[发明专利]一种基于PLC控制的电动汽车电源管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用于电动汽车或其他领域的蓄电池组的管理系统，特别涉及一种基于PLC（可编程序控制器）控制的电动汽车电源管理系统及方法。

背景技术

电动汽车已经成为未来汽车的发展潮流，它具有节能环保、噪声小的优点，尤其是可以解决石油危机对汽车行业带来的致命打击。

近几年，电动汽车技术虽然取得了很大进步，但距全面推广仍然存在很多问题，其中能源管理系统就是其中之一。蓄电池组（车载动力电池组）作为电动汽车的动力源，都是由很多单体电池（电池单元）串联而成，每块单体电池的性能和质量直接影响到电动汽车的动力性、可靠性和经济性。因此为了保证电池组整体的良好性能，需要了解每块电池的现状，及时地更换问题电池以延长电池组的整体性能和寿命，降低使用成本。另外，纯电动汽车目前还存在续驶里程短的缺点，为方便驾驶人员随时了解续驶里程，提前合理地安排行程，需要对SOC（荷电状态）进行估算和显示。

但通常的电池管理系统由整车控制器进行控制，很大程度上限制了电池管理系统的通用性，增加了使用难度和开发成本。同时，现有技术中往往仅对电池组的整体电压等进行检测，并依据检测结果对SOC进行定性的判断或粗略估算，估算结果并不能准确反映电池的实际工作状况，无法对电池组进行全面、准确的状态估计，进而无法对电动汽车续驶里程进行正确估算和显示，不利于电动汽车普及推广以及应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PLC控制的电动汽车电源管理系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种基于PLC控制的电动汽车电源管理系统，包括PLC、电压巡检模块、温度巡检模块、电流传感器、显示器以及用于向所述PLC、电压巡检模块、温度巡检模块、电流传感器和显示器供电的辅助电源，所述电压巡检模块、温度巡检模块、电流传感器以及显示器分别与所述PLC相连，电压巡检模块包括与车载动力电池组的电池单元对应的多个电压检测单元，温度巡检模块包括与车载动力电池组的电池单元对应的多个温度检测单元，每一个电压以及温度检测单元均包括一个由所述PLC控制通断的光电耦合器。

所述车载动力电池组的电池单元中，序号为奇数的电池单元通过对应的电压检测单元与所述PLC的一个模拟量输入口相连，序号为偶数的电池单元通过对应的电压检测单元与所述PLC的另一个模拟量输入口相连。

所述电压巡检模块包括N个电压检测单元，N表示车载动力电池组的电池单元数量，第n个电压检测单元包括光电耦合器以及分压电路，光电耦合器的受光体输出端B通过分压电路与所述PLC的模拟量输入口相连，光电耦合器的受光体输入端A与第n个电池单元的正极相连，n=1,2,3...,N，光电耦合器的发光管输入端C与辅助电源的一端相连，辅助电源的另一端和光电耦合器的发光管输出端D分别与所述PLC的一对选通口对应相连。

所述温度巡检模块包括N个温度检测单元，N表示车载动力电池组的电池单元数量，第n个温度检测单元包括光电耦合器以及用于检测第n个电池单元的温度传感器，n=1,2,3...,N，光电耦合器的受光体输入端A1与所述温度传感器相连，光电耦合器的受光体输出端B1与所述PLC的模拟量输入口相连，光电耦合器的发光管输入端C1与辅助电源的一端相连，辅助电源的另一端和光电耦合器的发光管输出端D1分别与所述PLC的一对选通口对应相连。

所述温度巡检模块还包括信号放大电路，温度传感器通过信号放大电路与光电耦合器的受光体输入端A1相连。

所述电流传感器与所述PLC的模拟量输入口相连。

一种基于PLC控制的电动汽车电源管理方法，该电源管理方法包括以下步骤：

1）获取检测信号：PLC通过与车载动力电池组的电池单元对应的电压检测单元以及温度检测单元实时获取车载动力电池组的所有电池单元的电压以及温度，同时，PLC通过电流传感器获取电池单元的电流；

2）经过步骤1）后，PLC计算车载动力电池组的SOC；

3）PLC将计算得到的车载动力电池组的SOC通过显示器进行输出；同时，PLC将各个电池单元的电压、温度以及电流通过显示器进行输出，当电池单元的电压、温度以及电流超过设定的相应阈值范围时，PLC通过显示器输出报警信号。

所述PLC根据如下公式计算车载动力电池组的SOC：

Q_耗=∑I·Δt