[发明专利]电动车动力集成数字管理系统

权利要求书

1.一种电动车动力集成数字管理系统，其特征在于，包括由n≥3个电池块串接成的电池组、上位管理机模块、前端控制模块、后端控制模块、电机MCU控制器、电机以及电池信息采集-电量均衡模块，其中：

所述上位管理机模块，包括主MCU控制器、显示器、存储器以及时钟芯片；

所述前端控制模块，包括前端MCU控制器以及速度调节模块、刹车控制模块、电笛控制模块、前转向控制模块、前照灯控制模块以及通信接口；

所述后端控制模块，包括后端MCU控制器、充电控制器、后转向灯控制模块、尾灯控制模块以及通信接口；所述充电控制器包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、PWM功率驱动电路、用于分别采集每一电池块的第一电压电流采样电路以及用于采集电池组温度信息的温度测量电路；市电顺序经AC/DC转换电路、DC/DC转换器后与电池组连接，所述后端MCU控制器则通过PWM功率驱动电路与DC/DC转换器通信连接；

所述电机MCU控制器，包括传感器信号电路、PWM发生器、脉冲功率放大器、能量回馈单元、用于分别采集每一电池块的第二电压电流采样电路以及通信接口；所述主MCU控制器通过脉冲功率放大器与电机通信连接；

所述电池信息采集-电量均衡模块，包括电池信息均衡MCU控制器、用于分别采集每一电池块的第三电压电流采样电路、模拟量采集输入端口、脉冲控制互补对称均衡电路以及通信连接端口，另外，每两个电池块之间皆分别对应配设一个电池信息采集-电量均衡模块；

所述前端MCU控制器、后端MCU控制器、电机MCU控制器以及电池信息均衡MCU控制器分别与主MCU控制器通信连接；所述前端MCU控制器的控制端分别与速度调节模块、刹车控制模块、电笛控制模块、前转向控制模块、前照灯控制模块信号连接；所述后端MCU控制器的控制端与充电控制器、后转向灯控制模块以及尾灯控制模块信号连接，而充电控制器的输出端与电池组连接；所述电机MCU控制器分别与电池组、电机信号连接；所述电池信息均衡MCU控制器的控制端与脉冲控制互补对称均衡电路连接，而脉冲控制互补对称均衡电路的控制端则与其对应的两个电池块连接；

所述主MCU控制器对前端MCU控制器、后端MCU控制器、电机MCU控制器以及电池信息均衡MCU控制器所采集信息进行集中管理，所述主MCU控制器根据第一电压电流采样电路以及温度测量电路所反馈的信息，通过后端MCU控制器自动地控制充电控制器的运行；所述主MCU控制器根据第二电压电流采样电路所反馈的信息，通过电机MCU控制器自动地控制电机的运行；所述主MCU控制器根据第三电压电流采样电路所反馈的信息，通过电池信息均衡MCU控制器自动地对相应的电池块进行电量均衡处理。

2.根据权利要求1所述电动车动力集成数字管理系统，其特征在于，所述电池信息采集-电量均衡模块的脉冲控制互补对称均衡电路包括PWM脉冲输出电路、由Buck-boost变换器和Boost变换器组成的DC/DC变换电路以及电感器，所述Buck-boost变换器通过电感器与两块电池块相连接；而Boost变换器也通过电感器与前述两块电池块连接，所述主MCU控制器控制根据电压采样电路所采集到的电压信息，指示电池信息均衡MCU控制器，控制PWM脉冲输出电路输出宽度不同的脉冲信号，以分别控制Buck-boost变换器的开关管Q1或Boost变换器的开关管Q2的工作状态，并通过电感器将两块电池块中电压较高电池块的部分电量转移到电压较低的电池块，MCU控制通过控制PWM脉冲输出电路所输出的脉冲信号来控制开关管Q1或开关管Q2的导通时间，来确定两块电池块间一次所转移的电量。

3.根据权利要求2所述电动车动力集成数字管理系统，其特征在于，所述脉冲控制互补对称均衡电路的PWM脉冲输出电路所输出脉冲信号的占空比D＝T_ON/T_s，D的取值范围是：0.5＜D＜0.88，其中，T_ON为开关管Q1或开关管Q2的导通时间，T_s为PWM脉冲输出电路所输出脉冲信号的脉冲周期。

4.根据权利要求1所述电动车动力集成数字管理系统，其特征在于，所述第一电压电流采样电路、第二电压电流采样电路、第三电压电流采样电路皆分别通过与电池组内各单块电池相连的采样电阻分压测得电池组的各单块电池电压以及电池组的充电电流。

5.根据权利要求1所述电动车动力集成数字管理系统，其特征在于，所述充电控制器的DC/DC转换器为带隔离的反激式变换器，该带隔离的反激式变换器由变压器、开关管Q3和阻容二极管组成，电池组充电时，所述主MCU控制器根据电压采样电路所采集到的电池块对应电压信息以及温度测量电路所采集到的电池组温度信息，指示后端MCU控制器，控制PWM功率驱动电路输出的PWM信号脉冲宽度，以控制开关管Q3运行，调节充电电压和电流。