理系統(tǒng)，通過將電機(jī)控制器17和高壓直流變換器18集成在一個電機(jī)控制模塊14中， 可以共用控制繼電器及冷卻設(shè)備，從而能夠節(jié)約繼電器及冷卻設(shè)備的數(shù)量，降低整車造價， 簡化電路結(jié)構(gòu)，還有利于整車機(jī)械部件及高低壓線束的布置。
[0032] 其中，上述電機(jī)控制模塊14的結(jié)構(gòu)可以如圖2所示，電機(jī)控制器17和高壓直流變 換器18的動力母線可以為并聯(lián)連接，一端可以與動力電池組2的高壓輸出端口 6相連，另 一端可以與總負(fù)繼電器接口 12相連，并且高壓直流變換器18將動力電池組2的高電壓變 換為低電壓后可以與電機(jī)控制器17的控制端相連，為其提供控制電壓。優(yōu)選地，動力電池 組2的輸出電壓為380V，經(jīng)高壓直流變換器18變換后的電壓為13V。
[0033] 上述工作模式具體可以包括：上電模式、下電模式、車載充電模式和快速充電模 式。
[0034] 為了防止充電過程中電流快速增加，對電機(jī)控制器17產(chǎn)生沖擊，可以在電路中設(shè) 置預(yù)充電繼電器4和預(yù)充電電阻5,具體地，可以使預(yù)充電繼電器4的線圈與整車控制器1 相連，預(yù)充電繼電器4觸點的一端可以與動力電池組2相連，另一端可以通過預(yù)充電電阻5 與電機(jī)控制模塊14相連。通過預(yù)充電繼電器4和預(yù)充電電阻5,可以使充電初始時刻的電 流緩慢增加，從而能夠有效保護(hù)電機(jī)控制器17的安全。
[0035] 上述電動汽車電池管理系統(tǒng)還可以包括：控制車載充電器15工作與否的車載充 電繼電器8。其中，車載充電繼電器的連接示意圖可以如圖3所示，具體地，車載充電繼電 器8的線圈一端可以與整車控制器1相連，車載充電繼電器8觸點的第一端可以與動力電 池組2相連，車載充電繼電器8觸點的第二端可以與車載充電器15相連，更具體地，與車載 充電器正極接口 7 (SC接口）相連；車載充電器15的負(fù)極接口可以與總負(fù)繼電器11相連， 更具體地，與總負(fù)繼電器接口 12 (B-接口）相連。通過車載充電繼電器8的斷開或者閉合， 可以對車載充電器15工作與否進(jìn)行控制，從而能夠?qū)Τ潆娔Ｊ竭M(jìn)行控制，有效控制是否進(jìn) 行車載充電。
[0036] 上述電動汽車電池管理系統(tǒng)進(jìn)一步還可以包括：控制快速充電器16工作與否的 快充繼電器10。其中，快充繼電器的連接示意圖可以如圖4所示，具體地，快充繼電器10的 線圈一端可以與整車控制器1相連，快充繼電器10觸點的一端還可以與車載充電繼電器8 觸點的第二端相連，另一端可以與快速充電器16的快速充電器接口 9 (QC接口）相連；快速 充電器16的另一端可以通過總負(fù)繼電器接口 12(B-接口）與總負(fù)繼電器11相連。通過快 充繼電器10的斷開或者閉合，可以對快速充電器16工作與否進(jìn)行控制，從而能夠?qū)Τ潆娔?式進(jìn)行控制，有效控制是否進(jìn)行快速充電。
[0037] 上述電動汽車電池管理系統(tǒng)進(jìn)一步還可以包括：為電動汽車電池管理系統(tǒng)提供控 制電壓的控制電壓源，該控制電壓源優(yōu)選能夠提供13V電壓的鉛酸蓄電池。該鉛酸蓄電池 可以與高壓直流變換器18的輸出端相連，當(dāng)工作模式進(jìn)入上電模式后，高壓直流變換器18 將動力電池組2輸出的高電壓變換為低電壓后，可以為該鉛酸蓄電池充電。
[0038] 具體地，上述鉛酸蓄電池上可以設(shè)置有檢測電量信息的鉛酸蓄電池傳感器；當(dāng)鉛 酸蓄電池傳感器所檢測的電量信息顯示鉛酸蓄電池達(dá)到饋電狀態(tài)臨界值時，控制工作模式 可以進(jìn)入上電模式，通過高壓直流變換器18的輸出端為鉛酸蓄電池充電。
