[实用新型]用于电动汽车的电池管理系统及具有它的电动汽车

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池管理技术领域，特别涉及一种用于电动汽车的电池管理系统及具有它的电动汽车。

背景技术

电池组作为电动汽车的主要动力来源，对电池本体进行实时的管理是非常必要的，电动汽车动力电池需要一个良好的电池管理系统，包括电池监测单元(MCU)和电池控制单元(BCU)，对电池进行包括电池状态监测、电池状态分析、电池安全保护、能量控制管理以及电池信息管理等功能，因此电池管理系统本身软硬件设计十分复杂。

目前，天津大学发表的学术论文“嵌入式电动汽车电池管理系统”中已经提出采用FPGA作为控制器设计的独立分组式SOPC嵌入电池管理系统，其采用CAN总线独立分组管理，但是由于各个分组电池管理单元采用相同FPGA结构，只适用于所有分组电池模块特性相同的情况，实际上各个电池模块特性各异，各个电池管理单元的结构应当与各自控制的电池组特性相匹配，即使所有电池模块组特性大致相似，但各个模块组由于结构的差异其老化程度肯定不同，因此其特性差异随着使用时间推移会越来越明显，因此各个分组电池管理单元结构要需根据自身控制的电池模块组自行设计，同时要根据电池模块组的老化程度对其进行自适应控制，而且FPGA主要为硬件设计，对于复杂的自适应控制和浮点数据处理能力均不如DSP，每个电池管理单元只采用FPGA不能对动力电池进行实时有效控制管理。另外该分组式电池管理系统结构中没有采用一个主控制器对将整个电池系统进行综合的状态分析、能量控制和均衡管理，不能对各个电池管理单元进行统一管理，当电池组数量较多、数据处理情况较复杂时不能满足实际要求。目前，用于电动汽车的电池管理系统采用单片机作为处理器的集中式管理系统性能和稳定性较差，能提供的管理功能也不完善，而基于CAN总线的采集板和主控板方案，相应的硬件电路要复杂很多，且存在着如下问题：不具有硬件浮点运算能力，难以实现复杂的算法，特别是对于电池SOC（State of Charge，荷电状态）的估算，许多先进算法仍然只能停留在实验与仿真阶段。采用汽车级数字信号处理器DSP芯片的BMS（Battery Management System，电池管理系统）与采用单片机的管理系统相比其软硬件配置相对于控制对象电动汽车的动力电池组来讲固定，对于不同的动力电池组种类和数量必须重新设计软硬件，不方便在现有系统上进行改动，而且增加了设计成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于电动汽车的电池管理系统，该系统具有很好的灵活性和实时数据处理能力，能够对每个电池组进行自适应控制管理，同时也能对整个电池系统进行综合状态分析、安全保护和能量控制管理。

本实用新型的另一目的在于提出一种电动汽车。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提出了一种用于电动汽车的电池管理系统，所述电动汽车包括动力电池组，所述动力电池组分为N个子电池组，所述N为正整数，所述用于电动汽车的电池管理系统包括：与N个子电池组一一对应地相连的N个子电池管理器，每个子电池管理器包括：用于采集对应的子电池组的状态信息的采集装置；与所述采集装置相连的处理器，根据对应的子电池组的状态信息得到对应的子电池组的荷电状态以及对所述对应的子电池组进行监控和管理；与所述N个子电池管理器相连的主控制器，接收来自所述N个子电池管理器上传的数据，对所述N个子电池管理器进行控制以便对所述动力电池组进行控制和均衡管理。

根据本实用新型的用于电动汽车的电池管理系统，结合主控制器较高的灵活性和处理器较强的实时数据处理能力，能够对着各自控制的子电池组的特性改变进行自适应控制和处理，另外，主控制器控制N个子电池管理器，既能对每个子电池组进行自适应控制管理，同时能够根据所有子电池组的综合数据信息对整个电池系统进行综合状态分析、安全保护以及能量控制管理，以便对动力电池组进行能量均衡管理。

另外，根据本实用新型上述的用于电动汽车的电池管理系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述采集装置包括：用于采集所述对应的子电池组的端电压的电压采集装置；用于采集所述对应的子电池组的输出电流的电流采集装置；用于采集所述对应的子电池组的温度的温度传感器；其中，所述电压采集装置、所述电流采集装置和所述温度传感器均与对应的处理器相连。

在一些示例中，还包括：多个子FPGA模块，所述多个子FPGA模块分别一一对应地设置在每个处理器与对应的采集装置之间。