[发明专利]用于电动车锂电池组的数据采集和能量均衡控制装置及方法

权利要求书

1.一种用于电动车锂电池组的数据采集和能量均衡控制装置，其特征在于，包括数据采集模块、能量均衡模块、通道选择电路、通信模块及控制模块；

充电电池模块与能量均衡控制模块均与通道选择电路的输入端相连，通道选择电路的多个输出端分别与锂电池组包含的多个单体电池相连；数据采集模块的输入端与锂电池组相连，输出端通过通信总线与通信模块相连，通信模块与控制模块相连，控制模块与能量均衡模块相连，控制模块与通道选择电路的通道选择输入控制端相连；

所述数据采集模块包括N个单体电池监测单元，每个单体监测单元与一个单体电池相连，用于实时采集单体电池的电压、电流及温度，N为大于或等于1的整数；

所述能量均衡模块包括PWM控制器、隔离驱动电路、D/A电路、电动车制动发电单元、DC/DC斩波电路及蓄能单元，所述电动车制动发电单元、蓄能单元、DC/DC斩波电路及通道选择电路依次相连，D/A电路、PWM控制器和隔离驱动电路依次相连，隔离驱动电路驱动DC/DC斩波电路；D/A电路的输入端与控制模块的输出端相连；

所述控制模块与PWM控制器的充电强度使能端相连，控制模块通过D/A电路与PWM控制器的脉冲宽度调节信号接收端相连。

2.根据权利要求1所述的用于电动车锂电池组的数据采集和能量均衡控制装置，其特征在于，所述单体电池监测单元包括电压比较电路、电流变送电路、光耦隔离放大电路、滤波电路及电池监控芯片；电压比较电路与电流变送电路并联，一端与单体电池连接，另一端与光耦隔离放大电路连接；光耦隔离放大电路、滤波电路、电池监控芯片及通信模块依次相连。

3.根据权利要求1所述的用于电动车锂电池组的数据采集和能量均衡控制装置，其特征在于，还包括报警单元，与控制模块相连。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于电动车锂电池组的数据采集和能量均衡控制装置，其特征在于，DC/DC隔离电源与所述电池监控芯片相连。

5.根据权利要求4所述的用于电动车锂电池组的数据采集和能量均衡控制装置，其特征在于，所述电池监控芯片为DS2348。

6.一种用于电动汽车锂电池组的数据采集和能量均衡控制方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述用于电动汽车锂电池组的数据采集和能量均衡控制装置，具体步骤如下：

依据汽车启动信号，利用控制模块对通道选择电路发出控制指令，选择电池充电模块或者蓄能单元充电通道对单体电池进行充电；

其中，汽车停止时，选择电池充电模块充电通道即选择外接电源为单体电池充电；汽车运行过程中，选择蓄能单元充电通道，利用电动车的制动发电系统发电为单体电池充电；

利用数据采集模块实时采集所有单体电池的电压或电流信号，通过通信模块将所有单体电池的电压信号传送至控制模块，控制模块判断单体电池电压是否不足或者工作是否正常；

若存在单体电池电压不足，控制模块发出控制信号至PWM控制器、D/A电路及通道选择电路，选通相应的单体电池通道，PWM控制器输出控制信号至通道选择电路选通的单体电池，对其进行充电；控制模块发出的充电强度使能信号控制PWM波的输出与否，经过D/A电路后的充电强度信号调节PWM波的占空比以达到控制充电电流大小；

若选择超出预设工作范围，则控制模块发出控制信号至PWM控制器和通道选择电路，利用通道选择电路选择相应的单体电池通道电路，PWM控制器输出控制信号至通道选择电路选择的单体电池通道电路，对其进行控制保护。

7.根据权利要求6所述的用于电动车锂电池组的数据采集和能量均衡控制方法，其特征在于，所述控制保护是指PWM控制器对单体电池的过温保护、过压保护及过流保护；

当电池监控单元监测到单体电池的电流增加速度超过预设值，或电流值超过预设温度范围，或电压超过预设电压范围，或电压增加速度超过预设值，或温度增加速度超过预设值，或温度超过预设温度范围时，控制模块发出控制指令至PWM控制器，PWM控制器发出脉冲信号至单体电池通道电路的继电器，单体电池从工作的锂电池组中断开，实现单体电池的过温保护、过压保护及过流保护。