[0039] 其中，電量信息可以包括：鉛酸蓄電池樁頭兩側(cè)的電壓，充放電電流，電池溫度，荷 電狀態(tài)S0C，功能狀態(tài)S0F及健康狀態(tài)S0H等，通過這些信息可以綜合判斷鉛酸蓄電池的性 能狀態(tài)。當(dāng)電量信息顯示鉛酸蓄電池達(dá)到饋電狀態(tài)臨界值時，可以控制工作模式進(jìn)入上電 模式。通過自動檢測電量信息，在鉛酸蓄電池饋電之前及時為其充電，從而可以有效防止整 車饋電無法啟動的情況發(fā)生。
[0040] 上述上電模式的工作過程具體可以包括：整車控制器1先控制總負(fù)繼電器11閉 合，再控制預(yù)充電繼電器4閉合，然后控制總正繼電器3閉合，最后控制預(yù)充電繼電器4斷 開。
[0041] 上述車載充電模式的工作過程具體可以包括：整車控制器1檢測到車載充電器15 發(fā)送的喚醒信號后，控制總負(fù)繼電器11閉合，然后控制車載充電繼電器8閉合，通過車載充 電器15對動力電池組2充電。其中，車載充電器15可以為設(shè)置在車內(nèi)的可移動設(shè)備。
[0042] 上述快速充電模式的工作過程具體可以包括：整車控制器1檢測到快速充電器16 發(fā)送的喚醒信號后，控制總負(fù)繼電器11閉合，然后控制車載充電繼電器8閉合，再控制快充 繼電器10閉合，通過快速充電器16為動力電池組2充電。其中，快速充電器16通常為設(shè) 置在路邊、充電站等場所的充電樁。在快速充電模式中，如果出現(xiàn)快充繼電器10被粘合的 情況，可由車載充電繼電器8自行切斷高壓回路，從而保證充電過程的安全性，防止充電過 量引發(fā)危險。
[0043] 為了保證充電過程的安全性，當(dāng)檢測到工作模式處于車載充電模式或快速充電模 式時，整車控制器1可以不向電機(jī)控制器17發(fā)送請求輸出驅(qū)動扭矩的指令，或者向電機(jī)控 制器17發(fā)送請求停止輸出驅(qū)動扭矩的指令，電機(jī)控制器17接收到相應(yīng)指令后，可以控制電 機(jī)停止輸出驅(qū)動扭矩，從而保證電動汽車不能行駛，以免帶電行駛或突然切斷電源造成安 全事故。具體地，在充電過程中，無論駕駛員通過換擋手柄、加速踏板等人機(jī)接口向整車控 制器1發(fā)出驅(qū)動請求，整車控制器1都不會向電機(jī)控制器17發(fā)送扭矩輸出指令，從而使電 機(jī)不輸出驅(qū)動扭矩。當(dāng)檢測到車載充電結(jié)束或者充電槍被拔出后，可以認(rèn)為充電結(jié)束。當(dāng) 進(jìn)一步檢測到駕駛員對點火鎖的上高壓動作后，整車控制器1根據(jù)點火鎖的上高壓請求操 作，向電機(jī)控制器17發(fā)出扭矩輸出指令，控制電機(jī)輸出相應(yīng)驅(qū)動扭矩，從而能夠響應(yīng)駕駛 員的正常行車需求。
[0044] 上述下電模式的工作過程具體可以包括：整車控制器1檢測到車載充電器15或快 速充電器16發(fā)送的下電請求后，向電機(jī)控制器17發(fā)送卸載請求，由電機(jī)控制器17切斷高 壓輸出，再通過整車控制器1控制總正繼電器3斷開，然后控制總負(fù)繼電器11斷開。
[0045] 本發(fā)明實施例提供的電動汽車電池管理系統(tǒng)，通過將電機(jī)控制器和高壓直流變換 器集成在一個電機(jī)控制模塊中，可以共用控制繼電器及冷卻設(shè)備，從而能夠節(jié)約繼電器及 冷卻設(shè)備的數(shù)量，降低整車造價，簡化電路結(jié)構(gòu)，還有利于整車機(jī)械部件及高低壓線束的布 置。
