電動汽車動力鉛酸電池單格監控管理系統及電動汽車的製作方法

2023-08-13 15:05:06 1

本實用新型涉及單格鉛酸電池的監視和管理，具體涉及一種電動汽車動力鉛酸電池單格監控管理系統及電動汽車。

背景技術：

蓄電池作為一種性能可靠的化學電源，廣泛地運用在交通運輸、航空航天、電力、通信、軍事工業等部門的設備中。其中鉛酸蓄電池以其技術成熟、電動勢高、放電電流大、溫度範圍寬、性能穩定、工作可靠、價格低廉和原材料來源豐富等優勢始終保持著在蓄電池行業的主導地位。尤其在電動汽車動力源、工礦電機車動力源、電動機車、汽車起動電源等方面得到更為廣泛的應用。為了提高鉛酸電池的輸出電壓和能量，通常採用幾個單格鉛酸電池串聯構成一個單體電池，並且用多個單體電池串聯構成電池組來使用。由於各個單格鉛酸電池容量和內阻在製造和使用過程中不可避免地存在不一致性，從而引起電池組充放電的不均衡，而充放電的不均衡又進一步擴大了電池之間的不一致性，形成惡性循環，造成電池提前損壞，壽命大大縮短。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種電動汽車動力鉛酸電池單格監控管理系統，可以實現準確、快速的檢測單格鉛酸電池在充放電過程中的電壓、電流和溫度，並實現每個單格鉛酸電池都能充滿電而又不出現過充現象。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種電動汽車動力鉛酸電池單格監控管理系統，包括：用於採集單格電池的電壓、電流和溫度的信號採集單元，所述信號採集單元將採集的電壓、電流和溫度數據發送至處理器模塊；所述處理器模塊適於根據上述數據判斷單個電池狀態，且輸出相應PWM信號，以控制DC/DC模塊對所需均衡的單格電池補充電流。

進一步，所述DC/DC模塊包括：開關管、與該開關管的集電極相連的原邊繞組，該開關管的基極連接PWM信號，以控制原邊繞組耦合副邊繞組；所述副邊繞組的一端與一二極體的陽極相連，該二極體的陰極通過連接的儲能電容和負載電阻接回至副邊繞組的另一端。

進一步，所述信號採集單元包括：溫度採集模塊、電流採集模塊和電壓採集模塊；所述處理器模塊採用帶有兩個AD採樣端的單片機；所述電流採集模塊和電壓採集模塊將通過電壓傳感器和電流傳感器獲得的模擬量經過調理後分別輸入至單片機的兩AD採樣端；以及所述溫度採集模塊採用數字量溫度傳感器。

進一步，所述電流採集模塊包括：電流濾波及限流保護電路，與該電流濾波及限流保護電路相連的運算放大電路；其中運算放大電路包括：集成運放，該集成運放的同相端通過一電阻接地，其反相端與電流濾波及限流保護電路的輸出端相連；所述集成運放的反相端與輸出端之間連接一電容，以及與該電容並聯的可變電阻器與反饋電阻串聯電路。

進一步，所述電壓採集模塊包括：電壓濾波及限流保護電路，與該電壓濾波及限流保護電路相連的同相比例運算電路。

又一方面，本是實用新型還提供了一種電動汽車，

所述電動汽車包括所述電動汽車動力鉛酸電池單格監控管理系統。

本實用新型的有益效果是，本實用新型可以防止出現過充電現象，從而有效的延長電池的使用壽命；可以精確的監控電池的工作狀態，有效的對電池各個狀態進行相應的控制和處理。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的電動汽車動力鉛酸電池單格監控管理系統的原理框圖；

圖2是本實用新型的DC/DC模塊的電路原理圖；

圖3是本實用新型的電流採集模塊的電路原理圖；

圖4是本實用新型的電壓採集模塊的電路原理圖；

圖5是本實用新型的電源模塊的電路原理圖。

具體實施方式

現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。

實施例1

如圖1所示，本實用新型提供了一種電動汽車動力鉛酸電池單格監控管理系統，包括：用於採集單格電池的電壓、電流和溫度的信號採集單元，所述信號採集單元將採集的電壓、電流和溫度數據發送至處理器模塊；所述處理器模塊適於根據上述數據判斷單個電池狀態，且輸出相應PWM信號，以控制DC/DC模塊對所需均衡的單格電池補充電流。

如圖2所示，進一步，所述DC/DC模塊採用反激式DC/DC，且包括：開關管Q、與該開關管Q的集電極相連的原邊繞組W1，該開關管Q的基極連接PWM信號，以控制原邊繞組W1耦合副邊繞組W2；所述副邊繞組W2的一端與一二極體D1的陽極相連，該二極體D1的陰極通過連接的儲能電容Cf和負載電阻Rld接回至副邊繞組W2的另一端。

具體的，所述信號採集單元包括：溫度採集模塊、電流採集模塊和電壓採集模塊；所述處理器模塊採用帶有兩個AD採樣端的單片機；所述電流採集模塊和電壓採集模塊將通過電壓傳感器和電流傳感器獲得的模擬量經過調理後分別輸入至單片機的兩AD採樣端；以及所述溫度採集模塊採用數字量溫度傳感器。

可選的，所述單片機例如但不限於採用PHILIPS公司的8位單片機P89LPC936作為系統的處理器模塊。

如圖3所示，所述電流採集模塊包括：電流濾波及限流保護電路，與該電流濾波及限流保護電路相連的運算放大電路；其中運算放大電路包括：集成運放，該集成運放的同相端通過一電阻R11接地，其反相端與電流濾波及限流保護電路的輸出端相連；所述集成運放的反相端與輸出端之間連接一電容C20，以及與該電容C20並聯的可變電阻器SR4與反饋電阻R13串聯電路。電流採集是將電流信號轉換成適當的電壓信號，然後經過濾波處理，消除噪聲信號後，將信號輸給單片機的A/D口，進行電壓的測量，再通過測量的電壓結果計算電流的大小。其中I_BAT為採集的電流值，Vi為本電流採集模塊的輸出值。

如圖4所示，進一步，所述電壓採集模塊包括：電壓濾波及限流保護電路，與該電壓濾波及限流保護電路相連的同相比例運算電路。在本方案中同相比例運算電路設為電壓跟隨器的形式即放大倍數為1。其中V_BAT為採集的電壓值，Vv為本電壓採集模塊的輸出值。

所述集成運放和同相比例運算電路均由LM358實現。

本處理器模塊還連接有串口通訊模塊，以便於與主機實現多機通訊。

由於電源電壓是否穩定對單片機工作的可靠性有很大影響，因此，本電動汽車動力鉛酸電池單格監控管理系統通過如圖5所示的電源模塊電路加大整個電路的抗幹擾能力。

實施例2

在實施例1基礎上，本實施例2提供了一種電動汽車。

所述電動汽車包括如實施例1所述的電動汽車動力鉛酸電池單格監控管理系統。

以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。