電池管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電池管理系統(tǒng),用于對(duì)至少兩組電池組進(jìn)行電量均衡,每一電池組包括至少兩個(gè)電池單體;電池管理系統(tǒng)包括中央控制單元和對(duì)應(yīng)于每一電池組的電量均衡裝置,中央控制單元與每一電量均衡裝置之間通過第一總線連接,電量均衡裝置之間通過第一組間供電總線和第二組間供電總線連接,電量均衡裝置用于對(duì)所對(duì)應(yīng)的電池組內(nèi)的電池單體進(jìn)行組內(nèi)電量均衡,并進(jìn)一步在中央控制單元的控制下對(duì)不同的電池組進(jìn)行組間電量均衡。通過上述方式,本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)需進(jìn)行電量均衡的電池單體進(jìn)行組內(nèi)電量均衡以及同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)需要電量均衡的電池組進(jìn)行組間電量均衡,有效提升電量均衡效果。
【專利說明】電池管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池管理領(lǐng)域,特別是涉及一種電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電池組均衡技術(shù),根據(jù)均衡過程中能量的消耗情況主要分為能量耗散型和能量非耗散型兩大類。其中,能量耗散型電量均衡系統(tǒng)一方面容易導(dǎo)致能量的浪費(fèi),另一方面會(huì)帶來熱量管理的問題。能量非耗散型電量均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,器件多,成本高,可靠性低,在電池組應(yīng)用中當(dāng)能量低的單體電池與能量高的單體電池相差較遠(yuǎn)時(shí)電池組內(nèi)所需的均衡時(shí)間也較長(zhǎng)。而現(xiàn)有的電池均衡控制方法多數(shù)是根據(jù)單體電池電壓的高低進(jìn)行判斷以控制能量轉(zhuǎn)移。眾所周知,電池電壓并不能準(zhǔn)確地反映電池剩余電量,例如電壓高的電池并不一定是電量最多的電池,則按簡(jiǎn)單的電壓判斷方法進(jìn)行電量均衡,有可能加劇電池組電量的不均衡,從而降低電池組的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種電池管理系統(tǒng),能夠更加精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)電池組內(nèi)和組間電量均衡,并且成本低、可靠性高,能夠有效提升電量均衡效果。
[0004]為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種電池管理系統(tǒng),用于對(duì)至少兩組電池組進(jìn)行電量均衡,每一電池組包括至少兩個(gè)電池單體,電池管理系統(tǒng)包括中央控制單元和對(duì)應(yīng)于每一電池組的電量均衡裝置,中央控制單元與每一電量均衡裝置之間通過第一總線連接,電量均衡裝置之間通過第一組間供電總線和第二組間供電總線連接,電量均衡裝置用于對(duì)所對(duì)應(yīng)的電池組內(nèi)的電池單體進(jìn)行組內(nèi)電量均衡,并進(jìn)一步在中央控制單元的控制下對(duì)不同的電池組進(jìn)行組間電量均衡。
[0005]其中,電量均衡裝置包括:狀態(tài)采集模塊,用于采集每一電池單體的狀態(tài)信息;組內(nèi)開關(guān)組模塊,包括數(shù)量與電池單體對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組;隔離穩(wěn)壓恒流模塊,隔離穩(wěn)壓恒流模塊的正輸入端連接對(duì)應(yīng)的電池組的總正極,隔離穩(wěn)壓恒流模塊的負(fù)輸入端連接對(duì)應(yīng)的電池組的總負(fù)極,隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一正輸出端連接第二總線,隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一負(fù)輸出端連接第三總線;處理模塊,用于根據(jù)電池單體的狀態(tài)信息確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體,并控制對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組將需進(jìn)行電量均衡的電池單體的正極和負(fù)極分別連接至第二總線和第三總線,以利用電池組對(duì)需進(jìn)行電量均衡的電池單體進(jìn)行組內(nèi)電量均衡。
[0006]其中,每一組內(nèi)開關(guān)組包括第一組內(nèi)開關(guān)和第二組內(nèi)開關(guān),其中第一組內(nèi)開關(guān)的一端連接對(duì)應(yīng)的電池單體的正極,第一組內(nèi)開關(guān)的另一端連接第二總線,第二組內(nèi)開關(guān)的一端連接對(duì)應(yīng)的電池單體的負(fù)極,第二組內(nèi)開關(guān)的另一端連接第三總線,且處理模塊在確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體后控制對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組的第一組內(nèi)開關(guān)和第二組內(nèi)開關(guān)閉合。
