CN112829633A - 一种电池管理系统及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电池管理系统及新能源汽车。所述系统包括主电源、备用电源、电池充电器和电池管理单元；所述主电源和备用电源上分别设置有用于电流输出的端口，所述电池充电器与所述备用电源上的电流输出端口连接；所述电池充电器与电池管理单元之间设置有至少一根电缆，所述电缆被配置为将电池充电器中的电能传递给电池管理单元，所述电池管理单元与主电源之间电连接，电池管理单元用于控制主电源的充电；其中，所述电池充电器还与所述主电源上的电流输出端口连接，所述电池充电器还用于对来自所述主电源和备用电源的电力进行组合。基于本技术方案，能够缩短充电时间，提高电池充电速率和使用寿命，保证汽车充电过程的安全性。

Description

一种电池管理系统及新能源汽车

技术领域

本公开涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电池管理系统及新能源汽车。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车主要包括纯新能源汽车、混合动力汽车、燃料电池新能源汽车等。

然而动力电池作为新能源汽车唯一的动力源，其性能的好坏直接影响到汽车正常、安全、可靠地行驶。由于可充电动力电池制造和使用环境的差异，导致动力电池在经过多次充、放电循环之后，电池单体之间的容量会出现差异，因此在充电过程中容易导致电池单体充电不均衡，影响动力电池的使用寿命和性能。另外，现有的纯新能源汽车与插电式电池馈电时，仍普遍采用其它车辆电池搭火或专用充电机充电的方式，这种充电方式对新能源汽车的性能影响较大。

有鉴于此，需要提供一种能够缩短充电时间，提高电池充电速率和使用寿命，以及提高充电过程安全性的电池管理系统及具备该系统的新能源汽车。

发明内容

本公开提供一种电池管理系统及新能源汽车，以解决相关技术存在的充电时间较长，充电速率低，使用寿命短，充电不够安全的问题。

为解决上述技术问题，本公开实施例提供一种电池管理系统，所述系统包括主电源、备用电源、电池充电器和电池管理单元；

所述主电源和备用电源上分别设置有用于电流输出的端口，所述电池充电器与所述备用电源上的电流输出端口连接，所述电池充电器被配置为从所述备用电源的端口接收电能；

所述电池充电器与电池管理单元之间设置有至少一根电缆，所述电缆被配置为将电池充电器中的电能传递给电池管理单元，所述电池管理单元与主电源之间电连接，电池管理单元用于控制主电源的充电；

其中，所述电池充电器还与所述主电源上的电流输出端口连接，所述电池充电器还用于对来自所述主电源和备用电源的电力进行组合。

在本实施例的一些实施方式中，所述电池充电器还被配置为对所述备用电源进行反向充电。

在本实施例的一些实施方式中，所述主电源包含至少一个锂电池，所述备用电源包含至少一个铅蓄电池。

在本实施例的一些实施方式中，所述备用电源与电池充电器之间设置有逆变器，所述逆变器包括用于接通和断开所述逆变器的开关，所述逆变器采用正弦波逆变器或纯正弦波逆变器。

在本实施例的一些实施方式中，所述系统还包括：

安装在所述备用电源与电池充电器之间的DC-DC转换器，以及安装在电流输出端口与电池充电器之间的交流到直流转换器。

在本实施例的一些实施方式中，所述DC-DC转换器包括用于接通和断开所述DC-DC转换器的开关。

在本实施例的一些实施方式中，所述系统还包括：

电压采样专用IC，所述电压采样专用IC串联在所述电池管理单元和主电源的供电电路之间，所述电压采样专用IC还与微控制器电路相连，用于控制充放电接口控制电路。

在本实施例的一些实施方式中，所述充放电接口控制电路包括预充电路、充电控制电路、放电控制电路和电流采样电路。

在本实施例的一些实施方式中，所述系统还包括：

电池单元、充电开关及放电开关，所述充电开关控制所述电池单元的充电，所述放电开关控制所述电池单元的放电；以及

控制器，与所述电池单元耦合，用于在休眠模式下检测时钟信号，并在所述休眠模式下根据检测所述时钟信号的结果产生第一转换信号，所述电池管理系统根据所述第一转换信号从所述休眠模式转换到非休眠模式。

