專利名稱：一種電池模組管理控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于電池模組管理控制系統(tǒng)，特別是一種針對(duì)電池模組充放電管理的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為儲(chǔ)電工具的動(dòng)力電池，在使用過程中，一旦發(fā)生過充、過放電，電池就要損壞、容量降低，壽命減少；嚴(yán)重的情況下，還會(huì)發(fā)生爆裂和起火燃燒，目前常采用電池管理系統(tǒng)(BMS)來解決此類問題。在傳統(tǒng)的BMS中，電池均衡模塊只進(jìn)行電池模組內(nèi)各單體或模組間的過充、過放電而引起的電池不一致性的均衡控制管理。但在實(shí)際電池模組使用過程中，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到電池單體故障時(shí),BMS中的電池均衡模塊只進(jìn)行均衡控制，而未改變此電池模組的充放電狀態(tài)，從而長(zhǎng)時(shí)間使用可能會(huì)導(dǎo)致此電池模組中的其他正常的電池單體處于過充、過放電狀態(tài)，影響其正常使用，并且當(dāng)車輛在涉水、浸水時(shí)，可能會(huì)發(fā)生高壓漏電，影響車輛和人員安全，從而降低了電池的使用壽命、穩(wěn)定性和安全性能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，改變上述原有的BMS只進(jìn)行電池均衡管理控制的情況，提供一種電池模組管理控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型將在上述現(xiàn)有的每個(gè)電池模組的均衡控制系統(tǒng)上，各設(shè)置一個(gè)管理電池模組的充放電的控制系統(tǒng)，可提高電池的使用壽命、穩(wěn)定性和安全性能?！N電池模組管理控制系統(tǒng)是米取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種電池模組充放電控制系統(tǒng)，與電池模組及中央處理單元連接，其特征在于:所述的電池模組充放電控制系統(tǒng)包括充放電回路的電子開關(guān)和開關(guān)控制器，并分別與電池模組及中央處理單元連接，其中，電子開關(guān)分別用于控制電池模組 充電回路和放電回路的導(dǎo)通和斷開；開關(guān)控制器與電池管理系統(tǒng)中的中央控制單元相連接，用于接收和反饋電池各參數(shù)信號(hào)，并控制電子開關(guān)做出相應(yīng)的指令動(dòng)作；在電池管理系統(tǒng)中，設(shè)置電池模組充放電控制系統(tǒng)，在充電回路和放電回路分別可以通過電子開關(guān)進(jìn)行控制，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到電池單體故障時(shí)，可以及時(shí)切斷該電池模組的充、放電回路使其離線，以保證車輛或設(shè)備的繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)車輛涉水、浸水時(shí)，可以瞬間關(guān)閉切斷所有模組間的串、并聯(lián)，使各電池模組相對(duì)獨(dú)立，避免整車高壓漏電造成人員傷害事故。本系統(tǒng)具有通用的電池管理系統(tǒng)功能。上述電池模組管理控制系統(tǒng)用于電動(dòng)汽車、UPS等需要充放電的設(shè)備中，通過在原有電池管理系統(tǒng)中加設(shè)控制電池模組的充放電開關(guān)控制系統(tǒng)，為電池的安全穩(wěn)定地使用，以及原電池管理控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提供了更加可靠的保證。電池模組開關(guān)控制系統(tǒng)可有選擇地控制電子開關(guān)的狀態(tài)。例如:當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到單體故障時(shí)，可以切斷充、放電回路將故障模組離線，或者只切斷充電回路，故障模組還可繼續(xù)放電，從而以保證車輛或設(shè)備的繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)車輛涉水、浸水時(shí)，可以瞬間切斷所有模組間的串、并聯(lián)，使各電池模組相對(duì)獨(dú)立，避免整車高壓漏電造成人員傷害事故。采用電池模組管理控制系統(tǒng)對(duì)電池模組進(jìn)行控制管理，可以更準(zhǔn)確地選擇電池模組均衡控制模式，提高電池模組的使用壽命和安全可靠性。