[发明专利]一种磷酸铁锂动力电池管理系统及管理方法

权利要求书

1.一种磷酸铁锂动力电池管理系统，其特征是：包括主控制器、电压检测电路、温度检测电路、绝缘检测电路、电流传感器、均衡电路、保护电路、预充电电路和动力电池组；其中，主控制器连接电压检测电路、均衡电路、温度检测电路、保护电路和绝缘检测电路，电压检测电路、均衡电路分别连接动力电池组中的各个电池单体两端，温度检测电路连接各个电池单体，绝缘检测电路连接电池组的正负极两端，用于判断电池组各个电池单体电压是否超出限值的保护电路连接各个电池单体的两端，电池组两端串联预充电电路、充电机；

所述电压检测电路检测动力电池组中各个电池单体的电压，温度检测电路获取电池组中各电池单体温度，主控制器根据电压、温度值的不同，与相应的设定范围比较，控制均衡电路进行相应的均衡动作。

2.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂动力电池管理系统，其特征是：所述动力电池组的正、负极两端分别通过一个手动开关S1和一个开关Kb连接DC/DC供电电路的一端，DC/DC供电电路的另一端具有正负输出端，分别连接有电压检测电路、温度检测电路、均衡电路和冷却风扇，为上述模块供电。

3.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂动力电池管理系统，其特征是：所述预充电电路包括并联的两路支路，一路连接继电器开关Kp后连接一个大功率电阻R；另一路为继电器开关K+，预充电电路的一端通过熔断器KF、电流传感器连接动力电池组，另一端连接充电机。

4.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂动力电池管理系统，其特征是：所述主控制器通过CAN2总线连接充电机，主控制器通过CAN1总线连接车辆控制器，主控制器通过RS232串口连接PC机，主控制器连接有存储模块。

5.如权利要求1-4中任一项所述的一种磷酸铁锂动力电池管理系统的管理方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)电压检测电路检测动力电池组中各个电池单体的电压，主控制器判断电压是否超过阈值或在最佳范围内，根据电压值的不同，主控制器控制开关K+、K-、均衡电路的所有开关和开关Kb的开合；

(2)温度检测电路获取电池组中各电池单体温度，主控制器判断电池组温度是否超过规定值，如果超过规定值，断开所有开关，不允许进行充、放电和均衡操作操作；

(3)当电池组各电池单体电压、温度都在规定范围内，控制器控制电池组工作在充电/放电模式下，在充电/放电模式下，主控制器通过电流传感器采集主电路的电流，并判断是否超出限值，若超出，主控制器控制开关K+和K-断开，停止充放电，主控制器若未切断开关K+和K-，则快速熔断器KF将熔断，起到对电池组的过流强制保护；

(4)主控制器根据获取的电池电压、电流和温度数据，估算电池的各种状态(SOC、SOH、RUL)，并通过CAN1将电池组的上述信息上报给整车控制器。

6.如权利要求5所述的管理方法，其特征是：所述步骤(1)中，具体方法包括：

(1-1)闭合手动开关S1，DC/DC供电电路得电，启动主控制器、均衡电路、电压检测电路和温度检测电路；

(1-2)电池组中的各电池单体电压若低于最小阈值或大于最大阈值，则保护电路会断开开关Kb，切断DC/DC供电电路，主控制器和均衡电路无电，进而断开所有的开关，实现对电池组的过充、过放强制保护以及均衡保护；

(1-3)电池组中的各电池单体电压若在阈值范围之间，主控制器通过电压检测电路获取电池组中各个电池单体的电压，并判断各个电池单体电压是否在最佳范围内；

(1-4)若各个电池单体电压不满足最佳范围，则主控制器控制开关K+、K-和均衡电路的所有开关断开，实现对电池组过充、过放以及均衡的软保护；

(1-5)若各个电池单体电压满足最佳范围，并判断最大电压差是否大于均衡阈值，若大于，则控制均衡电路对电池组进行均衡；否则，不需要对电池组均衡。

7.如权利要求6所述的管理方法，其特征是：所述单体电池电压的最小阈值为2V，最大阈值为3.7V，最佳范围为[2.5，3.65]，均衡阈值为0.02V。