電池控制裝置和車載系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電池控制裝置和車載系統(tǒng)，電池控制裝置包括電池，所述電池串聯(lián)或并聯(lián)形成電池組，還包括：連接電池的采集控制模塊，用于采集所述電池的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息控制所述電池的電量；與所述采集控制模塊連接的電池組控制模塊，用于接收所述采集控制模塊采集的所述電池的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息控制所述電池組的電量。本實(shí)用新型可對(duì)電池和電池組進(jìn)行電量均衡控制，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接線少，方便維護(hù)和更新。
【專利說(shuō)明】
電池控制裝置和車載系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電池控制裝置和車載系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球氣候逐步惡化、城市大氣污染加劇和石油資源過(guò)度消耗，發(fā)展節(jié)能、環(huán)保的電動(dòng)汽車已成為世界汽車工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向和汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
[0003]作為電動(dòng)汽車最重要的能源之一一一鋰離子電池，對(duì)鋰離子電池的管理是制約電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展的重要一環(huán)。常規(guī)電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)(BMS)主要是采用CAN總線來(lái)進(jìn)行電池管理系統(tǒng)(BMS)內(nèi)部及電池管理系統(tǒng)與外部控制器的通訊，以傳遞電池的電壓、電流、溫度以及其他電池的狀態(tài)信息。
[0004]在電池管理系統(tǒng)(BMS)中，對(duì)電池的均衡管理是延長(zhǎng)電池壽命的重要一環(huán)。當(dāng)多個(gè)電池或電池組之間的電量不一致，向外放電時(shí)，電量較少的電池或電池組會(huì)在產(chǎn)生極度放電而降低壽命，導(dǎo)致整個(gè)電池或電池組的使用壽命降低。常規(guī)的電池管理系統(tǒng)(BMS)中，對(duì)電池的內(nèi)部電量的管理采用的是電力線，而對(duì)電池的電壓、電流、溫度以及其他電池的狀態(tài)信息采集及傳遞采用的單獨(dú)的信號(hào)線。但通常電動(dòng)汽車為增加行駛里程，減少充電次數(shù)，均安裝有很多的電池組，電池管理系統(tǒng)對(duì)電池的內(nèi)部電量的管理采用電力線，對(duì)電池的電壓、電流、溫度以及其他電池的狀態(tài)信息采集及傳遞采用的單獨(dú)的信號(hào)線，會(huì)導(dǎo)致線路密布過(guò)多，線路十分凌亂，后續(xù)難以維護(hù)和更新。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]基于此，有必要提供一種電池控制裝置和車載系統(tǒng)，減少電池管理系統(tǒng)中的線路分布，方便維護(hù)和更新。
[0006]—種電池控制裝置，包括電池，所述電池串聯(lián)或并聯(lián)形成電池組，還包括:
[0007]連接電池的采集控制模塊，用于采集所述電池的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息控制所述電池的電量；
[0008]與所述采集控制模塊連接并可與所述采集控制模塊傳輸電源信號(hào)和所述數(shù)據(jù)信息的電池組控制模塊，用于接收所述采集控制模塊采集的所述電池的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息通過(guò)所述采集控制模塊控制所述電池組的電量。
[0009]以上所述電池控制裝置通過(guò)采集控制模塊對(duì)電池的電量進(jìn)行均衡控制，通過(guò)電池組控制模塊對(duì)電池形成的電池組進(jìn)行電量均衡控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接線少，方便維護(hù)和更新。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述采集控制模塊包括:
[0011 ]與所述電池連接的采集單元，用于采集所述電池的數(shù)據(jù)信息；
[0012]與所述采集單元連接的電池電量檢測(cè)單元，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息檢測(cè)所述電池的電量是否均衡，所述數(shù)據(jù)信息包括電池的電量信息；
[0013]與所述電池電量檢測(cè)單元連接的電池控制單元，用于在所述電池電量檢測(cè)單元檢測(cè)到所述電池的電量不均衡時(shí)，控制所述電池的電量均衡。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述采集控制模塊設(shè)置有可與外部設(shè)備連接的CAN和/或RS485接口。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述采集控制模塊連接3—12個(gè)電池。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電池組控制模塊包括:
[0017]接收單元，用于接收所述采集控制模塊采集的所述電池的數(shù)據(jù)信息；
[0018]電池組電量檢測(cè)單元，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息檢測(cè)所述電池組的電量是否均衡，所述數(shù)據(jù)信息包括電池的電量信息；