電池模組管理控制系統(tǒng)是這樣工作的:當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到某個(gè)電池模組中的電池單體電壓過高或過低時(shí)，第一種方法可使用原有的電池均衡控制模塊進(jìn)行管理控制；第二種方法可首先通過電池模組上的電子開關(guān)切斷其充電電路或放電電路，然后通過電池模組中的各電池單體的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行均衡控制，使其電壓達(dá)到中央控制單元所預(yù)設(shè)的閾值范圍內(nèi)，再次接通電池模組上的充電電路或放電電路，從而進(jìn)行相應(yīng)的充放電過程。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到電池模組中有電池單體發(fā)生故障時(shí)，可以通過電子開關(guān)分別對(duì)充電回路和放電回路進(jìn)行控制，切斷充、放電回路將故障模組離線，或者只切斷充電回路，故障模組還可繼續(xù)放電，保證其他電池模組的正常運(yùn)行，在隨后的維修階段對(duì)發(fā)生故障的電池模組或單體進(jìn)行更換；當(dāng)車輛涉水、浸水時(shí)，可以通過各電池模組上的電子開關(guān)瞬間切斷所有模組間的串、并聯(lián)線路，使各電池模組相對(duì)獨(dú)立，避免整車高壓漏電造成人員傷害事故。本實(shí)用新型提供的電池模組管理控制系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)中的電池管理系統(tǒng)構(gòu)成二級(jí)管理，改變了現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)電池單體發(fā)生故障或車輛在涉水、浸水時(shí)電池模組較差的安全穩(wěn)定性能，克服了傳統(tǒng)技術(shù)的不足，提高了電池模組的使用壽命和安全穩(wěn)定性，為實(shí)現(xiàn)良好的電池均衡管理提供了保障。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的電池模組B1的電路連接示意圖。圖3是圖1中針對(duì)電池模組B1的充放電控制系統(tǒng)中的開關(guān)控制器SC11具體實(shí)施方式
`[0011]參照附圖1 3，一種電池模組充放電控制系統(tǒng)包括充放電回路的電子開關(guān)和開關(guān)控制器；并分別與電池模組及中央處理單元連接，其中，電子開關(guān)分別用于控制電池模組充電回路和放電回路的導(dǎo)通和斷開；開關(guān)控制器與電池管理系統(tǒng)中的中央控制單元相連接，用于接收和反饋電池各參數(shù)信號(hào)，并控制電子開關(guān)做出相應(yīng)的指令動(dòng)作；在電池管理系統(tǒng)中，設(shè)置電池模組充放電控制系統(tǒng)，在充電回路和放電回路分別可以通過電子開關(guān)進(jìn)行控制，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到電池單體故障時(shí)，可以及時(shí)切斷該電池模組的充、放電回路使其離線，以保證車輛或設(shè)備的繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)車輛涉水、浸水時(shí)，可以瞬間關(guān)閉切斷所有模組間的串、并聯(lián)，使各電池模組相對(duì)獨(dú)立，避免整車高壓漏電造成人員傷害事故。實(shí)施例，參照?qǐng)D1:一種電池模組管理控制系統(tǒng)由中央處理單元E⑶、總電池模組TB、數(shù)據(jù)傳輸CAN總線，與電池模組充放電控制系統(tǒng)構(gòu)成。其中，中央處理單元ECU，即車輛專用的單片機(jī)，由微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及整形、驅(qū)動(dòng)等大規(guī)模集成電路組成；電池模組充放電控制系統(tǒng)由充電回路和放電回路的電子開關(guān)分別為Slc;、S2c,……，Snc和Sle、S2e，……，Sne，以及開關(guān)控制器SC^ SC2,……，SCn構(gòu)成。參照?qǐng)D2:電池模組單元B1由電池單體EpE2,......En，繼電器Sn、S12，......Sln，分
流電阻或電容或電感RpR2,......Rn構(gòu)成。其中繼電器和分流電阻(電容或電感)用于對(duì)電池單體的充放電均衡控制。參照?qǐng)D3:—種電池模組充放電控制系統(tǒng)中電池模組的開關(guān)控制器SCl由輔助電源APS、控制電路CC、驅(qū)動(dòng)電路DC等構(gòu)成。