專利名稱：一種可自動切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池管理裝置，具體涉及一種可自動切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著各種以電池為能源的設(shè)備的推廣，電池系統(tǒng)的可靠性和維護成本越來越受到人們的關(guān)注。由于電池單元電壓較低，為了達(dá)到用電器電壓等級要求，需要對電池單元進(jìn)行串聯(lián)，以達(dá)到較高電壓，便于直接驅(qū)動用電器工作。如電動自行車需要48v左右的電壓，電動大巴車需要500v左右的電壓，都需要使用一定數(shù)目的電池串聯(lián)使用。但是串聯(lián)電池系統(tǒng)可能會因為串聯(lián)回路里某一電池單元性能不良而導(dǎo)致整串電池失效，為用戶造成損失。串聯(lián)數(shù)量越多，出故障概率也就越大，維護的難度也隨之增加。由于電池單元個體差異性，每一個電池單元的容量、自放電、內(nèi)阻和放電平臺等電·氣參數(shù)不可能完全一樣。即使是初始狀態(tài)接近的電池單元串聯(lián)組合在一起工作，通過一段時間的使用，常常會出現(xiàn)串聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部各個單元不平衡的現(xiàn)象產(chǎn)生。雖然通過對電池組加裝平衡電路可以在一段程度上減輕電池單元在運行中產(chǎn)生的個體差異，但如果電池單元由于某些原因失效，電池組仍然會失效，傳統(tǒng)的方法只能治標(biāo)不能治本。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可自動切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，它可以自動將串聯(lián)電池組里面即將失效的電池單元切離出整個串聯(lián)回路，也可以在需要的時候比如充電的時將已切離的電池單元重新接入。靈活性很高。大大降低了對電池單元一致性的要求。本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種可自動切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，它包括由多個電池單元串聯(lián)而成的電池組，每個電池單元兩端通過光電隔離器連接有電池單元檢測模塊；還包括多個二路互鎖開關(guān)，每個電池的正負(fù)極分別與一個二路互鎖開關(guān)的兩個觸頭連接，二路互鎖開關(guān)的活動端與相鄰的電池單元負(fù)極連接將電池單元串聯(lián)；電池單元檢測模塊與二路互鎖開關(guān)連接，電池單元檢測模塊通過通訊線路和光電隔離器與主控制模塊連接；電池組串聯(lián)有主控制開關(guān)，主控制開關(guān)和主控制模塊通過通訊線路連接，主控制模塊通過CAN總線或485總線與上位機連接。每個電池單元并聯(lián)有一個二極管，二級管的陽極與電池單元的負(fù)極連接，二極管的陰極與二路互鎖開關(guān)的活動端連接。所述的電池單元檢測模塊包括電池狀態(tài)檢測電路和PLC控制器，電池狀態(tài)檢測電路通過通訊線路與PLC控制器連接，PLC控制器通過線路與對應(yīng)的二路互鎖開關(guān)連接，所述的主控制模塊為PLC控制器，所述的上位機為PC機。本實用新型的優(yōu)點在于[0010]I.具有放電過程中實時將電池組中已經(jīng)達(dá)到過放門限值的電池単元切除的功能，以此保證整個電池組放電電壓平穩(wěn)；采用該結(jié)構(gòu)可以保證電池組中每個電池単元完全放電，同時又可以保證每個電池単元不至于因過放電造成損壞，大大延長了電池組的使用壽命和可靠性；2.具有充電過程中實時將電池組中已經(jīng)達(dá)到過充門限值的電池単元切除的功能，以此保證尚未充滿電的電池單元可以逐一達(dá)到完全充滿的狀態(tài)，采用此種結(jié)構(gòu)可以用較低電壓的充電器充滿較高電壓的電池組；3.具有判斷電池組中故障電池單元的功能，如故障電池單元電壓已低于允許最低門限值，此時該電池単元會被永久切除出電池組，并由上位機記錄該故障電池單元的編號及故障狀態(tài)，以方便接下來的修理工作，并不再對其進(jìn)行接入操作；4.電池單元并聯(lián)有ニ極管，在切換瞬間不用斷開主控制開關(guān)，整個回路的工作電 流將通過ニ極管在回路中流動，實現(xiàn)在線切除或接入，電池組的輸出或輸入不會中斷，適合在不允許電カ有短暫中斷的情況下使用；5.該系統(tǒng)的靜態(tài)耗電量低，可以長期接在電池組上。