[0019]電池組控制單元，用于在所述電池組電量檢測(cè)單元檢測(cè)到所述電池組的電量不均衡時(shí)，控制所述電池組的電量均衡。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電池組控制模塊通過(guò)電力線與所述采集控制模塊連接，所述電池組控制模塊設(shè)置有直流載波芯片。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括:
[0022]與所述電池組控制模塊連接的報(bào)警模塊，用于根據(jù)所述電池組控制模塊接收的所述電池的數(shù)據(jù)信息檢測(cè)所述電池組是否異常，并在異常時(shí)發(fā)出報(bào)警。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述報(bào)警模塊包括:
[0024]報(bào)警檢測(cè)單元，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息檢測(cè)所述電池組是否異常；
[0025]報(bào)警單元，用于在所述報(bào)警檢測(cè)單元檢測(cè)到所述電池組異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警。
[0026]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)信息至少包括電池的電量、電壓、電流、電阻信息，所述報(bào)警檢測(cè)單元通過(guò)檢測(cè)所述電池組的電量、電壓、電流或電阻判斷所述電池組是否異常。
[0027]—種車載系統(tǒng)，車載系統(tǒng)安裝有如以上所述的電池控制裝置。
[0028]以上所述車載系統(tǒng)可以通過(guò)采集控制模塊對(duì)電池的電量進(jìn)行均衡控制，通過(guò)電池組控制模塊對(duì)電池形成的電池組進(jìn)行電量均衡控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接線少，方便維護(hù)和更新。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為一實(shí)施例的電池控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為圖1中采集控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為圖1中電池組控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為另一實(shí)施例的電池控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為采用圖1所示電池控制裝置的終端結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0035]如圖1所示，一實(shí)施例的電池控制裝置包括電池110，電池110串聯(lián)或并聯(lián)形成電池組，還包括:
[0036]連接電池110的采集控制模塊120，用于采集電池的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息控制電池的電量；
[0037]與所述采集控制模塊120連接并可與所述采集控制模塊120傳輸電源信號(hào)和所述數(shù)據(jù)信息的電池組控制模塊130，用于接收所述采集控制模塊120采集的所述電池的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息通過(guò)所述采集控制模塊130控制所述電池組的電量。
[0038]以上所述電池控制裝置通過(guò)采集控制模塊120對(duì)電池的電量進(jìn)行均衡控制，通過(guò)電池組控制模塊130對(duì)電池形成的電池組進(jìn)行電量均衡控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接線少，方便維護(hù)和更新。
[0039]如圖2所示，采集控制模塊120包括采集單元121、電池電量檢測(cè)單元122和電池控制單元123。
[0040]采集單元121與電池110連接，用于采集電池的數(shù)據(jù)信息。通常一個(gè)采集單元121可以連接3 —12個(gè)電池，此3 —12個(gè)電池可以是一個(gè)電池組。采集單元可以一次性采集與其連接的電池的數(shù)據(jù)信息，本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)信息至少包括電池的電量、電壓、電流、電阻、溫度等信息，電量信息可以是電池的剩余電量信息，電壓、電流信息可以是電池兩側(cè)的充放電的電壓、電流信息等，電阻可以是電池內(nèi)部的電阻值大小，溫度包括電池內(nèi)部的溫度、環(huán)境溫度等。
[0041]電池電量檢測(cè)單元122與采集單元121連接，用于根據(jù)數(shù)據(jù)信息檢測(cè)電池的電量是否均衡，數(shù)據(jù)信息包括電池的電量信息。電池電量檢測(cè)單元122可以根據(jù)數(shù)據(jù)信息包含的電量信息檢測(cè)與采集單元121連接的電池的電量是否均衡。若采集單元121連接的是一組電池，則電池電量檢測(cè)單元122檢測(cè)的即為一組電池組內(nèi)的電池的電量是否均衡。通常電池放電時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致有些電池放電放的少，有些電池放的多，導(dǎo)致電池本身的電量不同。本實(shí)施例的應(yīng)用包括放電、充電等各種情況導(dǎo)致電池電量不同的情況。
[0042]電池控制單元123與電池電量檢測(cè)單元122連接，用于在電池電量檢測(cè)單元122檢測(cè)到電池的電量不均衡時(shí)，控制電池的電量均衡。當(dāng)采集單元121連接的電池的電量不均衡時(shí)，電池控制單元121可以控制電池之間的電量轉(zhuǎn)移，使與采集單元連接的所有電池之間的電量相同。若采集單元121連接的為一組電池組，則電池控制單元123會(huì)控制電池組內(nèi)的電池進(jìn)行電量轉(zhuǎn)移，使整個(gè)電池組內(nèi)電池的電量相同。
