专利名称：一种电动汽车锂电池监控系统的制作方法
技术领域：
一种电动汽车锂电池监控系统涉及领域本实用新型涉及电动汽车的电池领域，特别涉及一种电动汽车锂电池监控系统。
背景技术：
随着石油资源的日益紧张，新能源汽车特别是电动汽车的使用越来越广泛，就目 前的纯电动汽车而言，采用锂电池来作为它的主要动力源已成为一种主要趋势，现在对电 动车续航里程要求的不断增加，并且由于电池技术的限制，目前主要是依靠增加电 池的节 数来实现电动车续航里程的增加。如果作为一款能够被市场认可的电动车，没有200公里 的续航里程，是很难满足要求的，然而要实现这一数据，以目前锂电池的技术，需要上百节 的电池串连以来。锂电池的安全性问题，一直是阻止其成功应用于电动汽车的核心因素之一，为了 安全有效的发挥这一百多节锂电池的能量，保证锂电池在大功率充放电时安全稳定，并且 不会对其寿命产生影响，目前技术只能根据电池本身的特性做到主动防御，不能对电池的 使用情况进行实时监测。对电池本体做及时精确的监控，为电池电量的计算提供可靠的依据，踢出不良电 池，保证各个电池的良好状态是现有技术需要解决的问题。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种电动汽车锂电池监控系统，以达到 对电池本体做及时精确的监控，为电池电量的计算提供可靠的依据，踢出不良电池的目的。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是，一种电动汽车锂电池监控系统， 其特征在于所述的系统为中央处理器发送监控信号给多路选通单元后通过接口电路接入 电池组对电池组进行监控；接口电路把对电池组监控的模拟信号传递给模数转换单元转换 成数字信号后通过隔离单元接入中央处理器，从而实现了对电池组的实时监控，并且及时 对反馈的监控信息进行处理。所述的接口电路为多路选通单元连接到多个并联的双通道固态继电器后分别接 入每组电池的两端，从而对每组电池进行电压的监控。所述的固态继电器的型号为AQW284，从而实现对电池组电压检测的转换。所述的多路选通单元为多个并联的选通器连接反向器，从而实现对固态继电器的 驱动。所述的选通器的型号为⑶4051 ；反向器的型号为ULQ2803，从而实现选择不同的 通道对不同的电池组进行检测。所述的模数转换单元采用的芯片型号为TLC2543，从而实现将检测得到的模拟量
转化为数字量。所述的隔离单元采用的隔离芯片为DCP010505BP。所述的中央处理器的芯片型号为MC9S08DZ60，从而实现对检测目标的选择和对检测到的数据进行处理。
一种电动汽车锂电池监控系统，由于采用上述结构，该系统具有以下优点1、实现 对电池本体做及时精确的监控；2、循环检测模式使得检测更加全面；3、为电池电量的计算 提供更加可靠的依据，踢出不良电池，保证了电池的良好状态；4、使用单套监控装置监控全 部的电池组，降低生产的成本，实现效益最大化；5、能够解决由于运算放大器等芯片的参数 不均勻而引起的一致性较差的问题。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明；

图1为本实用新型一种电动汽车锂电池监控系统的结构示意图；图2为本实用新型一种电动汽车锂电池监控系统的接口电路的电路图；图3为本实用新型一种电动汽车锂电池监控系统的电路选通单元的电路图；图4为本实用新型一种电动汽车锂电池监控系统的电压采样缓冲滤波电路图；图5为本实用新型一种电动汽车锂电池监控系统的模数转换单元的电路图；在图1-5中，1、中央处理器；2、多路选通单元；3、接口电路；4、电池组；5、模数转 换单元；6、隔离单元。
具体实施方式
如图1所示，一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的系统为中央处理 器1发送监控信号给多路选通单元2后通过接口电路3接入电池组4对电池组4进行监控； 接口电路3把对电池组4监控的模拟信号传递给模数转换单元5转换成数字信号后通过隔 离单元6接入中央处理器1，从而实现了对电池组4的实时监控，并且及时对反馈的监控信 息进行处理。如图2所示的是部分电池组电压采集的接口电路3，采用松下电工的AQW284，这 是一款双通道的固态继电器，它的导通时间在310us，导通电阻在30R-50R之间，能够承受 400V以上的高电压，图中V1_ V8_是多路选择器的选通通道，其中一路被选通后，一颗固 态继电器的两路将会被同时选通，这样被测电池两端的电压值就被输送到了模数转换单元 5的输入端，实现多路选通与循环检测的目的。如图3所示的多路选通单元2选择的是TI的⑶4051，它是一款3/8路的选通器， 后跟一颗ULQ2803的8通道反向器，来实现对固态继电器AQW214的驱动。本系统要测量的 是100多节锂电池的电压，因此固态继电器AQW214需要50颗以上，对应的多路选通单元2 就需要6颗以上，但是因为模数转换单元5采样时间是远远小于固态继电器AQW214的导通 时间的，所以采用2颗以上的固态继电器同时导通，然后对其进行扫描采样，这样不仅节约 时间，也可节约硬件成本，因此，本系统仅采用4块如图3所示的选通单元即可实现对100 多节电池的循环快速选通。如图4-5所示，被选通的固态继电器将电池的电压传导到如图4所示的电压采样 缓冲滤波电路，通过滤波后将比较平稳的电压信号传输到模数转换单元5的A/D采样芯片 TLC2543。TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率 较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。TLC2543与外围电路的连线简单，三个控制输入端为CS (片选)、输入/输出时钟 (I/O CLOCK)以及串行数据输入端(DATA INPUT)。片内的14通道多路器可以选择11个输 入中的任何一个或3个内部自测试电压中的一个，采样一保持是自动的，转换结束，EOC输