[0046] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：動力電池組、整車控制器、總正繼 電器、總負(fù)繼電器和電機(jī)控制模塊；所述動力電池組的正、負(fù)極分別通過所述總正繼電器的 觸點、所述總負(fù)繼電器的觸點與所述電機(jī)控制模塊相連；所述電機(jī)控制模塊包括：電機(jī)控 制器和高壓直流變換器，所述高壓直流變換器將所述動力電池組輸出的高電壓變換為低電 壓后為所述電機(jī)控制器提供控制電壓；所述整車控制器分別與所述總正繼電器和所述總負(fù) 繼電器的線圈相連，通過控制所述總正繼電器和所述總負(fù)繼電器吸合或者斷開，使所述電 動汽車電池管理系統(tǒng)處于不同的工作模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述工作模式包括：上 電模式、下電模式、車載充電模式和快速充電模式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括：預(yù)充電繼電器 和預(yù)充電電阻；所述預(yù)充電繼電器的線圈與所述整車控制器相連，所述預(yù)充電繼電器觸點 的一端與所述動力電池組相連，另一端通過所述預(yù)充電電阻與所述電機(jī)控制模塊相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括：線圈一端與所 述整車控制器相連的車載充電繼電器，所述車載充電繼電器觸點的第一端與所述動力電池 組相連，所述車載充電繼電器觸點的第二端與車載充電器相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括：線圈一端與所 述整車控制器相連的快充繼電器，所述快充繼電器觸點的一端還與所述車載充電繼電器觸 點的第二端相連，另一端與快速充電器相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括：與 所述高壓直流變換器的輸出端相連的鉛酸蓄電池，所述鉛酸蓄電池上設(shè)置有檢測電量信息 的鉛酸蓄電池傳感器；當(dāng)所述鉛酸蓄電池傳感器所檢測的電量信息顯示所述鉛酸蓄電池達(dá) 到饋電狀態(tài)臨界值，則控制所述工作模式進(jìn)入上電模式，通過所述高壓直流變換器的輸出 端為所述鉛酸蓄電池充電；所述上電模式的工作過程包括：所述整車控制器先控制所述總 負(fù)繼電器閉合，再控制所述預(yù)充電繼電器閉合，然后控制所述總正繼電器閉合，最后控制所 述預(yù)充電繼電器斷開。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述車載充電模式的 工作過程包括：所述整車控制器檢測到所述車載充電器發(fā)送的喚醒信號后，控制所述總負(fù) 繼電器閉合，然后控制所述車載充電繼電器閉合，通過所述車載充電器對所述動力電池組 充電。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述快速充電模式的 工作過程包括：所述整車控制器檢測到所述快速充電器發(fā)送的喚醒信號后，控制所述總負(fù) 繼電器閉合，然后控制所述車載充電繼電器閉合，再控制所述快充繼電器閉合，通過所述快 速充電器為所述動力電池組充電。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述下電模式的工作 過程包括：所述整車控制器檢測到所述車載充電器或所述快速充電器發(fā)送的下電請求后， 向所述電機(jī)控制器發(fā)送卸載請求，所述電機(jī)控制器切斷高壓輸出，再通過所述整車控制器 控制所述總正繼電器斷開，然后控制所述總負(fù)繼電器斷開。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)，其特征在于：所述工作模式處于車 載充電模式或快速充電模式時，所述電機(jī)控制器控制電機(jī)停止輸出驅(qū)動扭矩，從而控制電 動汽車無法行駛。
【文檔編號】B60L11/18GK104085312SQ201410309854
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】丁更新, 夏順禮, 龐艷紅, 臧超, 陳武廣, 沙偉 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司