[0043]為了防止單節(jié)電池可能出現(xiàn)故障導(dǎo)致整個(gè)電池組的壽命降低，本實(shí)施例中，采集控制模塊120設(shè)置有可與外部設(shè)備連接的CAN和/或RS485接口。外部設(shè)備可以是電池運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)或電池?cái)?shù)據(jù)的收集系統(tǒng)，外部設(shè)備通過(guò)CAN和/或RS485接口與采集控制模塊120連接后，可以接收采集控制模塊120采集的電池的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)電池的數(shù)據(jù)信息分析每個(gè)單節(jié)電池是否異常，并在異常時(shí)報(bào)警。本實(shí)施例通過(guò)采集控制模塊120可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的遠(yuǎn)程監(jiān)控與報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池監(jiān)控的自動(dòng)化。
[0044]如圖3所示，電池組控制模塊130包括接收單元131、電池組電量檢測(cè)單元132和電池組控制單元133。
[0045]接收單元131用于接收采集控制模塊120采集的電池的數(shù)據(jù)信息。接收單元131可以與2 — 8個(gè)采集控制模塊120連接。通常電動(dòng)車等所需要的電池比較多，數(shù)量多以萬(wàn)計(jì)，且電池連接成電池組分布排列。接收單元131可以根據(jù)電池連接成的電池組接收對(duì)應(yīng)的電池組中電池的數(shù)據(jù)信息。本實(shí)施例中，接收單元131與采集控制模塊120只通過(guò)電力線連接。
[0046]電池組電量檢測(cè)單元132用于根據(jù)數(shù)據(jù)信息檢測(cè)電池組的電量是否均衡，數(shù)據(jù)信息包括電池的電量信息。由于電池形成有多個(gè)電池組，對(duì)于這些電池組，電池組電量檢測(cè)單元132會(huì)根據(jù)電池的電量信息檢測(cè)所有電池組的電量是否均衡。
[0047]電池組控制單元133用于在電池組電量檢測(cè)單元132檢測(cè)到電池組的電量不均衡時(shí)，控制電池組的電量均衡。當(dāng)電池組之間的電量不均衡時(shí)，后續(xù)如果繼續(xù)放電，會(huì)導(dǎo)致電量較少的電池組率先釋放完，后續(xù)放電可能會(huì)導(dǎo)致極度放電，降低其使用壽命。為此，電池組控制單元133會(huì)保證電池組之間的電量均衡。
[0048]本實(shí)施例中，在接收單元131與電池組電量檢測(cè)單元132之間還連接有電池組電量獲取單元，用于從電池的數(shù)據(jù)信息中獲取電池組的電量信息。通常對(duì)于某一電池組，其與包含的電池之間具有匹配關(guān)系，這些匹配關(guān)系在具體電動(dòng)車或其它設(shè)備的應(yīng)用中可以設(shè)置好，根據(jù)匹配關(guān)系可以獲取該電池組中對(duì)應(yīng)包含哪些電池，電池組電量收集單元可以依此獲取電池組中對(duì)應(yīng)包含的電池的電量，從而進(jìn)一步獲取電池組的電量。
[0049]本實(shí)施例中，電池組控制模塊130與采集控制模塊120只通過(guò)電力線連接，二者通過(guò)電力線可以傳遞數(shù)據(jù)信息，也可以傳遞電能信號(hào)，從而減少內(nèi)部線路的布局。為具體實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例中，電池組控制模塊130設(shè)置有直流載波芯片，通過(guò)直流載波芯片可以實(shí)現(xiàn)電池組控制模塊130與采集控制模塊120只通過(guò)電力線不僅可以傳輸數(shù)據(jù)信息，也可傳輸電力信號(hào)。
[0050]如圖4所示，另一實(shí)施例的電池控制裝置還包括報(bào)警模塊140。
[0051]報(bào)警模塊140與電池組控制模塊130連接，用于根據(jù)電池組控制模塊130接收的電池的數(shù)據(jù)信息檢測(cè)電池組是否異常，并在異常時(shí)發(fā)出報(bào)警。本實(shí)施例中，報(bào)警模塊150包括報(bào)警檢測(cè)單元和報(bào)警單元。
[0052]報(bào)警檢測(cè)單元用于根據(jù)數(shù)據(jù)信息檢測(cè)電池組是否異常。通常數(shù)據(jù)信息至少包括電池的電量、電壓、電流、電阻、溫度信息，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，報(bào)警檢測(cè)單元可以通過(guò)檢測(cè)電池組的電量、電壓、溫度、電流或電阻的其中一個(gè)或多個(gè)判斷電池組是否異常。
[0053]報(bào)警單元用于在報(bào)警檢測(cè)單元檢測(cè)到電池組異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警。
[0054]本實(shí)施例中，報(bào)警模塊可以采用ARM9芯片實(shí)現(xiàn)，并連接2— 8個(gè)電池組控制模塊130，以實(shí)現(xiàn)包括實(shí)時(shí)報(bào)警、對(duì)電池組的整組電壓、電流的超限報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警、開(kāi)關(guān)量檢測(cè)等在內(nèi)的功能，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)報(bào)警并顯示報(bào)警內(nèi)容，還可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器經(jīng)以太網(wǎng)可對(duì)電池組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理等。
