CN103078386A - 一种集成式电源管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成式电源管理系统，包括发电机、与发电机连接的三相整流电路、电池箱和控制芯片；在发电机和控制芯片之间设置有励磁控制电路；三相整流电路与电池箱的正极之间并联有充电控制器、预充电控制器和主接触器，三相整流电路与电池箱的负极之间设置有第二电流传感器，第二电流传感器和三相整流电路之间串联有负极端子。本发明的集成式电源管理系统具有如下优点：减少了硬件成本，提高了系统的可靠性，使整车的成本降低，增加了可靠性。
Description
技术领域：
本发明属于电池领域，涉及一种电源管理系统，尤其是一种集成式电源管理系统。
背景技术：
现在全球都面临着环境污染，石油资源枯竭的威胁，而内燃机汽车是造成这种危机的重要原因之一，内燃机汽车不仅消耗石油资源，而且还排放出有害物质。应对挑战，世界各大汽车公司和有关研究机构都在积极开展节能和新能源汽车的研究，其中重点的研究内容就是电动汽车。电动汽车的发展路线以插电式混合动力(PHEV)及增程式为主。插电式混合动力汽车单独依靠电池就能行使较长的距离，需要的时候仍可以像通常的混合动力汽车一样工作。
增程式电动车与插电式混合动力汽车工作模式非常类似，两者都可以由动力电池单独输入能量以行驶在纯电动模式下，且当动力电池容量接近设定的下限后都转由另外一种动力源继续提供车辆所需的能量。增程式电动车能够尽量避免频繁地停车充电。插电式混合动力汽车是由混合动力汽车进化而来，它继承了混合动力汽车的大部分特点，增程式电动车不论工作在纯电动模式还是增程模式下，其车轮始终仅由电机独立驱动，而插电式混合动力汽车如果工作在混合动力模式下，发动机会与电机一起(经动力耦合后)参与到驱动车轮的行列。
增程式电动车与插电式混合动力汽车中的电池系统管理及发电机控制系统分别使用控制器，存在如下缺点：
增加了成本；因为电池管理系统和发电机控制系统之间有大量的实时数据需要快速通讯，这样的设计大大降低了整个系统的可靠性；系统故障时，很难判定是电池系统还是发电机系统出了故障。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种集成式电源管理系统，该集成式电源管理系统使整车的成本降低，增加了系统的可靠性。
为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种集成式电源管理系统，包括发电机、与发电机连接的三相整流电路、电池箱和控制芯片；在发电机和控制芯片之间设置有励磁控制电路；三相整流电路与电池箱的正极之间并联有充电控制器、预充电控制器和主接触器，三相整流电路与电池箱的负极之间设置有第二电流传感器，第二电流传感器和三相整流电路之间串联有负极端子；在三相整流电路与预充电控制器之间串联有第一电流传感器和正极端子；第一电流传感器、第二电流传感器、充电控制器、预充电控制器和主接触器同时都与控制芯片连接；在控制芯片上设置有对内通讯总线和对外通讯总线。
所述充电控制器、预充电控制器和主接触器与电池箱正极之间串联有熔断器。
所述电池箱内设置有N个电池。
所述控制芯片上连接有电池系统温度传感器、电量显示端、充电器、启动信号端、冷却控制端和发电启动控制端。所述正极端子和负极端子之间的电压为50-380V。
本发明的集成式电源管理系统具有如下优点：
硬件成本减少到原来的1/2以下；
电池系统和发电系统之间的通信完全不需要了，大大提高了系统的可靠性；
IES实时判定故障的准确率大大提高；
IES的PC端支持软件，替代分别用于电池系统和发电系统的PC端软件，降低了软件系统的维护成本；
IES的直流电源和控制电源替代了原来分别用于电池系统和发电系统的直流电源，使整车的成本降低，增加了可靠性。
附图说明
图1为集成式电源管理系统结构示意图；