其中輔助電源連接一個(gè)外部輸入的關(guān)斷信號(hào)SD，為該開關(guān)控制器內(nèi)的各模塊提供電源；控制電路CC經(jīng)CAN總線接受由中央處理單元ECU收集并處理的電池模組單元B1的充電回路的開斷反饋信號(hào)FB1和放電回路的開斷反饋信號(hào)FB2，選擇合適的控制模式并輸出相應(yīng)的充電回路開斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM1和放電回路開斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM2 ;驅(qū)動(dòng)電路DC通過接受控制電路CC的輸出的充電回路開斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM1和放電回路開斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM2,來控制充電回路的電子開關(guān)Slc和放電回路的電子開關(guān)Sle的開斷，從而實(shí)現(xiàn)該電池模組管 理控制系統(tǒng)的基本功能。
權(quán)利要求1.一種電池模組管理控制系統(tǒng)，其特征在于:包括充放電回路的電子開關(guān)和開關(guān)控制器；并分別與電池模組及中央處理單元連接，其中，電子開關(guān)分別用于控制電池模組充電回路和放電回路的導(dǎo)通和斷開；開關(guān)控制器與電池管理系統(tǒng)中的中央控制單元相連接，用于接收和反饋電池各參數(shù)信號(hào)，并控制電子開關(guān)做出相應(yīng)的指令動(dòng)作；在電池管理系統(tǒng)中，設(shè)置電池模組充放電控制系統(tǒng)，在充電回路和放電回路分別可以通過電子開關(guān)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池模組管理控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電池模組由電池單體、繼電器、分流電阻或電容或電感構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池模組管理控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的開關(guān)控制器由輔助電源APS、控制電路CC、驅(qū)動(dòng)電路DC構(gòu)成；其中輔助電源APS連接一個(gè)外部輸入的關(guān)斷信號(hào)SD，為該開關(guān)控制器內(nèi)的各模塊提供電源；控制電路CC經(jīng)CAN總線接受由中央處理單元收集并處理的電池模組的充電回路的開斷反饋信號(hào)FB1和放電回路的開斷反饋信號(hào)FB2，選擇合適的控制模式并輸出相應(yīng)的充電回路開斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM1和放電回路開斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM2 ;驅(qū)動(dòng)電路DC通過接受控制電路CC的輸出的充電回路開斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM1和放電回路開斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM2，來控制充電回路的電子開關(guān)Slc;和放電回路的電子開關(guān)Sle的開斷，從 而實(shí)現(xiàn)該電池模組管理控制系統(tǒng)的基本功能。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于電池模組管理控制系統(tǒng)，特別是一種針對(duì)電池模組充放電管理的控制系統(tǒng)。包括充放電回路的電子開關(guān)和開關(guān)控制器；并分別與電池模組及中央處理單元連接，其中，電子開關(guān)分別用于控制電池模組充電回路和放電回路的導(dǎo)通和斷開；開關(guān)控制器與電池管理系統(tǒng)中的中央控制單元相連接，用于接收和反饋電池各參數(shù)信號(hào)，并控制電子開關(guān)做出相應(yīng)的指令動(dòng)作；設(shè)置電池模組充放電控制系統(tǒng)，在充電回路和放電回路分別可以通過電子開關(guān)進(jìn)行控制，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到電池單體故障時(shí)，可以及時(shí)切斷該電池模組的充、放電回路使其離線，以保證車輛或設(shè)備的繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)車輛涉水、浸水時(shí)，可以瞬間關(guān)閉切斷所有模組間的串、并聯(lián)，使各電池模組相對(duì)獨(dú)立。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203103992SQ20122065826
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者王勤, 施剛, 周建, 程大千, 陳露 申請(qǐng)人:江蘇交科能源科技發(fā)展有限公司