[0055]本實(shí)施例還提供了一種車載系統(tǒng)，車載系統(tǒng)安裝有如以上所述的電池控制裝置。如圖5所示，為安裝有本實(shí)施例電池控制裝置的一種應(yīng)用終端，如車載系統(tǒng)等，在對(duì)電池充電時(shí)，與低壓電力線通電后，電力線耦合電路會(huì)對(duì)電壓進(jìn)行耦合，使充電電壓符合充電標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)接收電路接收電能，經(jīng)電力線信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路解調(diào)后，向本實(shí)施例的電池控制裝置中的電池充電。放電時(shí)，電池控制裝置放電，經(jīng)經(jīng)電力線信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路解調(diào)后，傳遞給信號(hào)發(fā)射電路，經(jīng)電力線耦合電路耦合后，輸出功率。
[0056]以上所述車載系統(tǒng)可以通過(guò)采集控制模塊對(duì)電池的電量進(jìn)行均衡控制，通過(guò)電池組控制模塊對(duì)電池形成的電池組進(jìn)行電量均衡控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接線少，方便維護(hù)和更新。
[0057]以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。
[0058]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池控制裝置，其特征在于，包括電池，所述電池串聯(lián)或并聯(lián)形成電池組，還包括: 連接電池的采集控制模塊，用于采集所述電池的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息控制所述電池的電量； 與所述采集控制模塊連接并可與所述采集控制模塊傳輸電源信號(hào)和所述數(shù)據(jù)信息的電池組控制模塊，用于接收所述采集控制模塊采集的所述電池的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息通過(guò)所述采集控制模塊控制所述電池組的電量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池控制裝置，其特征在于，所述采集控制模塊包括: 與所述電池連接的采集單元，用于采集所述電池的數(shù)據(jù)信息； 與所述采集單元連接的電池電量檢測(cè)單元，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息檢測(cè)所述電池的電量是否均衡，所述數(shù)據(jù)信息包括電池的電量信息； 與所述電池電量檢測(cè)單元連接的電池控制單元，用于在所述電池電量檢測(cè)單元檢測(cè)到所述電池的電量不均衡時(shí)，控制所述電池的電量均衡。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池控制裝置，其特征在于，所述采集控制模塊設(shè)置有可與外部設(shè)備連接的CAN和/或RS485接口。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池控制裝置，其特征在于，所述采集控制模塊連接3—12個(gè)電池。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池控制裝置，其特征在于，所述電池組控制模塊包括: 接收單元，用于接收所述采集控制模塊采集的所述電池的數(shù)據(jù)信息； 電池組電量檢測(cè)單元，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息檢測(cè)所述電池組的電量是否均衡，所述數(shù)據(jù)信息包括電池的電量信息； 電池組控制單元，用于在所述電池組電量檢測(cè)單元檢測(cè)到所述電池組的電量不均衡時(shí)，控制所述電池組的電量均衡。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的電池控制裝置，其特征在于，所述電池組控制模塊通過(guò)電力線與所述采集控制模塊連接，所述電池組控制模塊設(shè)置有直流載波芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池控制裝置，其特征在于，還包括: 與所述電池組控制模塊連接的報(bào)警模塊，用于根據(jù)所述電池組控制模塊接收的所述電池的數(shù)據(jù)信息檢測(cè)所述電池組是否異常，并在異常時(shí)發(fā)出報(bào)警。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池控制裝置，其特征在于，所述報(bào)警模塊包括: 報(bào)警檢測(cè)單元，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息檢測(cè)所述電池組是否異常； 報(bào)警單元，用于在所述報(bào)警檢測(cè)單元檢測(cè)到所述電池組異常時(shí)，發(fā)出報(bào)警。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池控制裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)信息至少包括電池的電量、電壓、電流、電阻信息，所述報(bào)警檢測(cè)單元通過(guò)檢測(cè)所述電池組的電量、電壓、電流或/和電阻判斷所述電池組是否異常。10.一種車載系統(tǒng)，其特征在于，車載系統(tǒng)安裝有如權(quán)利要求1 一 9任一項(xiàng)所述的電池控制裝置。
【文檔編號(hào)】H01M10/42GK205564908SQ201620279138
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】郝三存, 王文杰, 陳德榮
【申請(qǐng)人】蘇州協(xié)鑫集成科技工業(yè)應(yīng)用研究院有限公司, 協(xié)鑫集成科技（蘇州）有限公司, 協(xié)鑫集成科技股份有限公司, 蘇州協(xié)鑫集成儲(chǔ)能科技有限公司