[发明专利]一种电池管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电池管理技术领域，具体涉及一种电池管理系统及方法。

背景技术

随着新能源汽车的不断推广，对于生产厂家而言，如何在量产中快速直观得了解电池组状态，实现高效调试；对于用户而言，如何在使用中对动力状况一目了然，预测汽车剩余里程并安全使用，都需要一个能够将电子语言转化为人类可识别语言的平台。

由于实际整车环境复杂，在检测电池组状态时会产生脉冲干扰，影响到数据的传输，甚至对硬件造成损害。为了能够在高速通信中得到无错误的数据，系统设计中必须要对这些干扰进行处理

电池的性能和寿命与外部的环境温度有着密切的关系，并且在充放电过程中，电池温度也会产生一定变化，特别是过充和过放阶段，温度可能变化很大，而温度过高则会引起故障甚至导致电池组爆炸。

由于每块电池的性能存在差异，所以每块电池在充放电时的电压不完全一样，存在偏差。若不进行均衡控制，随着充放电循环的增加，各单体电池各项参数逐渐分化，加快了电池组的损耗速度。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种电池管理系统及方法，通过利用上位机通过控制模块管理各模块的工作，解决了电池组不易管理，出现故障无法自行处理的问题，具有帮助用户快速了解电池组实时状态并可在电池组出现故障时及时进行处理的效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电池管理系统，所述该系统包括电池组、采样模块、检测模块、控制模块、上位机、执行单元、报警模块、显示单元和电池均衡器，采样模块和检测模块分别通过串行外设接口与控制模块进行串行通信，将信息发送给控制模块，控制模块将信息发送给上位机，上位机将收到的信息进行分析处理，并通过控制模块向电池均衡器、报警模块和执行机构发送相应的命令，显示单元与上位机连接，上位机通过显示单元实时显示电池组的状态信息。

优选的，所述采样模块包括电池监视芯片、电流采样单元、温度采样单元、电压采样单元和电量采样单元，电池监视芯片采用4线制的SPI作为通信接口，电流采样单元、温度采样单元、电压采样单元和电量采样单元分别采集电池组的电流、温度、电压和电量信息，并将信息发送给控制模块。

优选的，所述采样模块的输入通路中加有串联电阻，在电池组输入正负极之间并联有电容。

优选的，所述检测模块包括短路检测单元和漏电检测单元，短路检测单元和漏电检测单元分别检测系统是否存在短路或漏电故障，并将检测信息通过控制模块传送给上位机，所述执行单元包括断路器和散热器，断路器和散热器均由控制模块控制。

优选的，所述控制模块采用16位数字信号控制器，采用I/O口来模拟SPI的通信接口。

优选的，所述电池均衡器由多个相同的并联稳压电路组成，稳压电路的具体数量与电池组包含的电池数量相同，每块电池上各并联一个该稳压电路，所述稳压电路包括电阻R1、电阻R2、稳压管D1、二极管和三极管Q1，电阻R1的两端分别连接至电源的正负极，电阻R2和稳压管D1串联后，与电阻R1并联，三极管Q1的基极连接至R2和稳压管D1的中节点，发射极连接至电源正极，集电极与二极管串联后，连接至电源负极。

优选的，所述稳压电路还包括发光二极管和电阻R3，发光二极管与电阻R3串联后，与所述二极管并联。

一种电池管理方法，包括如下步骤：

步骤一：电池组工作时，采样模块采集电池组的实时信息，如电压、电量、温度和通过电池组的电流强度，检测模块实时监测电池组状态，执行下一步骤；

步骤二：采样模块和检测模块将获取的信息传送给控制模块，执行下一步骤；

步骤三：控制模块与上位机进行通信，检测单元检测到故障时，执行步骤四，无任何故障时，执行步骤六；

步骤四：上位机通过控制模块向执行单元和报警模块发送指令，执行下一步骤；

步骤五：执行单元中的断路器断路，报警模块进入故障报警状态，执行步骤七；

步骤六：上位机通过控制模块向执行单元和电池均衡器发送指令，执行单元中的散热器根据温度大小调节工作功率，电池均衡器进行均衡控制，执行下一步骤；

步骤七：上位机将收到电池组状态信息通过显示单元显示出来，供用户观看。

本发明有益效果是:

1、帮助用户快速了解电池组实时状态；

2、电池组出现某些故障时可及时进行处理；

3、减少了干扰，该系统更精准稳定；

4、可对电池组进行均衡控制，增大了电池组的使用寿命。