申请/专利权人：深圳风向标教育资源股份有限公司

申请日：2024-01-08

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117523940B

主分类号：G09B9/00

分类号：G09B9/00;G09B25/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明公开了一种动力电池管理系统及实训教学平台，实训教学平台包括上位机，动力电池管理系统包括电池模组、通信电路和多个电池管理电路，多个电池管理电路包括电压温度检测电路、充放电电流监测电路、均衡控制电路、交流充电控制电路、高压互锁检测电路、高压继电器检测与控制电路、绝缘检测电路，电池管理电路通过通信总线与上位机通信连接，每个电池管理电路相互独立又能联系集中，且在具体的电池管理电路设计中针对教学需求做出了改进。相较于现有技术方案，本发明实现了对电池管理系统不同项目的教学，降低了教学难度。

主权项：1.一种动力电池管理系统，应用于实训教学平台，其特征在于，所述实训教学平台包括上位机、负载和车载充电机，所述动力电池管理系统包括：电池模组，包括多个单体电池；通信电路，所述通信电路包括通信总线和多个与所述通信总线电连接的通信收发电路，所述通信总线用于接入所述上位机；多个电池管理电路，多个所述电池管理电路与多个所述通信收发电路一一对应电连接；所述电池管理电路用于检测和或控制所述电池的状态，并输出相应的状态信号经所述通信收发电路和所述通信总线上传至所述上位机显示；其中，多个所述电池管理电路包括：电压温度检测电路，所述电压温度检测电路包括多个电压采集电路和多个温度采集电路、电压温度采样芯片以及电压温度主控芯片；多个所述电压采集电路的采集端和多个所述温度采集电路的采集端分别与多个所述单体电池一一对应连接，所述电压采集电路用于采集所述单体电池正负极之间的输出电压信号，所述温度采集电路用于采集所述单体电池的表面温度信号；所述电压温度采样芯片与所述电压采集电路和所述温度采集电路连接，用于接收所述电压采集电路输出的电压信号和所述温度采集电路输出的表面温度信号；所述电压温度主控芯片与所述电压温度采样芯片连接，用于接收所述电压信号和表面温度信号，并经所述通信电路上传至所述上位机进行显示和或计算；充放电电流监测电路，所述充放电电流监测电路包括电流采样芯片、电流监测主控芯片和显示组件；所述电流采样芯片用于采集所述电池的充放电电流信号；所述电流监测主控芯片与所述电流采样芯片连接，用于接收所述充放电电流信号，并经所述通信电路上传至所述上位机进行显示；所述显示组件与所述电流监测主控芯片连接，用于显示所述充放电电流信号；均衡控制电路，所述均衡控制电路包括多个开关电路、开关组件驱动芯片、均衡主控芯片以及多个发光组件；所述开关电路与所述单体电池一一对应并联连接，所述开关电路包括至少一个电阻和与所述电阻串联的开关组件；所述开关组件驱动芯片包括多个驱动端口，多个所述驱动端口与多个所述开关组件的受控端一一对应连接，所述开关组件驱动芯片用于驱动所述开关组件工作；所述均衡主控芯片包括多个控制端口，所述控制端口与所述开关组件驱动芯片的控制信号输入端一一对应电连接，所述均衡主控芯片用于控制所述开关组件工作；所述发光组件与所述均衡主控芯片的控制端口一一对应电连接，当所述控制端口输出控制信号控制对应的开关电路导通时，所述控制端口对应连接的发光组件通电发光；交流充电控制电路，包括CCCP信号检测电路，所述CCCP信号检测电路用于交流充电接口物理连接确认以及充电过程的引导，所述CCCP信号检测电路包括CP唤醒电路以及充电引导控制电路；高压互锁检测电路；高压继电器检测与控制电路，所述高压继电器检测与控制电路包括低边控制电路和高边控制电路；和绝缘检测电路，所述绝缘检测电路包括多个定值电阻和绝缘检测开关组件，多个所述定值电阻与所述电池模组形成绝缘检测回路；所述绝缘检测开关组件用于接通或断开多个所述定值电阻中的一个或多个；所述绝缘检测开关组件包括光耦隔离器，以避免电连接干扰；其中，所述充电引导控制电路具体包括：第二二极管（D2）、双向稳压二极管（D3）、第三十三电阻（R33）、第三十四电阻（R34）、第三十五电阻（R35）、第三十六电阻（R36）、第三十七电阻（R37）、第一开关管（Q1）和第五电容（C5）；其中，第二二极管（D2）的阳极连接CP信号输入端，第三十三电阻（R33）、第三十四电阻（R34）、第三十五电阻（R35）和第三十六电阻（R36）所在支路构成并联电路，第二二极管（D2）的阴极连接所述并联电路的第一端，所述并联电路的第二端接地，第三十三电阻（R33）所在支路还串联第一开关管（Q1），第一开关管（Q1）的第一端连接第三十三电阻（R33），第一开关管（Q1）的第二端接地，第三十六电阻（R36）所在支路还串联第三十七电阻（R37），第三十七电阻（R37）的第一端连接第三十六电阻（R36），第三十七电阻（R37）的第二端接地，第三十七电阻（R37）的第一端为CP检测信号输出端口；第三十七电阻（R37）的第一端还连接第五电容（C5）的第一端，第五电容（C5）的第二端接地；第二二极管（D2）的阳极还连接所述双向稳压二极管（D3）的第一端，所述双向稳压二极管（D3）的第二端接地；所述CP唤醒电路具体包括：第一二极管（D1）、第三十八电阻（R38）、第三十九电阻（R39）、第四十电阻（R40）、第四十一电阻（R41）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第四电容（C4）和第三开关管（Q3）；其中，第一二极管（D1）的阳极连接CP信号输入端，第一二极管（D1）的阴极连接第三十八电阻（R38）的第一端，第三十八电阻（R38）第二端连接第三十九电阻（R39）的第一端，第三十九电阻（R39）的第二端接地，第三十九电阻（R39）的第一端连接唤醒检测端口；第一二极管（D1）的第二端还连接第一电容（C1）和第二电容（C2）的第一端，第一电容（C1）和第二电容（C2）的第二端接地；第一二极管（D1）的阴极还连接第四十电阻（R40）的第一端，第四十电阻（R40）的第二端为唤醒输出端口，第四十电阻（R40）的第二端还连接第三开关管（Q3）的第一端，第三开关管（Q3）的第二端连接第四电容的第一端，第三开关管（Q3）的第二端导通检测端口，第四电容（C4）的第二端接地，第三开关管（Q3）的受控端连接第二开关管（Q2）的第一端，第二开关管（Q2）的第二端接地，第二开关管（Q2）的受控端通过第四十一电阻（R41）连接交流充电主控电路；所述绝缘检测电路具体包括：第四开关管（Q4）和多个电阻；其中，第四十二电阻（R42）的第一端连接控制电路电源，第四十二电阻（R42）的第二端连接光耦隔离器内发光二极管的阳极，第四开关管（Q4）的第一端连接所述发光二极管的阴极，第四开关管（Q4）的第二端接地，通过控制第四开关管（Q4）的受控端控制所述光耦隔离器的通断；多个电阻（R43、R44、R45、R46）串联于电池模组输出正极与公共地之间，形成第一支路；另有多个电阻（R47、R48、R49、R50和R51）和光耦隔离器串联于电池模组输出正极与公共地之间，形成第二支路；所述第一支路与第二支路并联，通过光耦隔离器控制所述第二支路的通断。

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