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原文传递一种车载动力电池组的双向主动均衡装置及其系统

专利名称：	一种车载动力电池组的双向主动均衡装置及其系统
摘要：	本发明实施例公开了一种车载动力电池组的双向主动均衡装置及其系统，系统包括充电电池组、铅酸电池组、管理系统主机和双向主动均衡装置；装置上电时监测充电电池组和铅酸电池组内各单体电池的电压和环境温度，并输出电压温度信息给管理系统主机；管理系统主机解析并判断电压温度信息中电压和环境温度是否在异常范围内，是则输出加载了均衡指令和/或热管理指令的主机命令给双向主动均衡装置；双向主动均衡装置根据解析出的均衡指令调整对应单体电池的电流直至各串电池电量均衡，根据热管理指令进行升温或降温处理。通过监测电池电压并主动均衡各串电池电量，监测环境温度并自动调整，解决了现有锂电池均衡装置不能实现电能的双向主动均衡的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	深圳众力新能源科技有限公司
发明人：	李良明;孙铮;李浩;赵铁良
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201811470548.7
公开号：	CN109720234A
代理机构：	深圳市徽正知识产权代理有限公司
代理人：	卢杏艳
分类号：	B60L58/10(2019.01);B;B60;B60L;B60L58
申请人地址：	518000 广东省深圳市龙岗区坪地街道环城南路67-1
主权项：	1.一种车载动力电池组的双向主动均衡装置，与管理系统主机通讯连接，其特征在于，包括双向主动均衡模块、电池信息采集模块、主控制器、CAN通讯模块、运行状态指示灯、热管理控制模块和电源管理模块；所述主控制器上电时初始化，启动电池信息采集模块监测各单体电池的电压和环境温度，启动CAN通讯模块进入收发状态，点亮运行状态指示灯进行工作状态指示；主控制器采集电压和环境温度并生成电压温度信息、通过CAN通讯模块上报给管理系统主机；所述CAN通讯模块接收管理系统主机反馈的主机命令并传输至主控制器中进行解析；主控制器根据解析出的均衡指令调整双向主动均衡模块中的占空比，使相应单体电池的能量转移电流达到预定的均衡电流值；根据解析出的热管理指令控制热管理控制模块加热增温或扇风降温；所述主控制器还根据当前的运行状态控制运行状态指示灯的颜色变化和闪烁频率；所述电源管理模块对输入电源进行降压或升压处理后输出对应电源为双向主动均衡装置供电。 2.根据权利要求1所述的车载动力电池组的双向主动均衡装置，其特征在于，所述双向主动均衡模块包括多绕组平面变压器、若干个副边开关管、原边开关管、输入电容、若干个输出电容、原边电阻和若干个RCD漏感吸收电路；所述多绕组平面变压器的初级绕组的一端连接一个RCD漏感吸收电路的一端、输入电容的一端和铅酸电池的正极；所述初级绕组的另一端连接该RCD漏感吸收电路的另一端和原边开关管的漏极，原边开关管的源极连接原边电阻的一端和输入电容的另一端，原边开关管的栅极连接现有的隔离驱动电路，源极原边电阻的另一端连接铅酸电池的负极；多绕组平面变压器的若干个次级绕组的一端分别连接对应RCD漏感吸收电路的一端，若干个次级绕组的另一端分别连接对应RCD漏感吸收电路的另一端和对应一副边开关管的漏极；各副边开关管的源极分别连接对应一输出电容的一端和对应一单体锂电池的负极；第2副边开关管的源极至第n副边开关管的源极分别与第1RCD漏感吸收电路的一端至第n-1RCD漏感吸收电路的一端一对一连接；各输出电容按序串联，各单体锂电池串联。 3.根据权利要求1所述的车载动力电池组的双向主动均衡装置，其特征在于，所述电池信息采集模块包括电量监视器、四线SPI总线隔离通讯电路和温度采集电路；所述电量监视器测量充电电池组中各单体电池的电压，温度采集电路将环境温度转换成对应的温度电压，四线SPI总线隔离通讯电路将电压和温度电压上传给CAN通讯模块。 4.根据权利要求1所述的车载动力电池组的双向主动均衡装置，其特征在于，所述主控制器包括32位ARM Cortex-M0+内核微处理器，用于为内核微处理器提供时钟信号的时钟振荡电路和用于对内核微处理器复位的看门狗复位电路。 5.根据权利要求1所述的车载动力电池组的双向主动均衡装置，其特征在于，所述CAN通讯模块包括型号为ISO1050DUBR的隔离式的CAN总线收发器。 6.根据权利要求1所述的车载动力电池组的双向主动均衡装置，其特征在于，所述电源管理模块包括：开关降压电路、第一线性降压电路、第二线性降压电路、开关升压电路、第一隔离电源电路和第二隔离电源电路；所述开关降压电路对输入电源进行降压处理后输出5V电源，所述第一线性降压电路对处理后的5V电源进行降压处理后输出4.096V的基准电源，所述5V电源和基准电源为主控制器、运行状态指示灯和热管理控制模块供电；所述开关升压电路对处理后的5V电源经过第一隔离电源电路，再进行升压处理后输出50V电源，第一隔离电源电路对处理后的5V电源进行升压隔离处理后输出隔离12V电源，第二线性降压电路对隔离12V电源进行降压去噪处理后输出低噪声5V电源，所述50V电源、隔离12V电源和低噪声5V电源为电池信息采集模块供电；所述第二隔离电源电路对基准电源进行降压隔离处理后输出隔离5V电源为CAN通讯模块供电。 7.根据权利要求1所述的车载动力电池组的双向主动均衡装置，其特征在于，所述运行状态指示灯为双色LED；正常工作状态时，主控制器控制绿灯常亮；低功耗待机时，控制绿灯按第一预设频率慢闪；一级故障时，控制红灯按第一预设频率慢闪；二级故障时，控制红灯按第二预设频率快闪；三级故障时，控制红灯常亮。 8.根据权利要求2所述的车载动力电池组的双向主动均衡装置，其特征在于，所述多绕组平面变压器设置有12个次级绕组，副边开关管为12个，输出电容为12个，RCD漏感吸收电路为13个。 9.根据权利要求1所述的车载动力电池组的双向主动均衡装置，其特征在于，所述主控制器对主机命令进行解析时，解析出主机地址、双向主动均衡装置地址、命令类型以及对应功能指令，所述功能指令包括均衡指令和/或热管理指令。 10.一种车载动力电池组的双向主动均衡系统，包括充电电池组、铅酸电池组和管理系统主机，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的车载动力电池组的双向主动均衡装置；所述双向主动均衡装置上电时监测充电电池组和铅酸电池组内各单体电池的电压和环境温度，并输出对应的电压温度信息给管理系统主机；所述管理系统主机解析并判断电压温度信息中电压和环境温度是否在异常范围内，是则输出加载了均衡指令和/或热管理指令的主机命令给双向主动均衡装置进行解析；所述双向主动均衡装置根据解析出的均衡指令调整对应单体电池的电流直至各串电池电量均衡，根据热管理指令进行对应的升温或降温处理。
所属类别：	发明专利