[0007]其中,狀態(tài)信息至少包括電壓值、電流值以及溫度值中的一種。
[0008]其中,處理模塊根據(jù)狀態(tài)信息計(jì)算電池單體的荷電狀態(tài),并進(jìn)一步根據(jù)荷電狀態(tài)確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體。
[0009]其中,每一電量均衡裝置進(jìn)一步包括一組間開關(guān),組間開關(guān)連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第二正輸出端與第一組間供電總線之間,或連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第二負(fù)輸出端與第二組件供電總線之間,中央控制單元或各處理模塊根據(jù)各電池組的電池單體的狀態(tài)信息確定各電池組的總狀態(tài)信息,中央控制單元根據(jù)總狀態(tài)信息確定需進(jìn)行電量均衡的電池組,并控制對(duì)應(yīng)的組間開關(guān)將需進(jìn)行電量均衡的電池組的總正極和總負(fù)極分別連接至第一組間供電總線和第二組間供電總線,將需進(jìn)行電量均衡的電池組的富余電量經(jīng)第一組間供電總線和第二組間供電總線進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
[0010]其中,電量均衡裝置進(jìn)一步包括第一保護(hù)開關(guān),第一保護(hù)開關(guān)連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的正輸入端與電池組的總正極之間,或者連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的負(fù)輸入端與電池組的總負(fù)極之間,處理模塊進(jìn)一步在確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體或電池組后控制第一保護(hù)開關(guān)閉合。
[0011]其中,電量均衡裝置進(jìn)一步包括第二保護(hù)開關(guān),第二保護(hù)開關(guān)連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一正輸出端與第二總線之間,或者連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一負(fù)輸出端與第三總線之間,處理模塊進(jìn)一步在確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體后控制第二保護(hù)開關(guān)閉口 O
[0012]其中,每一電量均衡裝置進(jìn)一步包括二極管,二極管的正極連接隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第二正輸出端,負(fù)極連接第一組間供電總線。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況,本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)通過采集電池單體的狀態(tài)信息,根據(jù)電池單體的狀態(tài)信息確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體,并控制對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組將需進(jìn)行電量均衡的電池單體連接至第二總線和第三總線,以利用電池組對(duì)需進(jìn)行電量均衡的電池單體進(jìn)行組內(nèi)電量均衡;另外,中央控制單元根據(jù)電池組的總狀態(tài)信息確定需進(jìn)行電量均衡的電池組,并控制對(duì)應(yīng)的組間開關(guān)將需進(jìn)行電量均衡的電池組的總正極和總負(fù)極分別連接至第一組間供電總線和第二組間供電總線,將需進(jìn)行電量均衡的電池組進(jìn)行電量均衡。本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)能夠在不影響電池組正常工作的情況下更加精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)電池組內(nèi)和組間電量均衡,并且成本低、可靠性高,能夠有效提升電量均衡效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)與電池組間連接的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0015]圖2是圖1中的電量均衡裝置與電池組連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參閱圖1,圖1是本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)與電池組間連接的結(jié)構(gòu)示意圖。電池管理系統(tǒng)包括至少兩個(gè)電量均衡裝置11和中央控制單元12。中央控制單元12與每一電量均衡裝置11之間通過第一總線13連接,電量均衡裝置11之間通過第一組間供電總線14和第二組間供電總線15連接。
