CN102624050A - 一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统 - Google Patents
一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102624050A CN102624050A CN2012100703169A CN201210070316A CN102624050A CN 102624050 A CN102624050 A CN 102624050A CN 2012100703169 A CN2012100703169 A CN 2012100703169A CN 201210070316 A CN201210070316 A CN 201210070316A CN 102624050 A CN102624050 A CN 102624050A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- battery unit
- series
- management system
- control module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统，其特征在于，它包括由多个电池单元串联而成的电池组，每个电池单元两端连接有电池单元检测模块；每个电池单元的正负极分别与一个二路互锁开关的两个触头连接，二路互锁开关的活动端与相邻的电池单元负极连接将电池单元串联；电池单元检测模块与二路互锁开关连接，电池单元检测模块通过通讯线路与主控制模块连接；电池组串联有主控制开关，主控制开关和主控制模块连接，主控制模块通过总线与上位机连接。本发明可以自动将串联电池组里面即将失效的电池单元切离出整个串联回路，也可以在需要的时候比如充电的时将已切离的电池重新接入。灵活性高，降低了对电池一致性的要求。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理装置，具体涉及一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统。
背景技术
随着各种以电池为能源的设备的推广，电池系统的可靠性和维护成本越来越受到人们的关注。由于电池单元电压较低，为了达到用电器电压等级要求，需要对电池单元进行串联，以达到较高电压，便于直接驱动用电器工作。如电动自行车需要48v左右的电压，电动大巴车需要500v左右的电压，都需要使用一定数目的电池串联使用。但是串联电池系统可能会因为串联回路里某一电池单元性能不良而导致整串电池失效，为用户造成损失。串联数量越多，出故障概率也就越大，维护的难度也随之增加。
由于电池单元个体差异性，每一个电池单元的容量、自放电、内阻和放电平台等电气参数不可能完全一样。即使是初始状态接近的电池单元串联组合在一起工作，通过一段时间的使用，常常会出现串联系统内部各个单元不平衡的现象产生。虽然通过对电池组加装平衡电路可以在一段程度上减轻电池单元在运行中产生的个体差异，但如果电池单元由于某些原因失效，电池组仍然会失效，传统的方法只能治标不能治本。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统，它可以自动将串联电池组里面即将失效的电池单元切离出整个串联回路，也可以在需要的时候比如充电的时将已切离的电池单元重新接入。灵活性很高。大大降低了对电池单元一致性的要求。
本发明通过以下技术方案实现：
一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统，它包括由多个电池单元串联而成的电池组，每个电池单元两端通过光电隔离器连接有电池单元检测模块；还包括多个二路互锁开关，每个电池的正负极分别与一个二路互锁开关的两个触头连接，二路互锁开关的活动端与相邻的电池单元负极连接将电池单元串联；电池单元检测模块与二路互锁开关连接，电池单元检测模块通过通讯线路和光电隔离器与主控制模块连接；电池组串联有主控制开关，主控制开关和主控制模块通过通讯线路连接，主控制模块通过CAN总线或485总线与上位机连接。
每个电池单元并联有一个二极管，二级管的阳极与电池单元的负极连接，二极管的阴极与二路互锁开关的活动端连接。
所述的电池单元检测模块包括电池状态检测电路和PLC控制器，电池状态检测电路通过通讯线路与PLC控制器连接，PLC控制器通过线路与对应的二路互锁开关连接，所述的主控制模块为PLC控制器，所述的上位机为PC机。
本发明的优点在于：
1．具有放电过程中实时将电池组中已经达到过放门限值的电池单元切除的功能，以此保证整个电池组放电电压平稳；采用该结构可以保证电池组中每个电池单元完全放电，同时又可以保证每个电池单元不至于因过放电造成损坏，大大延长了电池组的使用寿命和可靠性；
2．具有充电过程中实时将电池组中已经达到过充门限值的电池单元切除的功能，以此保证尚未充满电的电池单元可以逐一达到完全充满的状态，采用此种结构可以用较低电压的充电器充满较高电压的电池组；
3．具有判断电池组中故障电池单元的功能，如故障电池单元电压已低于允许最低门限值，此时该电池单元会被永久切除出电池组，并由上位机记录该故障电池单元的编号及故障状态，以方便接下来的修理工作，并不再对其进行接入操作；
4．电池单元并联有二极管，在切换瞬间不用断开主控制开关，整个回路的工作电流将通过二极管在回路中流动，实现在线切除或接入，电池组的输出或输入不会中断，适合在不允许电力有短暂中断的情况下使用；
5．该系统的静态耗电量低，可以长期接在电池组上。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构框图；
图2为本发明实施例二的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的保护范围不限于以下所述。
实施例一：
如图1所示，一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统，它包括由多个电池单元串联而成的电池组，每个电池单元两端通过光电隔离器连接有电池单元检测模块；还包括多个二路互锁开关，每个电池单元的正负极分别与一个二路互锁开关的两个触头连接，二路互锁开关的活动端与相邻的电池单元负极连接将电池单元串联；电池单元检测模块与二路互锁开关连接，电池单元检测模块通过通讯线路和光电隔离器与主控制模块连接；电池组串联有主控制开关，主控制开关和主控制模块通过通讯线路连接，主控制模块通过CAN总线或485总线与上位机连接。
电池单元检测模块包括电池状态检测电路和PLC控制器，电池状态检测电路通过通讯线路与PLC控制器连接，电池状态检测电路可被操作用于向PLC控制器发送电池单元工作状态信号，PLC控制器与通过线路与对应的二路互锁开关连接，主控制模块为PLC控制器，上位机为PC机。
电池单元检测模块中的电池状态检测电路可动态检测电池单元状态，并将状态信号发送至PLC控制器，电压正常时，PLC控制器控制二路互锁开关的活动端与电池单元的正极连接，使电池单元处于正常的充放电状态下。当电池单元电压异常，或已经达到过充、过放门限电压时，PLC控制器控制二路互锁开关的活动端与电池单元的负极连接，使该电池单元处于被切除状态，被旁路在串联系统之外，并将该电池单元的工作状态传输至主控制模块，主控制模块将收到的信息传递至上位机，上位机记录该电池单元的编号及状态，以方便接下来对故障电池单元的修理工作，并不再将故障电池单元接入。
在整个串联回路上由主控制模块控制一个能承受电池组电流和电压的主控制开关，当电池单元在执行切换动作时，主控制模块控制主控制开关暂时断开整个电池组回路，然后再开始电池单元的接入或切除操作。操作完成后主控制模块控制主控制开关闭合，从而实现了零电流切换，减少对开关元件的冲击，提高其寿命及可靠性。
