本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車充放電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種電動(dòng)汽車電池多回路充電系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

環(huán)境污染、石油儲量有限及全球氣候變暖迫使人們在汽車動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)で蠹夹g(shù)突破。汽車電動(dòng)化技術(shù)因其顯著的節(jié)能減排效果、較低的使用成本以及便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)進(jìn)入普及的初期階段。但是目前許多動(dòng)力蓄電池存在能量低下、蓄電池一次充電速度較慢、電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程較短等問題。同時(shí)，動(dòng)力電池的高效充電方法問題，也一直困擾著電動(dòng)汽車的普及與應(yīng)用。面對這種情況，對電動(dòng)汽車蓄電池的充電問題進(jìn)行研究，開發(fā)合理的充電系統(tǒng)，將具有重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)汽車電池多回路充電系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，用于解決現(xiàn)有的電動(dòng)車充電速度慢、效率低下的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種電動(dòng)汽車電池多回路充電系統(tǒng)，其特征是，包括設(shè)置在動(dòng)力蓄電池組總成盒內(nèi)的多個(gè)獨(dú)立電池單元、電池管理裝置、多個(gè)絕緣隔板、車載電機(jī)、溫度傳感器和整車控制器；多個(gè)絕緣隔板分別設(shè)置在任意兩個(gè)相鄰的獨(dú)立電池之間，所述的電池管理裝置的控制端分別與獨(dú)立電池單元和車載電機(jī)相連，車載電機(jī)的控制端與絕緣隔板相連；電池管理裝置的信號輸出端與溫度傳感器相連，電池管理裝置的信號輸出端與整車控制器相連。

進(jìn)一步地，所述的電池管理裝置包括主控制板和多個(gè)子控制板；

所述的子控制板與主控制板相連；

所述的主控制板包括主單片機(jī)電路及其外圍電路，用于接收各個(gè)子控制板采集到的電量信號、溫度信號，并給子控制板充放電的信號；

所述的子控制板包括數(shù)據(jù)采集電路，用于采集多個(gè)獨(dú)立電池單元的輸出電壓、輸出電流和溫度；

子單片機(jī)電路及其外圍電路，用于對數(shù)據(jù)采集電路采集到的信息進(jìn)行處理并反饋給主控制板；

A/D轉(zhuǎn)換電路，用于對數(shù)據(jù)采集到的信息進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成子單片機(jī)能識別的數(shù)據(jù)；

和繼電器電路，用于控制車載電機(jī)的啟停，從而控制絕緣隔板的動(dòng)作；

所述數(shù)據(jù)采集電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與子單片機(jī)電路的輸入端相連，所述子單片機(jī)電路的控制端與繼電器電路的輸入端相連，繼電器電路的輸出端與車載電機(jī)相連；

所述的主單片機(jī)電路與子單片機(jī)電路通過CAN總線相連。

進(jìn)一步地，所述的動(dòng)力蓄電池組總成盒為一箱體結(jié)構(gòu)；在所述動(dòng)力蓄電池組總成盒內(nèi)豎直均勻地設(shè)置有多個(gè)阻隔板，用于將箱體結(jié)構(gòu)分隔成多個(gè)用于盛放獨(dú)立電池單元的單元格；在動(dòng)力蓄電池組總成盒的每個(gè)側(cè)面上均設(shè)置有通風(fēng)口；

在動(dòng)力蓄電池組總成盒的一側(cè)設(shè)置有矩陣型充電集成接口，充電集成接口由多個(gè)獨(dú)立電池單元的充電接口組成。

進(jìn)一步地，所述的阻隔板的長度小于動(dòng)力蓄電池組總成盒的長度，阻隔板與動(dòng)力蓄電池組總成盒的側(cè)面之間留有空隙，用于設(shè)置絕緣隔板；在阻隔板的上側(cè)和下側(cè)分別設(shè)置有軌道槽；在阻隔板上矩陣設(shè)置有通孔；

所述的絕緣隔板通過軌道槽與阻隔板滑動(dòng)連接；

設(shè)置所述單元格的容納體積大于獨(dú)立電池單元的體積。

進(jìn)一步地，所述子控制板的數(shù)量與獨(dú)立電池單元的數(shù)量、單元格的數(shù)量相等。

一種電動(dòng)汽車電池多回路充電系統(tǒng)的運(yùn)行方法，利用權(quán)利要求1至權(quán)利要求5所述的一種電動(dòng)汽車電池多回路充電系統(tǒng)，其特征是，具體包括以下步驟：

步驟1)、子控制板采集每個(gè)獨(dú)立電池單元的輸出電壓和節(jié)點(diǎn)溫度；

步驟2)、主控制板將各個(gè)子控制板采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算母線總電壓、母線總電流、漏電流、過電流，判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障；