[0017]在本實(shí)施例中,電池管理系統(tǒng)用于對(duì)電池組PACK1、PACK2、PACKM (M彡3)進(jìn)行電量均衡。以電池組PACKM為例,電池組PACKM包括至少兩個(gè)電池單體BTN (I),BTN (N),其中N彡2。電池組PACKM與對(duì)應(yīng)的電量均衡模塊11連接。電量均衡裝置11用于對(duì)所對(duì)應(yīng)的電池組PACKM內(nèi)的電池單體BTN (N)進(jìn)行組內(nèi)電量均衡,并進(jìn)一步在中央控制單元12的控制下對(duì)不同的電池組PACKM進(jìn)行組間電量均衡。
[0018]在本實(shí)施例中,電池組PACKl和電池組PACK2與電池管理系統(tǒng)的連接關(guān)系與電池組PACKM相同,在此不再贅述。其他實(shí)施例中,電池管理系統(tǒng)用于對(duì)超過三組電池組PACKl、PACK2、PACKM進(jìn)行電量均衡,具體需要根據(jù)實(shí)際而定。
[0019]如圖2所示,圖2是圖1中的電量均衡裝置與電池組連接的結(jié)構(gòu)示意圖。電量均衡裝置11包括狀態(tài)采集模塊111、組內(nèi)開關(guān)組模塊112、隔離穩(wěn)壓恒流模塊114、處理模塊115、第一保護(hù)開關(guān)116、第二保護(hù)開關(guān)117、組間開關(guān)118和二極管119。其中,組內(nèi)開關(guān)組模塊112包括與電池單體BTN (N)對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組113,組內(nèi)開關(guān)組113包括第一組內(nèi)開關(guān)1131和第二組內(nèi)開關(guān)1132。
[0020]下面以電池組PACKM和其組內(nèi)的電池單體BTN (N)為例進(jìn)行各部件的連接關(guān)系的描述。電量均衡模塊11的狀態(tài)采集模塊111與電池組PACKM連接,狀態(tài)采集模塊111通過第四總線18與處理模塊115連接,處理模塊115通過第五總線19與組內(nèi)開關(guān)組模塊112連接。并且,處理模塊115包括Ql端、Q2端以及Q3端。處理模塊115通過Ql端與第一保護(hù)開關(guān)116連接,又通過Q2端與第二保護(hù)開關(guān)117連接,再通過Q3端與組間開關(guān)118連接。組內(nèi)開關(guān)組模塊112中的組內(nèi)開關(guān)組113與對(duì)應(yīng)電池單體BTN (N)連接。其中組內(nèi)開關(guān)組113中的第一組內(nèi)開關(guān)1131的一端連接對(duì)應(yīng)的電池單體BTN (N)的正極,第一組內(nèi)開關(guān)1131的另一端連接第二總線16 ;組內(nèi)開關(guān)組113中的第二組內(nèi)開關(guān)1132的一端連接對(duì)應(yīng)的電池單體BTN(N)的負(fù)極,第二組內(nèi)開關(guān)1132的另一端連接第三總線17。隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的正輸入端VIN+連接對(duì)應(yīng)的電池組PACKM的總正極,隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的負(fù)輸入端VIN-連接對(duì)應(yīng)的電池組PACKM的總負(fù)極。其中,第一保護(hù)開關(guān)116連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的正輸入端VIN+與電池組PACKM的總正極之間,或者在其他實(shí)施例中,第一保護(hù)開關(guān)116連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的負(fù)輸入端VIN-與電池組PACKM的總負(fù)極之間。隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第一正輸出端VOl+連接第二總線16,隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第一負(fù)輸出端VOl-連接第三總線17。其中,第二保護(hù)開關(guān)117連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第一正輸出端VOl+與第二總線16之間,或者在其他實(shí)施例中,第二保護(hù)開關(guān)117連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第一負(fù)輸出端VOl-與第三總線17之間。隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第二正輸出端V02+連接第一組間供電總線14,隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第二負(fù)輸出端V02-連接第二組間供電總線15。其中,組間開關(guān)118連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第二正輸出端V02+與第一組間供電總線14之間,或者在其他實(shí)施例中,組間開關(guān)118連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第二負(fù)輸出端V02-與第二組間供電總線15之間。二極管119的正極連接隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第二正輸出端V02+,二極管119的負(fù)極連接第一組間供電總線14或二極管119的負(fù)極通過組間開關(guān)118與第一組間供電總線14連接。
[0021]在本實(shí)施例中,第一組內(nèi)開關(guān)1131、第二組內(nèi)開關(guān)1132、第一保護(hù)開關(guān)116、第二保護(hù)開關(guān)117和組間開關(guān)118可以是半導(dǎo)體開關(guān)管,如MOSFET、IGBT、BJT或GTO ;也可以是開關(guān)繼電器,如機(jī)械式繼電器或光電繼電器。
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)電池管理系的工作原理進(jìn)行說明。
[0023]當(dāng)進(jìn)行電池組PACKM內(nèi)電量均衡時(shí),狀態(tài)采集模塊111采集電池組PACKM內(nèi)每一電池單體BTN(N)的狀態(tài)信息,其中狀態(tài)信息至少包括電壓值、電流值以及溫度值中的一種,當(dāng)然,狀態(tài)信息還可以包括濕度值,PH值等。狀態(tài)采集模塊111通過多路模擬開關(guān)器件或AFE (Analog Front End,模擬前端)器件實(shí)現(xiàn)電壓值和溫度值的采集。狀態(tài)采集模塊111通過分流器或霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)電流值的采集,本實(shí)施例中優(yōu)選通過霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)電流值的米集。
[0024]處理模塊115通過第四總線18實(shí)時(shí)輪詢狀態(tài)采集模塊111采集到的狀態(tài)信息,其中處理模塊 115 是以 MCU (Micro Control Unit,微控制單兀)、CPU (Central ProcessingUnit,中央處理器)或ARM (Advanced RISC Machines,嵌入式)處理器為核心,其配置有模數(shù)轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器、光電耦合器、邏輯門陣列以及觸發(fā)器等。處理模塊115根據(jù)狀態(tài)信息計(jì)算電池單體BTN (N)的荷電狀態(tài),如根據(jù)狀態(tài)信息得出電壓最大值及相應(yīng)電池單體BTN(N)的位號(hào),電壓最小值及相應(yīng)電池單體BTN (N)的位號(hào)以及電池組PACKM的總電壓值;再通過安時(shí)計(jì)量法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、卡爾曼濾波法或自適應(yīng)濾波法計(jì)算出每個(gè)電池單體BTN (N)當(dāng)前的SOC (State Of Charge,荷電狀態(tài))值;進(jìn)而可以得出當(dāng)前最大SOC值及相應(yīng)電量最高的電池單體BTN (N)的位號(hào),最小SOC值及相應(yīng)電量最低的電池單體BTN (N)的位號(hào),平均SOC值及相應(yīng)的平均電量數(shù)值。
[0025]在本實(shí)施例中,電池單體BTN (N)的SOC值越大,其電量越高。
[0026]若最大SOC值的電池單體BTN (N)與最小SOC值的電池單體BTN (N)的電量差值小于預(yù)設(shè)的均衡啟動(dòng)電量閾值范圍或某一電池單體BTN (N)的電壓值超出預(yù)設(shè)的均衡啟動(dòng)安全電壓閾值范圍時(shí),不需啟動(dòng)電量均衡。若最大SOC值的電池單體BTN (N)與最小SOC值的電池單體BTN (N)的電量差值處于預(yù)設(shè)的均衡啟動(dòng)電量閾值范圍或某一電池單體BTN(N)的電壓值處于預(yù)設(shè)的均衡啟動(dòng)安全電壓閾值范圍時(shí),需啟動(dòng)電量均衡。此時(shí),處理模塊115確定電池組PACKM中最小SOC值的電池單體BTN (N),并計(jì)算出最小SOC值的電池單體BTN (N)需要均衡的電量數(shù)值以及均衡的時(shí)間周期。然后發(fā)送開關(guān)組控制信號(hào)至組內(nèi)開關(guān)組模塊112以控制對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組113的第一組內(nèi)開關(guān)1131和第二組內(nèi)開關(guān)1132閉合,以使組內(nèi)開關(guān)組113將需電量均衡的電池單體BTN (N)的正極和負(fù)極分別連接至第二總線16和第三總線17。接著處理模塊115通過Ql端發(fā)送第一控制信號(hào)至第一保護(hù)開關(guān)116以控制第一保護(hù)開關(guān)116閉合,以使電池組PACKM的總電壓接入到隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的輸入端。最后處理模塊115通過Q2端發(fā)送第二控制信號(hào)至第二保護(hù)開關(guān)117以控制第二保護(hù)開關(guān)117閉合,以使隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第一輸出端輸出的電壓對(duì)相應(yīng)的電池單體BTN (N)進(jìn)行電量均衡。
[0027]若電量均衡的時(shí)間周期到或不滿足電量均衡條件時(shí),處理模塊115通過Q2端控制第二控制信號(hào)換相,以切斷隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第一輸出端與相應(yīng)的電池單體之間的均衡回路。然后處理模塊115控制開關(guān)組控制信號(hào)換相,以切斷相應(yīng)位號(hào)的電池單體BTN(N)接入第二總線16與第三總線17的回路。最后判斷是否正在進(jìn)行電池組PACKM的組間電量均衡,若判斷正在進(jìn)行電池組PACKM的組間電量均衡,則處理模塊115通過Ql端控制第一控制信號(hào)的相位保持不變,若判斷沒有進(jìn)行電池組PACKM的組間電量均衡,則處理模塊115通過Ql端控制第一控制信號(hào)換相,以切斷電池組PACKM的總電壓接入到隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的輸入端,從而達(dá)到省電的作用。
[0028]由此可以看出,本實(shí)施例中的電量均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,并且進(jìn)行電量均衡時(shí)能夠?qū)㈦娏烤饪刂频母泳珳?zhǔn),并且成本低、可靠性高,能夠有效提升電量均衡效果。
[0029]當(dāng)進(jìn)行電池組PACKM的組間電量均衡時(shí),每一狀態(tài)采集模塊111采集對(duì)應(yīng)電池組PACKM內(nèi)每一電池單體BTN (N)的狀態(tài)信息,其中狀態(tài)信息至少包括電壓值、電流值以及溫度值中的一種,當(dāng)然,狀態(tài)信息還可以包括濕度值,PH值等。狀態(tài)采集模塊111通過多路模擬開關(guān)器件或AFE器件實(shí)現(xiàn)電壓值和溫度值的采集。狀態(tài)采集模塊111通過分流器或霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)電流值的采集,本實(shí)施例中優(yōu)選通過霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)電流值的采集。
[0030]中央控制單元12或處理模塊115實(shí)時(shí)輪詢狀態(tài)采集模塊111采集電池組PACKM中每一電池單體BTN (N)的狀態(tài)信息,并根據(jù)各電池組PACKM的電池單體BTN (N)的狀態(tài)信息確定各電池組的總狀態(tài)信息。中央控制單元12或處理模塊115根據(jù)總狀態(tài)信息得出各電池組中電壓最大值及相應(yīng)電池組PACKM的位號(hào),電壓最小值及相應(yīng)電池組PACKM的位號(hào)以及各電池組PACKM的電壓值;再通過安時(shí)計(jì)量法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、卡爾曼濾波法或自適應(yīng)濾波法計(jì)算出每一電池組PACKM當(dāng)前的SOC值;進(jìn)而可以得出當(dāng)前最大SOC值及相應(yīng)電量最高的電池組PACKM的位號(hào),最小SOC值及相應(yīng)電量最低的電池組PACKM的位號(hào),平均SOC值及相應(yīng)的平均電量數(shù)值。
[0031]在本實(shí)施例中,電池組PACKM的SOC值越大,其電量越高。
[0032]若最大SOC值的電池組PACKM與最小SOC值的電池組PACKM的電量差值小于預(yù)設(shè)的均衡啟動(dòng)電量閾值范圍或某一電池組PACKM的電壓值超出預(yù)設(shè)的均衡啟動(dòng)安全電壓閾值范圍時(shí),不需啟動(dòng)電量均衡。若最大SOC值的電池組PACKM與最小SOC值的電池組PACKM的電量差值處于預(yù)設(shè)的均衡啟動(dòng)電量閾值范圍或某一電池組PACKM的電壓值處于預(yù)設(shè)的均衡啟動(dòng)安全電壓閾值范圍時(shí),需啟動(dòng)電量均衡。處理模塊115通過第一總線13與中央控制單元12進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,中央控制單元12獲取所有電池組PACKM的總狀態(tài)信息或荷電狀態(tài),并確定電量較高的電池組PACKM進(jìn)行電量均衡。中央控制單元12計(jì)算電量較高的電池組PACKM需要均衡的電量數(shù)值或SOC值以及均衡的時(shí)間周期。中央控制單元12通過第一總線13下發(fā)電量均衡命令給處理模塊115,處理模塊115通過Ql端發(fā)送第一控制信號(hào)至第一保護(hù)開關(guān)116以控制第一保護(hù)開關(guān)116閉合,以使需電量均衡的電池組PACKM的總電壓接入到隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的輸入端。然后處理模塊115通過Q3端發(fā)送第三控制信號(hào)至組間開關(guān)118以控制組間開關(guān)118閉合,以使隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第二輸出端輸出的電壓接入到第一組間供電總線14和第二組間供電總線15,以使得將需進(jìn)行電量均衡的電池組PACKM的富余電量經(jīng)第一組間供電總線14和第二組間供電總線15進(jìn)行轉(zhuǎn)移。或者,富余電量經(jīng)第一組間供電總線14和第二組間供電總線15轉(zhuǎn)移至輔助電源(未圖示)或其他低壓供電模塊(未圖示)。
[0033]若電量均衡的時(shí)間周期到或不滿足電量均衡條件時(shí),處理模塊115通過Q3端控制第三控制信號(hào)換相,以切斷隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第二輸出端至第一組間供電總線14和第二組間供電總線15之間均衡回路。然后判斷是否正在進(jìn)行電池組PACKM的組內(nèi)電量均衡,若判斷正在進(jìn)行電池組PACKM的組內(nèi)電量均衡,則處理模塊115通過Ql端控制第一控制信號(hào)的相位保持不變,若判斷沒有進(jìn)行電池組PACKM的組內(nèi)電量均衡,則處理模塊115通過Ql端控制第一控制信號(hào)換相,以切斷電池組PACKM的總電壓接入到隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的輸入端,從而達(dá)到省電的作用。
[0034]在本實(shí)施例中,可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)電池組PACKM的組內(nèi)電量均衡和電池組PACKM的組間電量均衡,也可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)電池組PACKM的組內(nèi)電量均衡和電池組PACKM的組間電量均衡。在同時(shí)實(shí)現(xiàn)電池組PACKM的組內(nèi)電量均衡和電池組PACKM的組間電量均衡時(shí),利用隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第一輸出端、第二總線16和第三總線17獨(dú)立通道進(jìn)行電池組PACKM的組內(nèi)電量均衡,同時(shí)利用隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的第二輸出端、第一組間供電總線14和第二組間供電總線15獨(dú)立通道進(jìn)行電池組PACKM的組間電量均衡。
[0035]在本實(shí)施例中,第一總線13、第一組間供電總線14、第二組間供電總線15、第二總線16、第三總線17、第四總線18和第五總線19為CAN總線或RS-485總線,當(dāng)然,在其他實(shí)施例中,第一總線13、第一組間供電總線14、第二組間供電總線15、第二總線16、第三總線17、第四總線18和第五總線19還可以是其他總線。
[0036]綜上所述,本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)通過采集電池單體的狀態(tài)信息,根據(jù)電池單體的狀態(tài)信息確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體,并控制對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組將需進(jìn)行電量均衡的電池單體連接至第二總線和第三總線,以利用電池組對(duì)需進(jìn)行電量均衡的電池單體進(jìn)行組內(nèi)電量均衡;另外,中央控制單元根據(jù)電池組的總狀態(tài)信息確定需進(jìn)行電量均衡的電池組,并控制對(duì)應(yīng)的組間開關(guān)將需進(jìn)行電量均衡的電池組的總正極和總負(fù)極分別連接至第一組間供電總線和第二組間供電總線,將需進(jìn)行電量均衡的電池組進(jìn)行電量均衡。本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)能夠在不影響電池組正常工作的情況下更加精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)電池組內(nèi)和組間電量均衡,并且成本低、可靠性高,能夠有效提升電量均衡效果。
[0037]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例,并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍,凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】,均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池管理系統(tǒng),用于對(duì)至少兩組電池組進(jìn)行電量均衡,每一所述電池組包括至少兩個(gè)電池單體,其特征在于,所述電池管理系統(tǒng)包括中央控制單元和對(duì)應(yīng)于每一所述電池組的電量均衡裝置,所述中央控制單元與每一所述電量均衡裝置之間通過第一總線連接,所述電量均衡裝置之間通過第一組間供電總線和第二組間供電總線連接,所述電量均衡裝置用于對(duì)所對(duì)應(yīng)的所述電池組內(nèi)的電池單體進(jìn)行組內(nèi)電量均衡,并進(jìn)一步在所述中央控制單元的控制下對(duì)不同的所述電池組進(jìn)行組間電量均衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述電量均衡裝置包括: 狀態(tài)采集模塊,用于采集每一所述電池單體的狀態(tài)信息; 組內(nèi)開關(guān)組模塊,包括數(shù)量與所述電池單體對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組; 隔離穩(wěn)壓恒流模塊,所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的正輸入端連接對(duì)應(yīng)的所述電池組的總正極,所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的負(fù)輸入端連接對(duì)應(yīng)的所述電池組的總負(fù)極,所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一正輸出端連接第二總線,所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一負(fù)輸出端連接第三總線.處理模塊,用于根據(jù)所述電池單體的狀態(tài)信息確定需進(jìn)行電量均衡的所述電池單體,并控制對(duì)應(yīng)的所述組內(nèi)開關(guān)組將需進(jìn)行電量均衡的所述電池單體的正極和負(fù)極分別連接至所述第二總線和所述第三總線,以利用所述電池組對(duì)需進(jìn)行電量均衡的所述電池單體進(jìn)行組內(nèi)電量均衡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,每一所述組內(nèi)開關(guān)組包括第一組內(nèi)開關(guān)和第二組內(nèi)開關(guān),其中所述第一組內(nèi)開關(guān)的一端連接對(duì)應(yīng)的所述電池單體的正極,所述第一組內(nèi)開關(guān)的另一端連接所述第二總線,所述第二組內(nèi)開關(guān)的一端連接對(duì)應(yīng)的所述電池單體的負(fù)極,所述第二組內(nèi)開關(guān)的另一端連接所述第三總線,且所述處理模塊在確定需進(jìn)行電量均衡的所述電池單體后控制對(duì)應(yīng)的所述組內(nèi)開關(guān)組的所述第一組內(nèi)開關(guān)和所述第二組內(nèi)開關(guān)閉合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述狀態(tài)信息至少包括電壓值、電流值以及溫度值中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述處理模塊根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算所述電池單體的荷電狀態(tài),并進(jìn)一步根據(jù)所述荷電狀態(tài)確定需進(jìn)行電量均衡的所述電池單體。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,每一所述電量均衡裝置進(jìn)一步包括一組間開關(guān),所述組間開關(guān)連接于所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第二正輸出端與所述第一組間供電總線之間,或連接于所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第二負(fù)輸出端與所述第二組件供電總線之間,所述中央控制單元或各所述處理模塊根據(jù)各所述電池組的所述電池單體的狀態(tài)信息確定各所述電池組的總狀態(tài)信息,所述中央控制單元根據(jù)所述總狀態(tài)信息確定需進(jìn)行電量均衡的電池組,并控制對(duì)應(yīng)的所述組間開關(guān)將需進(jìn)行電量均衡的所述電池組的總正極和總負(fù)極分別連接至所述第一組間供電總線和所述第二組間供電總線,將需進(jìn)行電量均衡的所述電池組的富余電量經(jīng)所述第一組間供電總線和所述第二組間供電總線進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其特征在于,所述電量均衡裝置進(jìn)一步包括第一保護(hù)開關(guān),所述第一保護(hù)開關(guān)連接于所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的正輸入端與所述電池組的總正極之間,或者連接于所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的負(fù)輸入端與所述電池組的總負(fù)極之間,所述處理模塊進(jìn)一步在確定需進(jìn)行電量均衡的所述電池單體或電池組后控制所述第一保護(hù)開關(guān)閉合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其特征在于,所述電量均衡裝置進(jìn)一步包括第二保護(hù)開關(guān),所述第二保護(hù)開關(guān)連接于所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一正輸出端與所述第二總線之間,或者連接于所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一負(fù)輸出端與所述第三總線之間,所述處理模塊進(jìn)一步在確定需進(jìn)行電量均衡的所述電池單體后控制所述第二保護(hù)開關(guān)閉合。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其特征在于,每一所述電量均衡裝置進(jìn)一步包括二極管,所述二極管的正極連接所述隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第二正輸出端,負(fù)極連接所述第一組間供電總線。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203942300SQ201420098782
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】林田生, 侯海濤 申請(qǐng)人:東莞鉅威新能源有限公司