图中：1、发电机；2、励磁控制电路；3、三相整流电路；4、第一电流传感器；5、正极端子；6、负极端子；7、充电控制器；8、预充电控制器；9、主接触器；10、第二电流传感器；11、熔断器；12、控制芯片；13、电池；14、电池箱；15、对内通讯总线；16、电阻；17、对外通讯总线；18、电池系统温度传感器；19、电量显示端；20、充电器；21、启动信号端；22、冷却控制端；23、发电启动控制端。
具体实施方式
参考图1，一种集成式电源管理系统，包括发电机、与发电机连接的三相整流电路、电池箱和控制芯片；在发电机和控制芯片之间设置有励磁控制电路；三相整流电路与电池箱的正极之间并联有充电控制器、预充电控制器和主接触器，三相整流电路与电池箱的负极之间设置有第二电流传感器，第二电流传感器和三相整流电路之间串联有负极端子；在三相整流电路与预充电控制器之间串联有第一电流传感器和正极端子；第一电流传感器、第二电流传感器、充电控制器、预充电控制器和主接触器同时都与控制芯片连接；在控制芯片上设置有对内通讯总线和对外通讯总线。
所述充电控制器、预充电控制器和主接触器与电池箱正极之间串联有熔断器。
所述电池箱内设置有N个电池。
所述控制芯片上连接有电池系统温度传感器、电量显示端、充电器、启动信号端、冷却控制端和发电启动控制端。所述正极端子和负极端子之间的电压为50-380V。
本发明的集成式电源管理系统(IES)包括：
电池管理系统，发电机管理系统；通讯系统；数据采集和监控系统。
IES实时采集电池系统的电流，电压，温度，平衡等状态，控制电池系统的安全可靠运行，同时监控电池系统的健康状态；
IES实时采集发电机的电压和电流以及励磁机的电压和电流，进行闭环控制，确保发电机稳定运行；
IES综合电池系统的状态和发电机的状态，决定发电机的开/关控制，发电机的功率控制；
IES对发电机的故障状态和电池系统的故障状态进行综合处理，确保系统安全运行。
解决方案：
IES控制系统，包括：
发电机的电流传感器，电池系统的电流传感器；
发电机温度，电池温度传感器；
电池电压；
励磁电压，励磁电流；
电池系统的接触器，预充电接触器，发电机的开关继电器都可以安装在控制盒内；
电池系统的最高/最低电压，最大/最小温度，通过通讯总线由电池箱发送给IES控制盒；
IES控制板进行发电机系统的控制运算，控制信号由IES控制盒发给发电机；
IES控制板同时进行电池系统的控制运算，控制信号由IES控制盒发给电池系统；接地安排：发电机系统和电池控制输出部分可以共地，但从电池系统输入部分信号不能与其输出部分共地；
由IES控制盒发给其它单元(如充电器，显示器，马达控制器)的控制信号通过通讯总线完成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种集成式电源管理系统，其特征在于：包括发电机、与发电机连接的三相整流电路、电池箱和控制芯片；在发电机和控制芯片之间设置有励磁控制电路；三相整流电路与电池箱的正极之间并联有充电控制器、预充电控制器和主接触器，三相整流电路与电池箱的负极之间设置有第二电流传感器，第二电流传感器和三相整流电路之间串联有负极端子；在三相整流电路与预充电控制器之间串联有第一电流传感器和正极端子；第一电流传感器、第二电流传感器、充电控制器、预充电控制器和主接触器同时都与控制芯片连接；在控制芯片上设置有对内通讯总线和对外通讯总线。
2.如权利要求1所述集成式电源管理系统，其特征在于：所述充电控制器、预充电控制器和主接触器与电池箱正极之间串联有熔断器。
3.如权利要求1所述集成式电源管理系统，其特征在于：所述电池箱内设置有N个电池。
4.如权利要求1所述集成式电源管理系统，其特征在于：所述控制芯片上连接有电池系统温度传感器、电量显示端、充电器、启动信号端、冷却控制端和发电启动控制端。
5.如权利要求1所述集成式电源管理系统，其特征在于：所述正极端子和负极端子之间的电压为50-380V。
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|---|---|---|---|---|
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