步驟3)、如果發(fā)生故障，主控制板通過CAN總線向整車控制器進(jìn)行報(bào)警；如果沒有發(fā)生故障，則進(jìn)行步驟4)操作；

步驟4)、主控制板根據(jù)獨(dú)立電池單元的電壓、電流和節(jié)點(diǎn)溫度信息，估算整個(gè)電池組的荷電狀態(tài)SOC；

步驟5)、如果主控制板估算出的荷電狀態(tài)SOC小于設(shè)定的SOC的最小值，則主控制板向整車控制器發(fā)送需要充電的信息，進(jìn)行充電操作；

步驟6)、主控制板向子控制板發(fā)送充電信息，子控制板控制車載電機(jī)，拉動(dòng)絕緣隔板，使得電池組劃分為多個(gè)獨(dú)立電池單元；

步驟7)、通過矩陣型充電集成接口同時(shí)對多個(gè)獨(dú)立電池單元進(jìn)行充電；

步驟8)、如果主控制板估算出的荷電狀態(tài)SOC大于或等于設(shè)定的SOC的最大值，則主控制板向整車控制器發(fā)送停止充電的信息，進(jìn)行停止充電操作；

步驟9)、主控制板向子控制板發(fā)送停止充電信息，子控制板控制車載電機(jī)，重新拉回絕緣隔板，使得多個(gè)獨(dú)立電池單元重新組成電池組，進(jìn)行對汽車供電工作。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用動(dòng)力蓄電池組總成盒對多個(gè)獨(dú)立電池單元進(jìn)行規(guī)劃，在任意兩個(gè)獨(dú)立電池單元之間設(shè)置有阻隔板和絕緣隔板，在阻隔板上設(shè)置有通孔，通孔與動(dòng)力蓄電池組總成盒兩側(cè)的通風(fēng)孔形成通風(fēng)通道，便于散熱。

本發(fā)明的絕緣隔板可以將相鄰的兩個(gè)獨(dú)立電池單元進(jìn)行絕緣阻隔，實(shí)現(xiàn)了電池組充電時(shí)多回路充電，供電時(shí)單回路供電，極大的提高了充電效率。

本發(fā)明對電動(dòng)汽車車用電池組進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，將原有電池組整合為數(shù)個(gè)獨(dú)立電池單元，每個(gè)電池單位均可直接獨(dú)立進(jìn)行充電操作。汽車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過統(tǒng)一的電池管理系統(tǒng)將全部電池單元根據(jù)環(huán)境溫度、電池狀態(tài)及車輛需求，組成為一個(gè)整體供電動(dòng)力輸出。在進(jìn)行充電時(shí)，電池管理系統(tǒng)通過啟動(dòng)絕緣隔板將電池組重新劃分為數(shù)個(gè)獨(dú)立電池單元，通過獨(dú)立的充電接口與外部充電裝置進(jìn)行對接充電，從而將原汽車單一充電接口充電的方式改變?yōu)槎嘟涌谕瑫r(shí)充電，由于單個(gè)獨(dú)立電池單元容量大大小于整個(gè)電池組，因此通過多接口充電將有效減少電動(dòng)汽車整體充電時(shí)間。

在電池的生產(chǎn)過程中，由于工藝材質(zhì)上的差別同一批次出廠的同一型號電池也會有容量和內(nèi)阻的差別，這使電池組的部分電池會先于其它電池達(dá)到充電截止電壓，電池組電量并沒有完全充滿；同樣的道理，放電的時(shí)候部分電池會先于其它電池達(dá)到放電截止電壓，電池組的能量并沒有完全利用，往往會使得電池的壽命比預(yù)期的要短得多。同時(shí)由于使用各單元獨(dú)立控制充電的模式，因此可有效控制整體電池組的均衡充電，并避免因各電池單元不一致性帶來的相互干擾，有效提升電池使用壽命及充電效率。

電池管理系統(tǒng)可以對電池的電流、電壓、過電流、漏電流、溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如果出現(xiàn)問題，則會上報(bào)給整車控制器，及時(shí)提醒使用人員進(jìn)行處理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明功能模塊連接示意圖；

圖2為本發(fā)明動(dòng)力蓄電池組總成盒的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明阻隔板和絕緣隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4發(fā)明運(yùn)行方法流程圖；

圖中：1、動(dòng)力蓄電池組總成盒，11、通風(fēng)口，2、充電集成接口，3、阻隔板，31、軌道槽，32、通孔，4、絕緣隔板。

具體實(shí)施方式

一種汽車電池多回路充電系統(tǒng)，包括設(shè)置在動(dòng)力蓄電池組總成盒內(nèi)的多個(gè)獨(dú)立電池單元、多個(gè)阻隔板、多個(gè)絕緣隔板、車載電機(jī)和溫度傳感器，電池管理裝置和整車控制器。