实施例二：
如图2所示，本实施例是在实施例一的基础上改进得到的，即每个电池单元并联有一个二极管，二级管的阳极与电池单元的负极连接，二极管的阴极与二路互锁开关的活动端连接。这样在切换瞬间不用断开主控制开关，整个回路的工作电流将通过二极管在回路中流动，实现在线切除或接入。整个电池系统输出或输入不会中断，适合在不允许电力有短暂中断的情况下使用。
Claims (3)
1.一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统，其特征在于，它包括由多个电池单元串联而成的电池组，每个电池单元两端通过光电隔离器连接有电池单元检测模块；
还包括多个二路互锁开关，每个电池的正负极分别与一个二路互锁开关的两个触头连接，二路互锁开关的活动端与相邻的电池单元负极连接将电池单元串联；
电池单元检测模块与二路互锁开关连接，电池单元检测模块通过通讯线路和光电隔离器与主控制模块连接；
电池组串联有主控制开关，主控制开关和主控制模块通过通讯线路连接，主控制模块通过CAN总线或485总线与上位机连接。
2.根据权利要求1所述的一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统，其特征在于，每个电池单元并联有一个二极管，二级管的阳极与电池单元的负极连接，二极管的阴极与二路互锁开关的活动端连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统，其特征在于，所述的电池单元检测模块包括电池状态检测电路和PLC控制器，电池状态检测电路通过通讯线路与PLC控制器连接，PLC控制器通过线路与对应的二路互锁开关连接，所述的主控制模块为PLC控制器，所述的上位机为PC机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210070316.9A CN102624050B (zh) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | 一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210070316.9A CN102624050B (zh) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | 一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102624050A true CN102624050A (zh) | 2012-08-01 |
| CN102624050B CN102624050B (zh) | 2014-02-19 |
Family
ID=46563787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210070316.9A Expired - Fee Related CN102624050B (zh) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | 一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102624050B (zh) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104362706A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-18 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 一种提高串联电池组充放过程电池利用率的装置及方法 |
| CN104426140A (zh) * | 2013-09-10 | 2015-03-18 | 上海空间电源研究所 | 一种软硬件结合的蓄电池组过充电保护方法 |
| CN105896627A (zh) * | 2014-11-05 | 2016-08-24 | 西北工业大学 | 一种基于电池组自重构的系统及其智能控制方法 |
| CN106165235A (zh) * | 2015-06-30 | 2016-11-23 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种电池管理方法、单体电池、飞行控制系统及无人机 |
| CN106463787A (zh) * | 2014-04-04 | 2017-02-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于提高在使用电池系统时的安全性的方法和装置 |
| CN107147180A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-08 | 协能济（北京）储能科技有限公司 | 一种可以串联应用的电池组保护电路及其保护方法 |
| CN107253509A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-17 | 深圳前海优时科技有限公司 | 一种使用多单元电池模组的助动车供电方法 |
| CN108075198A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-25 | 株洲广锐电气科技有限公司 | 优化灵活性的蓄电池管理系统及其管理方法 |
| CN108152748A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-12 | 株洲广锐电气科技有限公司 | 蓄电池检测系统及其检测方法 |
| CN108346833A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-07-31 | 深圳新恒业动力科技有限公司 | 电池包系统自动连接装置及其控制方法 |
| WO2018219175A1 (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 常州市派腾电子技术服务有限公司 | 电池电路、电池装置、电子烟和供电控制方法 |
| CN109100597A (zh) * | 2018-10-18 | 2018-12-28 | 奇瑞新能源汽车技术有限公司 | 一种高压环路互锁故障定位电路及定位方法 |
| CN109787327A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-05-21 | 福建飞毛腿动力科技有限公司 | 一种锂离子电池模块管理电路 |
| CN109860741A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-07 | 广州宝狮新能源有限公司 | 一种可兼容容错的大型电池串联与pcs并联系统 |
| CN110103718A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-09 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种电动汽车用高压双向dcdc的旁路保护系统 |
| CN111525633A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-08-11 | 江苏金帆电源科技有限公司 | 一种基于电池自动切换控制系统的串联电池组的管控方法 |