圖I為本實用新型實施例ー的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型實施例ニ的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)ー步說明，本實用新型的保護范圍不限于以下所述。實施例一如圖I所示，ー種可自動切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，它包括由多個電池単元串聯(lián)而成的電池組，每個電池單元兩端通過光電隔離器連接有電池單元檢測模塊；還包括多個ニ路互鎖開關(guān)，每個電池單元的正負(fù)極分別與ー個ニ路互鎖開關(guān)的兩個觸頭連接，ニ路互鎖開關(guān)的活動端與相鄰的電池単元負(fù)極連接將電池単元串聯(lián)；電池單元檢測模塊與ニ路互鎖開關(guān)連接，電池單元檢測模塊通過通訊線路和光電隔離器與主控制模塊連接；電池組串聯(lián)有主控制開關(guān)，主控制開關(guān)和主控制模塊通過通訊線路連接，主控制模塊通過CAN總線或485總線與上位機連接。電池單元檢測模塊包括電池狀態(tài)檢測電路和PLC控制器，電池狀態(tài)檢測電路通過通訊線路與PLC控制器連接，電池狀態(tài)檢測電路可被操作用于向PLC控制器發(fā)送電池単元工作狀態(tài)信號，PLC控制器與通過線路與對應(yīng)的ニ路互鎖開關(guān)連接，主控制模塊為PLC控制器，上位機為PC機。 電池單元檢測模塊中的電池狀態(tài)檢測電路可動態(tài)檢測電池單元狀態(tài)，并將狀態(tài)信號發(fā)送至PLC控制器，電壓正常吋，PLC控制器控制ニ路互鎖開關(guān)的活動端與電池單元的正極連接，使電池單元處于正常的充放電狀態(tài)下。當(dāng)電池單元電壓異常，或已經(jīng)達(dá)到過充、過放門限電壓時，PLC控制器控制ニ路互鎖開關(guān)的活動端與電池單元的負(fù)極連接，使該電池單元處于被切除狀態(tài)，被旁路在串聯(lián)系統(tǒng)之外，并將該電池單元的工作狀態(tài)傳輸至主控制模塊，主控制模塊將收到的信息傳遞至上位機，上位機記錄該電池單元的編號及狀態(tài)，以方便接下來對故障電池單元的修理工作，并不再將故障電池單元接入。在整個串聯(lián)回路上由主控制模塊控制一個能承受電池組電流和電壓的主控制開關(guān)，當(dāng)電池單元在執(zhí)行切換動作時，主控制模塊控制主控制開關(guān)暫時斷開整個電池組回路，然后再開始電池単元的接入或切除操作。操作完成后主控制模塊控制主控制開關(guān)閉合，從而實現(xiàn)了零電流切換，減少對開關(guān)元件的沖擊，提高其壽命及可靠性。實施例ニ 如圖2所示，本實施例是在實施例一的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的，即每個電池單元并聯(lián)有一個ニ極管，ニ級管的陽極與電池單元的負(fù)極連接，ニ極管的陰極與ニ路互鎖開關(guān)的活動端連接。這樣在切換瞬間不用斷開主控制開關(guān)，整個回路的工作電流將通過ニ極管在回路中流動，實現(xiàn)在線切除或接入。整個電池系統(tǒng)輸出或輸入不會中斷，適合在不允許電カ有
短暫中斷的情況下使用。
權(quán)利要求1.一種可自動切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，它包括由多個電池單元串聯(lián)而成的電池組，每個電池單元兩端通過光電隔離器連接有電池單元檢測模塊； 還包括多個二路互鎖開關(guān)，每個電池的正負(fù)極分別與一個二路互鎖開關(guān)的兩個觸頭連接，二路互鎖開關(guān)的活動端與相鄰的電池單元負(fù)極連接將電池單元串聯(lián)； 電池單元檢測模塊與二路互鎖開關(guān)連接，電池單元檢測模塊通過通訊線路和光電隔離器與主控制模塊連接； 電池組串聯(lián)有主控制開關(guān)，主控制開關(guān)和主控制模塊通過通訊線路連接，主控制模塊通過CAN總線或485總線與上位機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可自動切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，每個電池單元并聯(lián)有一個二極管，二級管的陽極與電池單元的負(fù)極連接，二極管的陰極與二路互鎖開關(guān)的活動端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種可自動切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的電池單元檢測模塊包括電池狀態(tài)檢測電路和PLC控制器，電池狀態(tài)檢測電路通過通訊線路與PLC控制器連接，PLC控制器通過線路與對應(yīng)的二路互鎖開關(guān)連接，所述的主控制模塊為PLC控制器，所述的上位機為PC機。
專利摘要本實用新型公開了一種可自動切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，它包括由多個電池單元串聯(lián)而成的電池組，每個電池單元兩端連接有電池單元檢測模塊；每個電池單元的正負(fù)極分別與一個二路互鎖開關(guān)的觸頭連接，二路互鎖開關(guān)的活動端與相鄰的電池單元負(fù)極連接將電池單元串聯(lián)；電池單元檢測模塊與二路互鎖開關(guān)連接，電池單元檢測模塊通過通訊線路與主控制模塊連接；電池組串聯(lián)有主控制開關(guān)，主控制開關(guān)和主控制模塊連接，主控制模塊通過總線與上位機連接。本實用新型可以自動將串聯(lián)電池組里面即將失效的電池單元切離出整個串聯(lián)回路，也可以在需要的時候比如充電的時將已切離的電池重新接入。靈活性高，降低了對電池一致性的要求。
文檔編號H02J7/00GK202535104SQ201220100178
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者況鈞耀, 彭滔, 毛林彬, 毛珂 申請人:成都宇能通能源開發(fā)有限公司