如圖1所示，電池管理裝置的控制端分別與獨(dú)立電池單元和車載電機(jī)相連，車載電機(jī)的控制端與絕緣隔板相連；電池管理裝置的信號輸出端與溫度傳感器相連，電池管理裝置的信號輸出端與整車控制器相連。電池管理裝置包括主控制板和多個(gè)子控制板；

所述的子控制板與主控制板相連；

所述的主控制板包括主單片機(jī)電路及其外圍電路，用于接收各個(gè)子控制板采集到的電量信號、溫度信號，并給子控制板充放電的信號；

所述的子控制板包括數(shù)據(jù)采集電路，用于采集多個(gè)獨(dú)立電池單元的輸出電壓、輸出電流和溫度；

子單片機(jī)電路及其外圍電路，用于對數(shù)據(jù)采集電路采集到的信息進(jìn)行處理并反饋給主控制板；

A/D轉(zhuǎn)換電路，用于對數(shù)據(jù)采集到的信息進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成子單片機(jī)能識別的數(shù)據(jù)；

和繼電器電路，用于控制車載電機(jī)的啟停，從而控制絕緣隔板的動(dòng)作；

所述數(shù)據(jù)采集電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與子單片機(jī)電路的輸入端相連，所述子單片機(jī)電路的控制端與繼電器電路的輸入端相連，繼電器電路的輸出端與車載電機(jī)相連；

所述的主單片機(jī)電路與子單片機(jī)電路通過CAN總線相連。

如圖2所示，動(dòng)力蓄電池組總成盒1為箱體結(jié)構(gòu)；在動(dòng)力蓄電池組總成盒內(nèi)豎直均勻地設(shè)置有多個(gè)阻隔板3，用于將箱體結(jié)構(gòu)分隔成多個(gè)用于盛放獨(dú)立電池單元的單元格；設(shè)置所述單元格的容納體積大于獨(dú)立電池單元的體積，便于散熱。阻隔板3的長度小于動(dòng)力蓄電池組總成盒的長度，阻隔板3與動(dòng)力蓄電池組總成盒的側(cè)面之間留有空隙，用于設(shè)置絕緣隔板4。在動(dòng)力蓄電池組總成盒的左右兩個(gè)側(cè)面上設(shè)置有通風(fēng)口11，在動(dòng)力蓄電池組總成盒的前側(cè)設(shè)置有矩陣型充電集成接口2，充電集成接口由多個(gè)獨(dú)立電池單元的充電接口組成。

如圖3所示，在阻隔板3的上側(cè)和下側(cè)分別設(shè)置有軌道槽31；在阻隔板上矩陣設(shè)置有通孔32；絕緣隔板4通過軌道槽31與阻隔板滑動(dòng)連接。

子控制板的數(shù)量與獨(dú)立電池單元的數(shù)量、單元格的數(shù)量相等。

如圖4所示，一種電動(dòng)汽車電池多回路充電系統(tǒng)的運(yùn)行方法，利用一種電動(dòng)汽車電池多回路充電系統(tǒng)，具體包括以下步驟：

步驟1)、子控制板采集每個(gè)獨(dú)立電池單元的輸出電壓和節(jié)點(diǎn)溫度；

步驟2)、主控制板將各個(gè)子控制板采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算母線總電壓、母線總電流、漏電流、過電流，判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障；

步驟3)、如果發(fā)生故障，主控制板通過CAN總線向整車控制器進(jìn)行報(bào)警；如果沒有發(fā)生故障，則進(jìn)行步驟4)操作；

步驟4)、主控制板根據(jù)獨(dú)立電池單元的電壓、電流和節(jié)點(diǎn)溫度信息，估算整個(gè)電池組的荷電狀態(tài)SOC；

步驟5)、如果主控制板估算出的荷電狀態(tài)SOC小于設(shè)定的SOC的最小值，則主控制板向整車控制器發(fā)送需要充電的信息，進(jìn)行充電操作；

步驟6)、主控制板向子控制板發(fā)送充電信息，子控制板控制車載電機(jī)，拉動(dòng)絕緣隔板，使得電池組劃分為多個(gè)獨(dú)立電池單元；

步驟7)、通過矩陣型充電集成接口同時(shí)對多個(gè)獨(dú)立電池單元進(jìn)行充電；

步驟8)、如果主控制板估算出的荷電狀態(tài)SOC大于或等于設(shè)定的SOC的最大值，則主控制板向整車控制器發(fā)送停止充電的信息，進(jìn)行停止充電操作；

步驟9)、主控制板向子控制板發(fā)送停止充電信息，子控制板控制車載電機(jī)，重新拉回絕緣隔板，使得多個(gè)獨(dú)立電池單元重新組成電池組，進(jìn)行對汽車供電工作。

一種電動(dòng)汽車電池多回路充電系統(tǒng)的運(yùn)行方法中主控制板處理數(shù)據(jù)的方法可采用現(xiàn)有的方法，在此就不再贅述。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。