[发明专利]一种管控一体化的电动车动力平台系统

说明书

技术领域

本发明涉及交通与自动控制领域，具体是一种管控一体化电动车动力平台系统。本发明涉及的电动车动力平台系统适用于24V至96V采用电机和锂离子电池、镍氢电池等高能二次电池驱动的电动车辆，主要包括电动摩托车、电动自行车、电动残疾人代步车、电动休闲车、高尔夫球车、电动沙滩车、轻型电动汽车、AGV小车等电动车辆。

背景技术

近年来，城市交通问题日益受到人们关注，尽管汽车、摩托车、代步车等作为代步工具因其具有使用方便等优点在世界逐渐普及，但是随着城市汽车、摩托车、残疾人代步车保有量的不断增加，环境污染问题和能源方面的问题也日益严重。随着新型高能二次电池技术尤其是锂离子动力电池技术的不断进步，电动摩托车、电动自行车、电动代步车、电动休闲车的技术开发和推广应用日益受到重视。

锂离子电池、镍氢电池等新型高能二次电池相对于铅酸电池，其能量比密度大大提高，没有环境污染，得到越来越多的应用，随着技术的成熟和市场规模的扩大，其价格也将大幅降低，必将取代铅酸电池。但由于锂电池、镍氢电池等新型高能二次电池特性比较活跃，对充放电的电压、电流和工作环境有严格的要求，过充或过放都会造成其永久性的损坏，甚至带来安全隐患，要保证动力电池正常为电动车辆提供驱动能源，必须配备电池保护板，对其运行进行管理及保护。目前市场上采用锂离子动力电池为电能的电动车驱动系统，缺泛系统设计，在原来以铅酸电池为电能的电动车驱动系统上，只简单地增加了一块电池保护板，对动力电池的管理和保护都采用由电池保护板单独完成的方案，既由电池保护板MOSFET控制电池组向电机输送电源，同时在电池组中某一个单体电池电压过高或电压过低时电池保护板控制MOSFET关断电池组主回路，以保护电池组的安全。此方法主要存在三个问题：

（1）MOSFET在大电流工作时，极易过热而损坏，无法大电流长时间稳定工作；MOSFET在关断电池组主回路时，因电压高、电流大会产生较大浪涌冲击，极易损坏电机控制器和电池保护板；.为保证MOSFET在大电流工作时的负载均衡，电池保护板即要配备MOSFET，还须配备负载均衡控制模块，技术复杂，成本较高。

(2)没有能量回馈充电保护，容易造成电池过充。

(3)缺少低电量造警，容易造成行进中中途抛锚，影响行车安全。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可避免浪涌损坏控制电路，以及实现充电保护、放电保护和能量回馈的管控一体化电动车动力平台系统。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种管控一体化的电动车动力平台系统，包括动力电池组、电池保护板、电机控制器和电机；电机分别通过电机三相电源线、电机转速信号线、电机控制信号线与电机控制器连接；电机控制器分别于动力电池组的的正极和动力电池组的负极连接；电池保护板分别通过低电量告警信号线、低压保护信号线和高压保护信号线与电机控制器连接，分别向电机控制器发送低电量告警、低压保护及高压保护开关信号；

所述动力电池组由多个单体动力电池通过串联或并联所组成；

电池保护板包括多个单节锂电池保护模块、低电量报警信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和充电保护信号驱动电路，动力电池组中每节锂电池对应设置一个单节锂电池保护模块；每个单节锂电池保护模块通过过充检测输出线、过放检测输出线和低电量检测输出线分别与充电保护信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和低电量报警信号驱动电路连接；

所述单节锂电池保护模块包括第一电池保护芯片、第二电池保护芯片、电池接口正端、电池接口负端和过流检测输入端；第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的正电源输入端子通过电池接口正端与相应的单节电池正极相连，第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的负电源输入端子通过电池接口负端与相应的单节电池负极相连；第一电池保护芯片的通过过流检测输入端通过过流电阻与相应的单节电池负极相连，其中，第一电池保护芯片是通过过流检测输入端和电流采样电阻与最后一节的单节电池负极相连；第一电池保护芯片和第二电池保护芯片是通过监视连接正电源输入端子与负电源输入端子间的电池电压，以及过流检测端子与负电源输入端子的端子间的电压差实现控制充电和放电；电池组负端的单节锂电池对应的单节锂电池保护模块还通过电流采样电阻检测整个电池组回路是否过流或短路。

进一步地，所述动力电池为锂离子动力电池或镍氢动力电池。

所述电机为交流电机、永磁同步电机、无刷直流电机；电机额定功率为300w至15Kw，额定电压为24V至96V。