出变尚。TLC2543的主要特性为12位分辩率A/D转换器；在工作温度范围内10μ s转换时 间；11个模拟输入通道；3路内置自测试方式；采样率为66kbps ；线性误差士 ILSBmax ；有转 换结束输出EOC ；具有单、双极性输出；可编程的MSB或LSB前导；可编程输出数据长度。为了防止电池电压检测的切换不对控制系统的电源电压产生影响，隔离单元6将 中央处理器1的电源与电压采集电路进行隔离，选用的隔离芯片是DCP010505BP，它可将单 片机系统的5V电源电压转换为同样为5V的电源电压给AD采样电路供 应5V电源。这样即 可以隔离高低压电源，又可以隔离数字信号对模拟信号的干扰。中央处理器1采用飞思卡尔的MC9S08DZ60，主要用于和AD采样芯片进行通讯，数 据采集和处理，另外也由它产生四个单元的多路选通信号，实现对100多节电池组的循环 检测。由上述硬件配置信息可知，本系统可实现100多路电压信号的循环采样，根据电 池的实际情况确定好硬件电路的搭接后，就需要软件对采样数据进行标定，来确定一个准 确的算法以实现电压数据的准确采集，这需要大量的实验来完成，对于标定好的电压采集 系统，采集到的数据经单片机运算后，判定出电池在充放电过程中的各节电池的状态是否 正常，如有异常，判定出哪节电池异常，以便于电池问题的及时发现和更换，进而使整个电 池包的电池工作在最大性能状态。本系统与整车的通讯时通过CAN-BUS来实现的。根据实车的具体情况，本系统软件流程为步骤1:上电初始化；步骤2 循环检测各节电池电压；步骤3 判断电池电压是否正常，如果判断结果为否，则判断电池电压异常点并将 数据发送给整车后进入步骤4 ；步骤4 判断系统是否关闭，如果判断结果为否，则进入步骤2 ；步骤5 保存最终电池状态数据。上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受 上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经 改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的系统为中央处理器(1)发送监控信号给多路选通单元(2)后通过接口电路(3)接入电池组(4)对电池组(4)进行监控；接口电路(3)把对电池组(4)监控的模拟信号传递给模数转换单元(5)转换成数字信号后通过隔离单元(6)接入中央处理器(1)。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的接口电 路(3)为多路选通单元(2)连接到多个并联的双通道固态继电器后分别接入每组电池的两 端。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的固态继 电器的型号为AQW284。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的多路选 通单元(2)为多个并联的选通器连接反向器。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的选通器 的型号为CD4051 ；反向器的型号为ULQ2803。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的模数转 换单元(5)采用的芯片型号为TLC2543。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的隔离单 元(6)采用的隔离芯片为DCP010505BP。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的中央处 理器(1)的芯片型号为MC9S08DZ60。
专利摘要本实用新型公开了一种电动汽车锂电池监控系统，其特征在于所述的系统为中央处理器发送监控信号给多路选通单元后通过接口电路接入电池组对电池组进行监控；接口电路把对电池组监控的模拟信号传递给模数转换单元转换成数字信号后通过隔离单元接入中央处理器，由于采用上述结构，该系统具有以下优点；1、实现对电池本体做及时精确的监控；2、循环检测模式使得检测更加全面；3、为电池电量的计算提供更加可靠的依据，踢出不良电池，保证了电池的良好状态；4、使用单套监控装置监控全部的电池组，降低生产的成本，实现效益最大化；5、能够解决由于运算放大器等芯片的参数不均匀而引起的一致性较差的问题。
文档编号G01R31/36GK201765313SQ20102024467
公开日2011年3月16日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者陈泽坚 申请人:埃泰克汽车电子(芜湖)有限公司