一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電控制的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子領(lǐng)域，尤其涉及一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池由于容量密度高，具有體積小、重量輕、容量大的優(yōu)點(diǎn)，已越來越廣泛地應(yīng)用于各種移動(dòng)供電設(shè)備中。在很多的應(yīng)用場合中，是由多個(gè)單體鋰電池串聯(lián)組成高壓鋰電池組來供電的，如電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池組就由成百上千個(gè)單體鋰電池串并聯(lián)組成。鋰電池組在充放電過程中需要對單體電池的電壓、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)對串聯(lián)電池組的充放電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以保證充放電過程中每個(gè)單體電池既不過充也不過放，避免鋰電池因充放電異常而導(dǎo)致容量衰減、報(bào)廢甚至爆炸。目前多采用在鋰電池組內(nèi)安裝保護(hù)電路板的方式來對充放電過程的每個(gè)單體鋰電池進(jìn)行控制和保護(hù)，雖然能達(dá)到控制和保護(hù)的目的，但缺點(diǎn)是難以讀取及顯示每個(gè)監(jiān)控對象的實(shí)時(shí)參數(shù)，因?yàn)楫?dāng)單體電池?cái)?shù)量較多時(shí)其監(jiān)控信號線路數(shù)量將會(huì)異常龐大而無法接出實(shí)施監(jiān)控，也無法對監(jiān)控對象的充放電參數(shù)進(jìn)行在線修改以適應(yīng)不同情況的需要。隨著技術(shù)水平的不斷提高，在很多鋰電池組供電應(yīng)用場合(如電動(dòng)汽車)需要對鋰電池組中的每個(gè)單體電池的狀態(tài)進(jìn)行智能化監(jiān)控，這就需要能對鋰電池組中單體電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的實(shí)用性技術(shù)。本發(fā)明提供了一種能在鋰電池組充放電過程中對單體鋰電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能在線修改充放電控制參數(shù)的，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法，旨在解決鋰電池組充放電過程中對單體鋰電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可對每個(gè)單體鋰電池進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，無需另外鋪設(shè)龐大復(fù)雜的信號線的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法，包括保護(hù)電路及載波通訊電路，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
A、單體鋰電池Bll串聯(lián)成電池組BGl；
B、電池組BG1、保護(hù)電路CPl及載波通訊電路依次連接形成回路；
C、保護(hù)電路CPl對電池組BGl進(jìn)行電壓信號和溫度信號采集，發(fā)送給載波通訊電路；
D、載波通訊電路根據(jù)采集的電壓信號及溫度信號與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比對，通過比對結(jié)果控制電池組充放電。
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述保護(hù)電路CPl包括采樣模塊、可變限壓器VL1、載波耦合器C01、單片機(jī)CPU1、耦合電容Cll及可控開關(guān)K1，所述采樣模塊輸出端與所述單片機(jī)CPUl輸入端連接，所述載波耦合器COl —端與所述單片機(jī)CPUl輸入端連接，所述可變限壓器VLl —段與單片機(jī)CPUl輸入端鏈接，所述采樣模塊輸入端與所述可控開關(guān)Kl 一端連接，所述耦合電容Cll并聯(lián)在所述可控開關(guān)Kl兩端。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述采樣模塊包括電壓采樣單元及溫度采樣單元，所述電壓采樣單元與所述溫度采樣單元并行設(shè)置。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述電壓采樣單元包括電壓采樣器SU11、模擬開關(guān)AKll及A/D轉(zhuǎn)換器ADll，所述電壓米樣器SUll —端與所述模擬開關(guān)AKll，所述模擬開關(guān)AKll另一端與所述A/D轉(zhuǎn)換器ADll連接。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述溫度采樣單元包括溫度采樣器SU21、模擬開關(guān)AK12及A/D轉(zhuǎn)換器AD12，所述溫度采樣器SU21 —端與所述模擬開關(guān)AK12連接，所述模擬開關(guān)AK12另一端與所述A/D轉(zhuǎn)換器AD12 —端連接。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述載波通訊電路包括載波耦合器COO及單片機(jī)CPUO，所述載波耦合器COO —端連接單片機(jī)CPUO。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述電池組BGl與所述保護(hù)電路--對應(yīng)，當(dāng)所述電池組擴(kuò)展為多路時(shí)，所述保護(hù)電路相應(yīng)的擴(kuò)展為多路。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述載波通訊電路的單片機(jī)CPO通過相同的通訊協(xié)議與多路所述保護(hù)電路CPl的單片機(jī)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:利用串聯(lián)電池組的主回路作為信號傳輸線路，無需另外鋪設(shè)龐大復(fù)雜的信號線，就可以在主控制器上實(shí)時(shí)獲取每個(gè)單體鋰電池的數(shù)據(jù)，并可對每個(gè)單體鋰電池進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，大大地簡化了電路結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法的流程圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法的電壓采集電路；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法的溫度米集電路；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法的可變限電壓電路；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法的可控開關(guān)電路；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種以載波通訊方式實(shí)現(xiàn)鋰電池組充放電的控制方法流程圖，所述控制方法實(shí)現(xiàn)中包括保護(hù)電路及載波通訊電路；其詳述如下:
步驟SI，單體鋰電池Bll串聯(lián)成電池組BGl ；
將串聯(lián)鋰電池組中的單體鋰電池Bll分組，每8個(gè)單體鋰電池Bll為I組，第一組編號為BG1，第二組編號為BG2……，第η組編號為BGn。
[0015]步驟S2，電池組BG1、保護(hù)電路CPl及載波通訊電路依次連接形成回路； 每一組鋰電池組BGl與一塊獨(dú)立的保護(hù)電路CPl連接，保護(hù)電路的編號與電池組的編號對應(yīng)，分別為:CP1、CP2......CPn。
[0016]保護(hù)電路中的采樣電路對本組的每個(gè)單體鋰電池的端電壓及溫度進(jìn)行采樣。下面以BGl與CPl為例說明(其余BG2與CP2……BGn與CPn完全相同)；
載波通訊電路上有一個(gè)載波耦合器COO，COO的一端連接電池組的主回路，另一端連接單片機(jī)CPUO。COO的作用是:①接收主回路中的載波信號，并將載波信號轉(zhuǎn)換為CPUO可識別的方波信號，將方波信號送入CPU0;②將CPUO發(fā)出的方波信號轉(zhuǎn)換為載波信號，并將載波信號加載到主回路上傳輸出去。
[0017]步驟S3，保護(hù)電路CPl對電池組BGl進(jìn)行電壓信號和溫度信號采集，發(fā)送給載波通訊電路；
如圖2所示，保護(hù)電路CPl內(nèi)部的8個(gè)電壓采樣器SU11-SU18將BGl的8個(gè)單體鋰電池(B1UB12……B18)的端電壓(U11、U12……U18)轉(zhuǎn)換為0-3.3伏的電壓信號，經(jīng)8路模擬開關(guān)AKll切換后送入A/D轉(zhuǎn)換器ADll轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后進(jìn)入單