| CN112310570A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-02-02 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池模块、电池组、装置和目标电池单元的失效处理方法 |
| WO2023185895A1 (zh) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 赵依军 | 智能电芯、电池模组和电池包 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2648675Y (zh) * | 2003-04-04 | 2004-10-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 具有冗余电池单元的电池 |
| CN1747278A (zh) * | 2005-10-21 | 2006-03-15 | 成都龙盾数码通信技术有限公司 | 一种对串联电池组充电和放电进行控制的电路 |
| CN101123359A (zh) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | 东华能源科技股份有限公司 | 一种无损均衡充电多节串联电池的充电电路 |
| CN201887489U (zh) * | 2010-06-11 | 2011-06-29 | 李小平 | 串联电池组均衡管理系统 |
| CN202535104U (zh) * | 2012-03-16 | 2012-11-14 | 成都宇能通能源开发有限公司 | 一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统 |
-
2012
- 2012-03-16 CN CN201210070316.9A patent/CN102624050B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2648675Y (zh) * | 2003-04-04 | 2004-10-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 具有冗余电池单元的电池 |
| CN1747278A (zh) * | 2005-10-21 | 2006-03-15 | 成都龙盾数码通信技术有限公司 | 一种对串联电池组充电和放电进行控制的电路 |
| CN101123359A (zh) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | 东华能源科技股份有限公司 | 一种无损均衡充电多节串联电池的充电电路 |
| CN201887489U (zh) * | 2010-06-11 | 2011-06-29 | 李小平 | 串联电池组均衡管理系统 |
| CN202535104U (zh) * | 2012-03-16 | 2012-11-14 | 成都宇能通能源开发有限公司 | 一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统 |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104426140A (zh) * | 2013-09-10 | 2015-03-18 | 上海空间电源研究所 | 一种软硬件结合的蓄电池组过充电保护方法 |
| CN104426140B (zh) * | 2013-09-10 | 2017-06-27 | 上海空间电源研究所 | 一种软硬件结合的蓄电池组过充电保护方法 |
| CN106463787A (zh) * | 2014-04-04 | 2017-02-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于提高在使用电池系统时的安全性的方法和装置 |
| CN106463787B (zh) * | 2014-04-04 | 2021-10-19 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于提高在使用电池系统时的安全性的方法和装置 |
| US10522878B2 (en) | 2014-04-04 | 2019-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for increasing the safety during the use of battery systems |
| CN105896627A (zh) * | 2014-11-05 | 2016-08-24 | 西北工业大学 | 一种基于电池组自重构的系统及其智能控制方法 |
| CN104362706A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-18 | 山东鲁能智能技术有限公司 | 一种提高串联电池组充放过程电池利用率的装置及方法 |
| CN106165235A (zh) * | 2015-06-30 | 2016-11-23 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种电池管理方法、单体电池、飞行控制系统及无人机 |
| US10826137B2 (en) | 2015-06-30 | 2020-11-03 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Battery management method, battery, flight control system and unmanned aerial vehicle |
| US10559861B2 (en) | 2015-06-30 | 2020-02-11 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Battery management method, battery, flight control system and unmanned aerial vehicle |
| CN106165235B (zh) * | 2015-06-30 | 2019-06-04 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种电池管理方法、单体电池、飞行控制系统及无人机 |
| CN108988469A (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-11 | 常州市派腾电子技术服务有限公司 | 一种电池电路、电池装置、电子烟和供电控制方法 |
| WO2018219175A1 (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 常州市派腾电子技术服务有限公司 | 电池电路、电池装置、电子烟和供电控制方法 |
| CN108988469B (zh) * | 2017-05-31 | 2021-08-13 | 常州市派腾电子技术服务有限公司 | 一种电池电路、电池装置、电子烟和供电控制方法 |
| CN107147180A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-08 | 协能济（北京）储能科技有限公司 | 一种可以串联应用的电池组保护电路及其保护方法 |