本公开实施例还提供一种新能源汽车，该新能源汽车包括上述的电池管理系统。

本公开实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

基于本发明的技术方案，通过在主电源和备用电源上分别设置有用于电流输出的端口，使电池充电器与备用电源上的电流输出端口连接，电池充电器被配置为从备用电源的端口接收电能；电池充电器与电池管理单元之间设置有至少一根电缆，电缆被配置为将电池充电器中的电能传递给电池管理单元，电池管理单元与主电源之间电连接，电池管理单元用于控制主电源的充电；其中，电池充电器还与主电源上的电流输出端口连接，电池充电器还用于对来自主电源和备用电源的电力进行组合。本发明通过设计出一种新颖的电池管理系统，利用该系统不仅能够提高新能源汽车的行驶里程，还可以缩短充电时间，提高电池充电速率，提升给新能源汽车电池充电时的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参照图1，图1是本公开实施例在实际应用场景中涉及的系统整体结构的示意图。如图1所示，该电池管理系统可以包括主电源11、备用电源12、电池充电器13和电池管理单元14；其中，

所述主电源11和备用电源12上分别设置有用于电流输出的端口，所述电池充电器13与所述备用电源12上的电流输出端口连接，所述电池充电器13被配置为从所述备用电源12的端口接收电能；

所述电池充电器13与电池管理单元14之间设置有至少一根电缆，所述电缆被配置为将电池充电器13中的电能传递给电池管理单元14，所述电池管理单元14与主电源11之间电连接，电池管理单元14用于控制主电源11的充电；

其中，所述电池充电器13还与所述主电源11上的电流输出端口连接，所述电池充电器13还用于对来自所述主电源11和备用电源12的电力进行组合。

在本说明书实施例中，所述电池充电器还被配置为对所述备用电源进行反向充电。

在实际应用中，主电源11可以采用由一个或多个锂电池组成的电源，备用电源12可以采用由一个或多个铅蓄电池组成的电源，该备用电源可以对主电源进行充电，或者协助向主电源提供功率以增加主电源的充电速率。

进一步地，在本说明书实施例的一些实施方式中，所述备用电源12与电池充电器13之间设置有逆变器15，所述逆变器15包括用于接通和断开所述逆变器的开关，所述逆变器采用正弦波逆变器或纯正弦波逆变器。

逆变器15可以产生AC功率以对主电源11进行充电，逆变器15可以由备用电源12供电以产生AC电力(例如120VAC或240VAC)。例如，备用电源12可以通过一根或多根电线连接到逆变器15以提供电力。逆变器开关可以设置在系统中以打开或关闭逆变器15，逆变器开关可以被远程激活，因此驾驶员可以在远离逆变器15的位置处激活或停用逆变器。逆变器15可以输送AC功率(例如120VAC或240VAC)，然后可以经由电缆和电接口将AC电力输送到电池管理单元14，或者电池充电器13也可以提供电力。所述电池管理单元14可以使用来自电池充电器13的AC电力对主电源11充电。

在本说明书实施例中，系统还包括安装在所述备用电源12与电池充电器13之间的DC-DC转换器16，以及安装在电流输出端口与电池充电器13之间的交流到直流转换器17。

需要说明的是，DC-DC转换器16可以包括开关，其可以用于接通或断开DC-DC转换器16，电压转换器可以将相对低的电压(例如12V)转换为相对高的电压(例如480V)。

来自电压转换器的电压可以被提供给电池充电器13，电池充电器13又将直流电流通过电缆传递到连接器，并且可以被连接到电池管理单元14，电池管理单元14控制主电源11的充电。

进一步地，在本说明书实施例的一些实施方式中，系统还可以包括内部端口插头，内部端口插头可以通过电缆为电池充电器13供电，并且电池充电器13可以为备用电源12充电。电池充电器13可以向接口和电池管理单元14提供电力以对电池充电，在一个具体实施例中，可以同时对主电源11和备用电源12中的每一个进行充电。

在本说明书实施例中，电池充电器13可以使来自逆变器15和内部端口插头的电力同步，因此可以增加提供给电池的电流量。例如，逆变器15可以为电池充电器13提供30A的电流，而内部端口插头也可以为电池充电器13提供30A的电流，电池充电器13的电路可以组合这些电流，并为电池提供60A的电流，通过这种方式可以实现对主电源11进行快速的充电。

由于新能源汽车通常具有有限的电量，因此为了加快充电速率，可以对主电源和备用电源的摆放位置进行改进，例如在远离充电桩的位置放置主电源，同时可以使用备用电源的电源为主电源充电。另外，在新能源汽车的行驶过程中，通过激活开关来打开逆变器，通过逆变器为车载电池充电器产生交流电，并从电池充电器向电池管理单元发送电力以对主电源进行充电，同时，还可以使用备用电源对主电源进行充电，从而使新能源汽车能够行驶更远的距离，

进一步地，在本说明书实施例的一些实施方式中，通过将电力中的一部分利用电缆发送到电池充电器13以对备用电源12进行充电，还可以通过电缆将交流电传递到AC-DC转换器(例如，将AC功率转换成高压的整流器)。

该系统还可以进一步包括调节装置，该调节装置用于调节来自AC-DC转换器的高压并且可以将该电压传送至电池充电器，通过这种方式，电池充电器可以从备用电源或端口接收电力。

在该系统中，内部端口插头处接收到的交流电可用于通过交流转直流转换器产生直流电流，该直流电流可由调节装置调节并提供给电池充电器，然后，由电池充电器通过电缆、连接器和电池管理单元，或者通过电缆将插头连接到主电源，然后将DC电流输送到主电源，从而为主电源供电。

在该系统中，主电源11可以由备用电源12充电，也可以由内部电源插头充电，也可以由备用电源12和内部电源插头组合充电。在一个具体实施例中，电池充电器13可以将DC-DC转换器和调节器的直流电组合，例如，DC-DC转换器可以向电池充电器提供50A的电流，调节器可以同样向电池充电器提供50A的电流，那么电池充电器13就可以组合这些电流并向电池管理单元14发送100A的电流，从而增加对主电源11的充电速率。

在本说明书实施例中，电池管理单元14可以打开或关闭开关以启用或禁用逆变器，例如，当电池管理单元14确定主电源11已被充足电，则电池管理单元14可使逆变器和/或DC-DC转换器转动以关闭开关，类似地，一旦电池管理单元14确定主电源11已被充分充电，则可以使电池充电器13关闭。

进一步地，在本说明书实施例的一些实施方式中，所述系统还可以包括电压采样专用IC，所述电压采样专用IC串联在所述电池管理单元14和主电源11的供电电路之间，所述电压采样专用IC还与微控制器电路相连，用于控制充放电接口控制电路。所述充放电接口控制电路包括预充电路、充电控制电路、放电控制电路和电流采样电路。

进一步地，在本说明书实施例中，所述系统还包括：

电池单元、充电开关及放电开关，所述充电开关控制所述电池单元的充电，所述放电开关控制所述电池单元的放电；以及

控制器，与所述电池单元耦合，用于在休眠模式下检测时钟信号，并在所述休眠模式下根据检测所述时钟信号的结果产生第一转换信号，所述电池管理系统根据所述第一转换信号从所述休眠模式转换到非休眠模式。

另一方面，本说明书实施例还提供一种新能源汽车，该新能源汽车内安装有上述实施例中的电池管理系统，该新能源汽车的底盘内还设置有电池组，电池管理系统与所述电池组通过电路连接。

上述对本说明书特定实施例进行了描述，其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，附图中描绘的过程不一定必须按照示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池管理系统，其特征在于，所述系统包括主电源、备用电源、电池充电器和电池管理单元；

所述主电源和备用电源上分别设置有用于电流输出的端口，所述电池充电器与所述备用电源上的电流输出端口连接，所述电池充电器被配置为从所述备用电源的端口接收电能；

所述电池充电器与电池管理单元之间设置有至少一根电缆，所述电缆被配置为将电池充电器中的电能传递给电池管理单元，所述电池管理单元与主电源之间电连接，电池管理单元用于控制主电源的充电；

其中，所述电池充电器还与所述主电源上的电流输出端口连接，所述电池充电器还用于对来自所述主电源和备用电源的电力进行组合。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池充电器还被配置为对所述备用电源进行反向充电。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主电源包含至少一个锂电池，所述备用电源包含至少一个铅蓄电池。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述备用电源与电池充电器之间设置有逆变器，所述逆变器包括用于接通和断开所述逆变器的开关，所述逆变器采用正弦波逆变器或纯正弦波逆变器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

安装在所述备用电源与电池充电器之间的DC-DC转换器，以及安装在电流输出端口与电池充电器之间的交流到直流转换器。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述DC-DC转换器包括用于接通和断开所述DC-DC转换器的开关。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

电压采样专用IC，所述电压采样专用IC串联在所述电池管理单元和主电源的供电电路之间，所述电压采样专用IC还与微控制器电路相连，用于控制充放电接口控制电路。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述充放电接口控制电路包括预充电路、充电控制电路、放电控制电路和电流采样电路。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

电池单元、充电开关及放电开关，所述充电开关控制所述电池单元的充电，所述放电开关控制所述电池单元的放电；以及

控制器，与所述电池单元耦合，用于在休眠模式下检测时钟信号，并在所述休眠模式下根据检测所述时钟信号的结果产生第一转换信号，所述电池管理系统根据所述第一转换信号从所述休眠模式转换到非休眠模式。

10.一种新能源汽车，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电池管理系统。

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