| CN107253509A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-17 | 深圳前海优时科技有限公司 | 一种使用多单元电池模组的助动车供电方法 |
| CN108152748A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-12 | 株洲广锐电气科技有限公司 | 蓄电池检测系统及其检测方法 |
| CN108075198A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-25 | 株洲广锐电气科技有限公司 | 优化灵活性的蓄电池管理系统及其管理方法 |
| CN108346833A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-07-31 | 深圳新恒业动力科技有限公司 | 电池包系统自动连接装置及其控制方法 |
| CN108346833B (zh) * | 2018-04-19 | 2023-12-08 | 陕西埃普诺新能源科技有限公司 | 电池包系统自动连接装置及其控制方法 |
| CN109100597A (zh) * | 2018-10-18 | 2018-12-28 | 奇瑞新能源汽车技术有限公司 | 一种高压环路互锁故障定位电路及定位方法 |
| CN109860741A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-07 | 广州宝狮新能源有限公司 | 一种可兼容容错的大型电池串联与pcs并联系统 |
| CN109787327A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-05-21 | 福建飞毛腿动力科技有限公司 | 一种锂离子电池模块管理电路 |
| CN110103718A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-09 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种电动汽车用高压双向dcdc的旁路保护系统 |
| CN112310570A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-02-02 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池模块、电池组、装置和目标电池单元的失效处理方法 |
| CN111525633A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-08-11 | 江苏金帆电源科技有限公司 | 一种基于电池自动切换控制系统的串联电池组的管控方法 |
| WO2023185895A1 (zh) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 赵依军 | 智能电芯、电池模组和电池包 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102624050B (zh) | 2014-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102624050B (zh) | 一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统 | |
| US8471529B2 (en) | Battery fault tolerant architecture for cell failure modes parallel bypass circuit | |
| US9024586B2 (en) | Battery fault tolerant architecture for cell failure modes series bypass circuit | |
| US9859751B2 (en) | Switchable uninterruptible power supply system and battery charging method thereof | |
| CN202474990U (zh) | 一种无环流的电池组装置 | |
| CN101667737B (zh) | 供电系统及电池充/放电控制方法 | |
| CN108336780B (zh) | 一种梯次利用电池包控制方法及系统 | |
| CN103560548A (zh) | 新型电池组、电池组连接方法及电池组充放电管理方法 | |
| KR20120107302A (ko) | 배터리 팩 연결 제어 장치 및 방법 | |
| CN102222949A (zh) | 电池管理装置及方法 | |
| CN102545322B (zh) | 一种电池模块、供电系统及电池供电控制方法 | |
| CN202535104U (zh) | 一种可自动切除串联电池组中失效单元的电池管理系统 | |
| CN104201654A (zh) | 一种电池组均衡保护系统及方法 | |
| CN108110352A (zh) | 一种锂电池均衡管理系统 | |
| CN201860130U (zh) | 防止单体电池过充电和过放电的系统 | |
| CN105071525A (zh) | 不间断供电系统 | |
| CN104578364A (zh) | 一种配电站直流备用电源 | |
| CN202405763U (zh) | 过放电保护电路及使用该电路的电池 | |
| CN102457101A (zh) | 电池备用电源装置 | |
| CN105515130A (zh) | 一种采用总分结构的电池组均衡电路 | |
| CN2922234Y (zh) | 动力锂离子电池的过放电保护电路 | |
| CN202564926U (zh) | 多节锂离子电池充放电保护电路 | |
| CN203983968U (zh) | 一种磷酸铁锂电池组保护板 | |
| CN203406389U (zh) | 一种电动汽车电池组并联控制盒 | |
| CN209930016U (zh) | 一种储能电站 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20120801 Assignee: SICHUAN SAIGAOS TECHNOLOGY CO., LTD. Assignor: Chengdu Yunengtong Energy Development Co., Ltd. Contract record no.: 2014510000190 Denomination of invention: Battery management system capable of automatically shutting off unavailable units in serial-connection battery pack Granted publication date: 20140219 License type: Exclusive License Record date: 20141210 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140219 Termination date: 20190316 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |