CN104753108A - 一种后备电源 - Google Patents

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Abstract

为克服现有技术中后备电源中动力电池模块的采样输出端与采样保护模块中的采样输入端可能混插,导致采样保护模块损坏,电池管理系统的保护功能失效的问题,本发明实施例提供了一种后备电源,其中,所述电池管理系统包括采样保护模块、充放电控制模块及防混插模块;采用本发明实施例提供的后备电源,由于在电池管理系统内加入了防混插模块,当后备电源与电池管理系统出现混插情况时,能够防止保护IC损坏,能够及时切断充放电,以便用户及时发现。并有效防止了在混插的情况下电池管理系统对单体电池的保护失效,防止异常充电或放电、过充或者过放的发生。并降低了其安装和维护的难度及成本。

Description

一种后备电源
技术领域
本发明涉及一种后备电源,尤其指该后备电源模块内的电池管理系统。
背景技术
在通信基站等领域,需要使用后备电源,以防市电突然掉电,最早使用铅酸电池形成电池组以作为动力电池模块,目前,已经逐步采用锂离子电池(特别是其中的磷酸铁锂电池)替代了铅酸电池。一般动力电池模块需要配合电池管理系统(英文全称:Battery Management System,英文简称:BMS)使用,避免单节电池出现过充过放的异常,从而影响后备电池的寿命甚至带来安全风险。
锂离子电池的容量越大,其体积也越大,重量越重。通常低容量的后备电源会将电池组和电池管理系统集成为一个整体,这也是最为方便可靠的。而高容量的后备电源若将电池组和电池管理系统集成为一个整体,将给后备电源的安装和维护带来相当大的困难,例如容量为50Ah、100Ah、200Ah,电压平台在36V、48V的后备电源移动起来显然较为困难。所以就出现了分包再串联的形式,这样就可以将原来的12串或者16串的比较笨重的动力电池模块分成每4串一个电池包,在安装维护现场,再将小的电池包串成大的动力电池模块,并且每个电池包均引出有采样输出端。
如图1所示,现有的后备电源包括动力电池模块2及电池管理系统100,所述电池管理系统100包括采样保护模块3、充放电控制模块1;
以8串的动力电池模块2为例,如图2所示,所述动力电池模块2包括若干相互串联的电池包21,比如图2中串联了2个电池包21,每个电池包21内串联有4个单体电池,所述动力电池模块2内单体电池的两端设有采样线,若干采样线的输出端子集成为一采样输出端22;每个电池包21引出一采样输出端22。
所述采样保护模块3用于接收所述动力电池模块2内所述采样输出端22的采样信号,并根据所述采样信号,产生充放电控制信号;所述充放电控制模块1接收所述充放电控制信号,并根据所述充放电控制信号,控制直流电源5向直流负载6供电及为所述动力电池模块2充电,或控制所述动力电池模块2向所述直流负载5供电。
如图2中所示,其电池管理系统100的采样保护模块3包括若干采样输入端32和对应数量的保护IC31(英文名称:Integrated Circuit,中文全称:集成电路);所述采样输入端32与所述动力电池模块2上的采样输出端22对接,以获得所述动力电池模块2上的采样信号,然后将所述采样信号传送给所述保护IC31;所述保护IC31级联,其中,前一个保护IC31将级联控制信号传递给后一保护IC31;最后的保护IC31最终将充放电控制信号发送充放电控制模块1。
然而,采用此种方式,由于在动力电池模块2内设有多个的采样输出端22,同时在采样保护模块3上对应设有多个的采样输入端32;导致可能出现采样输出端22与采样输入端32对接时混接接错的问题。比如将图2中下部的电池包21上的采样输出端22连接到上部的采样保护模块3的采样输出端32上,将上部的电池包21上的采样输出端22连接到下部的采样保护模块3的采样输出端32上。
而混插将会导致保护IC31损坏,电池管理系统100的保护功能失效,单体电池由于过充或者过放而导致异常,甚至电池管理系统100完全瘫痪。待维护和安装人员发现混插异常时,也为时已晚,只能更换电池管理系统100甚至更换动力电池模块2。这给维护和安装工作带来了大大的不便,也加大了安装和维护成本。
发明内容
为克服现有技术中后备电源中动力电池模块的采样输出端与采样保护模块中的采样输入端可能混插,导致采样保护模块损坏,电池管理系统的保护功能失效的问题,本发明实施例提供了一种后备电源。
本发明实施例提供的后备电源,包括动力电池模块及电池管理系统;
所述动力电池模块包括若干相互串联的电池包,所述电池包包括若干相互串联的单体电池;
所述单体电池的两端设有采样线,若干采样线的输出端子集成为一采样输出端;
其中,所述电池管理系统包括采样保护模块、充放电控制模块及防混插模块;
所述采样保护模块用于接收所述动力电池模块内所述采样输出端的采样信号,并根据所述采样信号,向所述防混插模块发送初级控制信号;
所述防混插模块用于接收所述采样保护模块发送的初级控制信号,并根据所述初级控制信号向所述充放电控制模块发送充放电信号;
所述充放电控制模块用于接收所述防混插模块发送的充放电信号,并根据所述充放电信号,控制直流电源向直流负载供电及为所述动力电池模块充电,或控制所述动力电池模块向直流负载供电。
采用本发明实施例提供的后备电源,由于在电池管理系统内加入了防混插模块,当后备电源与电池管理系统出现混插情况时,能够防止保护IC损坏,能够及时切断充放电,以便用户及时发现。并有效防止了在混插的情况下电池管理系统对单体电池的保护失效,防止异常充电或放电、过充或者过放的发生。并降低了其安装和维护的难度及成本。
优选地,所述采样保护模块包括若干采样输入端和对应数量的保护IC;
所述防混插模块包括取电电路及信号转换电路;
所述取电电路从所述采样输入端获取输入电压,为所述信号转换电路提供电源;
所述采样输入端与所述动力电池模块上的采样输出端对接,以获得所述动力电池模块上的采样信号,然后将所述采样信号传送给所述保护IC;
所述保护IC级联,其中,前一个保护IC将级联控制信号传递给后一保护IC;最后的保护IC最终将初级控制信号发送给所述信号转换电路;
所述信号转换电路接收所述初级控制信号,根据所述初级控制信号产生充放电信号,并将所述充放电信号发送给充放电控制模块。
优选地,所述防混插模块还包括一芯片保护电路,所述芯片保护电路用于在混插时保护所述保护IC,防止所述保护IC因大压降损坏。
优选地,所述芯片保护电路为一大功率电阻,所述大功率电阻串联在两个保护IC的级联电路上。
优选地,所述取电电路包括正极取电电路和负极取电电路;
所述正极取电电路包括两并联的正极二极管;两正极二极管的阳极分别电连接至采样输入端的高压端,阴极连接在一起,作为给信号转换电路提供电源的正极接口;
所述负极取电电路包括两并联的负极二极管;两负极二极管的阴极分别电连接至采样输入端的低压端,阳极连接在一起,作为给信号转换电路提供电源的负极接口;
在所述正极接口和负极接口之间串联一第二保护电阻和一第二稳压管,且在第二稳压管上并联一电容,在第二稳压管与第二保护电阻间引出一参考电源。采用该取电电路,可以防止在出现混插时,信号转换电路取不到电或取电电压异常的情况出现。
优选地,所述信号转换电路包括第一开关电路及第二开关电路;
所述第一开关电路包括保护电阻、防反二极管、第一转换开关、第一下拉电阻;所述保护电阻的一端连接取电电路的正极接口;另一端连接防反二极管的阳极;
所述防反二极管阴极与所述第一转换开关的漏极连接;所述第一转换开关的源极与保护IC的参考地连接;
所述第一转换开关的栅极G与所述保护IC连接,且其栅极G通过所述第一下拉电阻与所述参考地连接;
所述第二开关电路包括稳压管、第二下拉电阻及第二转换开关;
所述第二转换开关的源极与取电电路的参考电源连接,其漏极经所述第二下拉电阻连接至所述取电电路的负极接口,栅极G连接至所述保护电阻与防反二极管之间;所述第二下拉电阻的另一端连接至所述负极取电电路的负极接口;
所述稳压管的阴极连接至所述第二转换开关的栅极G,阳极连接至所述取电电路的负极接口;
所述第二转换开关的漏极与第二下拉电阻间接出一输出所述充放电信号的充放电信号输出接口。
优选地,所述第一转换开关为NMOS管,所述第二转换开关为PMOS管。
优选地,所述单体电池为锂离子电池。
优选地,所述单体电池为磷酸铁锂电池。
优选地,所述若干采样输入端及所述保护IC被固化在同一PCB上。
附图说明
图1是现有技术中后备电源模块示意图;
图2是现有技术中进一步细化的后备电源模块示意图;
图3是本发明具体实施方式中提供的后备电源模块示意图;
图4是本发明具体实施方式中提供的一种优选的后备电源模块示意图;
图5是图4进一步细化的模块示意图;
图6是本发明具体实施方式中提供的一种动力电池模块示意图;
图7是本发明具体实施方式中提供的取电电路示意图;
图8是本发明具体实施方式中提供的信号转换电路具体示意图。
其中,1、充放电控制模块;2、动力电池模块;3、采样保护模块;4、防混插模块;5、直流电源;6、直流负载;100、电池管理系统;21、电池包;22、采样输出端;31、保护IC;32、采样输入端;41、芯片保护电路;42、取电电路;43、信号转换电路;Rp、大功率电阻;A、正极接口;B、负极接口;C、初级控制信号输出接口;D、充放电信号输出接口;R1、第一保护电阻;R2、第一下拉电阻;R3、第二下拉电阻;D1、防反二极管;Q1、第一转换开关;Q2、第二转换开关;ZD1、第一稳压管;VCC、参考电源;R4、第二保护电阻;ZD2、第二稳压管;C1、电容。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例
本例将对后备电源进行具体说明,如图3所示,其包括动力电池模块2及电池管理系统100;
如图5、图6所示,所述动力电池模块2包括若干相互串联的电池包21,所述电池包21包括若干相互串联的单体电池;
所述动力电池模块2内单体电池的两端设有采样线,若干采样线的输出端子集成为一采样输出端22;
其中,如图3所示,所述电池管理系统100包括采样保护模块3、充放电控制模块1及防混插模块4;
所述采样保护模块3用于接收所述动力电池模块2内所述采样输出端22的采样信号,并根据所述采样信号,向所述防混插模块4发送初级控制信号;
所述防混插模块4用于接收所述采样保护模块3的初级控制信号,并根据所述初级控制信号向所述充放电控制模块1发送充放电信号;
所述充放电控制模块1用于接收所述防混插模块4的充放电信号,并根据所述充放电信号,控制直流电源5向直流负载6供电及为所述动力电池模块2充电,或控制所述动力电池模块2向所述直流负载6供电。
其中,所述单体电池为锂离子电池,进一步优选所述单体电池采用磷酸铁锂电池。
为符合后备电源的电压电流要求,一般动力电池模块2采用8串、12串、16串的形式,如背景技术中所说,串数如果较大,串联在一个电池包21中将显得电池包21体积较大、笨重,安装和维护均不方便,因此,本例中将其拆分为若干个电池包21,比如每包内串联4个单体电池,则8串的动力电池模块2可以采用两个电池包21串联的方式,12串的动力电池模块2可以采用三个电池包21串联的方式,而16串的电池包21则可以采用4个电池包21串联的方式。如本例图5、图6中所示,以后备电源采用8串的动力电池模块2为例,内部串联两个电池包21,每个电池包21内串联有4个单体电池。采用上述分包级联的方式,可以减轻动力电池模块2的安装和维护难度。
所述充放电控制模块1具有开关的作用,处于充电状态、放电状态、或者可充放状态,由防混插模块4提供的充放电信号来控制。可以在充电和放电之间进行切换。当市电有电时,切换为充电状态,当动力电池模块2电池容量不足时,控制直流电源5向直流负载6供电的同时,为所述动力电池模块2充电。当市电掉电时,切换为放电状态,控制所述动力电池模块2向所述直流负载6供电。保证直流负载6不断电,这也是用户使用后备电源的目的。
作为一种优选的实施方式,如图5所示,所述采样保护模块3包括若干采样输入端32和对应数量的保护IC31;
如图4、图5所示,所述防混插模块4包括取电电路42及信号转换电路43;
所述取电电路42从所述采样输入端32获取输入电压,为所述信号转换电路43提供电源;
所述采样输入端32与所述动力电池模块2上的采样输出端22对接,以获得所述动力电池模块2上的采样信号,然后将所述采样信号传送给所述保护IC31;
所述保护IC31级联,其中,前一个保护IC31将级联控制信号传递给后一保护IC31;最后的保护IC31最终将初级控制信号发送给所述信号转换电路43;
所述信号转换电路43接收所述初级控制信号,根据所述初级控制信号产生充放电信号,并将所述充放电信号发送给充放电控制模块1。
所谓的保护IC31指将具备输入采样信号,由此检测动力电池模块2的状态,防止其出现过充、过放、过电流的状况,以此实现对动力电池模块2的保护,并可输出控制信号,实现对后续充放电控制模块1的控制。一般将其功能集成在半导体芯片中。因此也可称作保护芯片。目前市面上有现存的保护芯片可以获取。
由于采样保护模块3中的保护IC31限制串数一般为4串、6串、10串等,因此,对于8串的动力电池模块2,我们可以采用2片4串的保护IC31级联或者采用1片10串的保护IC31,对于16串的电池包21我们就可能选4片4串的保护IC31级联。如图5中所示,对应该2个电池包21,本例中采用2片保护IC31级联。
上述采样保护模块3的采样输入端32与动力电池模块2的的采样输出端22对接,保护IC31由此获取单体电池两端的电压信息,由单体电池的电压信息判断给出是否允许充放电的初级控制信号,并给防混插模块4输出相应的初级控制信号。
所述防混插模块4从采样保护模块3获取初级控制信号,并将该初级控制信号进行转化,输出充放电信号到充放电控制模块1。如果采样保护模块3的采样输入端32与动力电池模块2中的采样输出端22出现混插,防混插模块4将输出禁止充放电的信号给充放电控制模块1,以切断后备电源的充放电回路。防止损坏保护IC31的情形发生。
上述的若干采样输入端32及所述保护IC31被固化在同一PCB上。采样输入端32有固定引脚对应每个保护IC31。已将采样输入端32的采样信号输入对应的保护IC31。
如图6所示,将8串的动力电池模块2分成上、下两个电池包21,下部的电池包21内设有B1-B4四个单体电池,上部的电池包21内设有B5-B8四个单体电池,其中设有若干采样线,其采样线的末端的输出端子被集成为两个采样输出端22。如图中所示,下部的电池包21内设有5个采样端子,分别为P1-、P1、P2、P3、P4,其中P1-作为动力电池模块2的负极接地。上部的电池包21内设有5个采样端子,分别为P5-、P5、P6、P7、P8,其中P8作为动力电池模块2的正极。可看出,其中P4和P5-是等价的。采样保护模块3中的采样输入端32与该采样输出端22对应,因此每个采样输入端32中也对应设有5个输入端子。为方便描述起见,同样将图中下部的采样输出端22的对应的下部采样输入端32的输入端子标记为P1-、P1、P2、P3、P4,同样将图中上部的采样输出端22的对应的上部采样输入端32的输入端子标记为P5-、P5、P6、P7、P8。
为方便后续描述,将图6中靠近下端的输出端口称为低压端,将图中靠近上端的输出端口称为高压端。比如P1-是下部采样输出端22的低压端,P4是下部采样输出端22的高压端,同样地,图中P5-是上部采样输出端22的低压端,P8是上部采样输出端22的高压端。当然,相对而言,每个单体电池之间也有高压端、低压端之分。
图中上部的保护IC31对应图中上部电池包21(高端4串单体电池)的保护芯片;图中上部保护IC31与下部保护IC31级联,该上部的保护IC31通过采样输出端22对高4串单体电池的电压采样,并根据高4串的单体电池状态输出级联控制信号传递给下部的保护IC31。
所述图中下部的保护IC31对应图中下部电池包21(低端4串单体电池)的保护芯片;图中下部保护IC31通过采样输出端22对低4串单体电池的电压采样,同时接收图中上部保护IC31输入的级联控制信号,最后输出最终的初级控制信号传递给信号转换模块。
作为一种优选的实施方式,如图4、图5所示,所述防混插模块4还包括一芯片保护电路41,所述芯片保护电路41用于在混插时保护所述保护IC31,防止所述保护IC31因大压降损坏。所述芯片保护电路41串联在两保护IC31之间。其中,本例提供的所述芯片保护电路41为一大功率电阻Rp,所述大功率电阻Rp串联在两个保护IC31的级联电路上。具体的,如图5、图6中所示,将大功率电阻Rp的一端接在上部保护芯片IC的接地端,另一端接在所述下部的采样输入端32的P4端口上。当混插时,将会导致大功率电阻Rp两端压差远大于0V,此时大功率电阻Rp承受主要压降,避免保护IC31因大压降被损坏。
本例中的取电方式与普通的取电方式不同,其取电电路42没有直接从P8和P1-之间直接取电,因为这样一旦混插,原来的P8可能变成P4,原来的P1-可能变成P5-,电压就会出现明显变化,继而影响后续电路。
作为一种优选实施的方式,如图7所示,所述取电电路42包括正极取电电路和负极取电电路;
所述正极取电电路包括两并联的正极二极管D2、D3;两正极二极管D2、D3的阳极分别电连接至采样输入端32的高压端,阴极连接在一起,作为给信号转换电路43提供电源的正极接口A;
所述负极取电电路包括两并联的负极二极管D4、D5;两负极二极管D4、D5的阴极分别电连接至采样低压端,阳极连接在一起,作为给信号转换电路43提供电源的负极接口B。
同时,在正极接口A和负极接口B之间串联一第二保护电阻R4和一第二稳压管ZD2,且在第二稳压管上并联一电容C1,并在第二稳压管与第二保护电阻间引出一参考电源VCC。参考电源VCC是将取电电路输出电压进行降压处理获取的,参考电源VCC要小于取电电路的正极接口的输出电压,但是上述正极接口A和参考电源VCC电压共参考地。第二保护电阻R4一端与正极接口A连接,另一端与第二稳压管ZD2的阴极连接,第二稳压管ZD2的阳极与负极接口B连接;电容C1跨接在第二稳压管ZD2两端,从第二稳压管ZD2阴极输出以负极接口B为参考的参考电源VCC,参考电源VCC电压值基本等于第二稳压管ZD2稳压电压值。为了配合后面的信号转换电路,第二稳压管ZD2的选型与图8中第一文雅管ZD1选型保持一致。
具体的,本例中将正极取电电路的两个正极二极管D2、D3的阳极分别电连接至P8、P4,而将负极取电电路的两个负极二极管D4、D5的阴极分别电连接至P1-、P5-。此种防混插设计的取电电路42会在出现混插的情况同样从P8和P1-之间取电,电压不会受影响。采用该取电电路42,可以防止在出现混插时,信号转换电路43取不到电或取电电压异常的情况出现。
本例中增加的信号转换电路43在防混插设计中是非常重要的,现有设计中并无该电路,而是直接将将采样保护模块3输出的控制信号直接传递给充放电控制模块1。而采样保护模块3的控制信号参考地是P1-,在出现混插的时候,参考地就会发生变化,P1-可能变成P5-,而充放电控制模块1的参考地依然是P1-。混插时,采样保护模块3给出禁止充电的控制信号,信号电压等于B5-电压,与充放电控制模块1的参考地P1-之间有压差,这个压差会导致充放电控制模块1启动工作。本应禁止充电的控制信号被当成充电信号。
作为一种优选实施的方式,如图8所示,所述信号转换电路43包括第一开关电路及第二开关电路;
所述第一开关电路包括第一保护电阻R1、防反二极管D1、第一转换开关Q1、第一下拉电阻R2;所述第一保护电阻R1的一端连接取电电路42的正极接口A;另一端连接防反二极管D1的阳极;
所述防反二极管D1阴极与所述第一转换开关Q1的漏极D连接;所述第一转换开关Q1的源极S与保护IC31的参考地连接;
所述第一转换开关Q1的栅极G与所述保护IC31连接,且其栅极G通过所述第一下拉电阻R2与所述参考地连接;
所述第二开关电路包括第一稳压管ZD1、第二下拉电阻R3及第二转换开关Q2;
所述第二转换开关Q2的源极S与取电电路42的参考电源VCC连接,其漏极D经所述第二下拉电阻R3连接至所述取电电路42的负极接口B,栅极G连接至所述第一保护电阻R1与防反二极管D1之间;所述第二下拉电阻R3的另一端连接至所述负极取电电路的负极接口B;
所述第一稳压管ZD1的阴极连接至所述第二转换开关Q2的栅极G,阳极连接至所述取电电路42的负极接口B;
所述第二转换开关Q2的漏极D与第二下拉电阻R3间接出一输出所述充放电信号的充放电信号输出接口D。
第一稳压管ZD1的选型时,选稳压电压等于取电电路42上电压的第二稳压管ZD2。
所谓的所述第一转换开关Q1的栅极G与所述保护IC31连接,具体指与该保护IC31的初级控制信号输出接口C连接,该初级控制信号输出接口C用来输出该初级控制信号。
采用本例提供的信号转换电路43,当其初级控制信号输出接口C向保护IC31输出的初级控制信号为对P1-的高电平时,信号转换电路43输出高电平;当其初级控制信号输出接口C向保护IC31输出的初级控制信号为对P1-的低电平时,信号转换电路43输出低电平。
具体的,保护IC31传递给信号转换电路43的初级控制信号是有两个控制信号,一个充电控制信号,一个放电控制信号。信号转换电路43是由两个一模一样的电路对充电控制信号和放电控制信号进行转换,最终将充电控制信号和放电控制信号处理后,输出给充放电控制模块1。
下面描述其工作过程:当初级控制信号输出接口C输入的信号为高电平时,第一转换开关Q1的栅极G和源极S之间形成一个正压差,该压差大于第一转换开关Q1的额定导通电压时,源极S和漏极D导通,取电电路42的正极接口A通过第一保护电阻R1和防反二极管D1对输入端子P1-(即上述参考地)导通,形成回路;此时第二转换开关Q2的栅极G电平通过防反二极管D1下拉到输入端子P1-,形成低电平,第二转换开关Q2的栅极G与源极S之间形成负压差,当该压差小于第二转换开关Q2的额定导通电压时,源极S和漏极D导通,参考电源VCC通过第二转换开关Q2和第二下拉电阻R3对取电电路42的负极接口B导通,充放电信号输出接口D的电平等于参考电源VCC,为高电平。当初级控制信号输出接口C输入的信号为低电平时,第一转换开关Q1的栅极G和源极S之间压差为零,源极G和漏极S不能导通,取电电路42的正极接口A对输入端子P1-的回路被切断;此时第一稳压管ZD1起到稳压作用,第二转换开关Q2的栅极电压等于第一稳压管ZD1的稳压电压,也等于取电电路中第二稳压管ZD2的稳压电压,即参考电源VCC、第二转换开关Q2的栅极G与源极S之间压差为零,源极S和漏极D无法导通,充放电信号输出接口D通过下拉电阻R3的作用,输出电压等于取电电路42的负极接口B的电压,即为低电平。
正常情况下,当其信号转换电路43输出的充放电控制信号为高电平时,控制其进入可充/放状态。当其信号转换电路43输出的充放电控制信号为低电平时,控制其进入禁止充/放状态。一旦出现混插,信号转换电路43持续接收到低电平信号,也持续输出低电平信号,将禁止充电和放电。
进一步优选的,所述第一转换开关Q1为NMOS管(英文全称:N-channelMetal Oxide Semiconductor。中文全称:N沟道金属氧化物半导体),所述第二转换开关Q2为PMOS管(英文全称:P-channel Metal Oxide Semiconductor,中文全称:P沟道金属氧化物半导体)。
采用本发明实施例提供的后备电源,由于在电池管理系统100内加入了防混插模块4,当后备电源与电池管理系统100出现混插情况时,能够防止保护IC31损坏,能够及时切断充放电,以便用户及时发现。并有效防止了在混插的情况下电池管理系统100对单体电池的保护失效,防止异常充电或放电、过充或者过放的发生。并降低了其安装和维护的难度及成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种后备电源,包括动力电池模块及电池管理系统;
所述动力电池模块包括若干相互串联的电池包,所述电池包包括若干相互串联的单体电池;
所述单体电池的两端设有采样线,若干采样线的输出端子集成为一采样输出端;
其特征在于,所述电池管理系统包括采样保护模块、充放电控制模块及防混插模块;
所述采样保护模块用于接收所述动力电池模块内所述采样输出端的采样信号,并根据所述采样信号,向所述防混插模块发送初级控制信号;
所述防混插模块用于接收所述采样保护模块发送的初级控制信号,并根据所述初级控制信号向所述充放电控制模块发送充放电信号;
所述充放电控制模块用于接收所述防混插模块发送的充放电信号,并根据所述充放电信号,控制直流电源向直流负载供电及为所述动力电池模块充电,或控制所述动力电池模块向直流负载供电。
2.根据权利要求1所述的后备电源,其特征在于,所述采样保护模块包括若干采样输入端和对应数量的保护IC;
所述防混插模块包括取电电路及信号转换电路;
所述取电电路从所述采样输入端获取输入电压,为所述信号转换电路提供电源;
所述采样输入端与所述动力电池模块上的采样输出端对接,以获得所述动力电池模块上的采样信号,然后将所述采样信号传送给所述保护IC;
所述保护IC级联,其中,前一个保护IC将级联控制信号传递给后一保护IC;最后的保护IC最终将初级控制信号发送给所述信号转换电路;
所述信号转换电路接收所述初级控制信号,根据所述初级控制信号产生充放电信号,并将所述充放电信号发送给充放电控制模块。
3.根据权利要求2所述的后备电源,其特征在于,所述防混插模块还包括一芯片保护电路,所述芯片保护电路用于在混插时保护所述保护IC,防止所述保护IC因大压将损坏。
4.根据权利要求3所述的后备电源,其特征在于,所述芯片保护电路为一大功率电阻,所述大功率电阻串联在两个保护IC的级联电路上。
5.根据权利要求3所述的后备电源,其特征在于,所述取电电路包括正极取电电路和负极取电电路;
所述正极取电电路包括两并联的正极二极管;两正极二极管的阳极分别电连接至采样输入端的高压端,阴极连接在一起,作为给信号转换电路提供电源的正极接口;
所述负极取电电路包括两并联的负极二极管;两负极二极管的阴极分别电连接至采样输入端的低压端,阳极连接在一起,作为给信号转换电路提供电源的负极接口;
在所述正极接口和负极接口之间串联一第二保护电阻和一第二稳压管,且在第二稳压管上并联一电容,在第二稳压管与第二保护电阻间引出一参考电源。
6.根据权利要求5所述的后备电源,其特征在于,所述信号转换电路包括第一开关电路及第二开关电路;
所述第一开关电路包括保护电阻、防反二极管、第一转换开关、第一下拉电阻;所述保护电阻的一端连接取电电路的正极接口;另一端连接防反二极管的阳极;
所述防反二极管阴极与所述第一转换开关的漏极连接;所述第一转换开关的源极与保护IC的参考地连接;
所述第一转换开关的栅极与所述保护IC连接,且其栅极通过所述第一下拉电阻与所述参考地连接;
所述第二开关电路包括稳压管、第二下拉电阻及第二转换开关;
所述第二转换开关的源极与取电电路的参考电源连接,其漏极经所述第二下拉电阻连接至所述取电电路的负极接口,栅极连接至所述保护电阻与防反二极管之间;所述第二下拉电阻的另一端连接至所述负极取电电路的负极接口;
所述稳压管的阴极连接至所述第二转换开关的栅极,阳极连接至所述取电电路的负极接口;
所述第二转换开关的漏极与第二下拉电阻间接出一输出所述充放电信号的充放电信号输出接口。
7.根据权利要求6所述的后备电源,其特征在于,所述第一转换开关为NMOS管,所述第二转换开关为PMOS管。
8.根据权利要求1所述的后备电源,其特征在于,所述单体电池为锂离子电池。
9.根据权利要求1所述的后备电源,其特征在于,所述单体电池为磷酸铁锂电池。
10.根据权利要求2所述的后备电源,其特征在于,所述若干采样输入端及所述保护IC被固化在同一PCB上。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106058938A (zh) * 2016-08-02 2016-10-26 南京鹏茂信息科技有限公司 一种基于通信用不同放电倍率电池组模块化应用并网控制器
CN107797009A (zh) * 2017-11-28 2018-03-13 郑州云海信息技术有限公司 一种电源混插检测系统和电源模块
CN111146515A (zh) * 2019-12-23 2020-05-12 电子科技大学 一种基于二极管实现的芯片级联电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6466024B1 (en) * 1988-07-13 2002-10-15 Electronic Development, Inc. Multi-battery fuel saving and emission reduction system for automotive vehicles
WO2008128764A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Energy storage assembly with poka-yoke connections
CN201667372U (zh) * 2010-02-01 2010-12-08 岑卫东 用于电池管理系统的电路
CN202435118U (zh) * 2011-12-12 2012-09-12 深圳市比亚迪锂电池有限公司 一种后备电源系统
CN102820486A (zh) * 2012-06-28 2012-12-12 上海广为美线电源电器有限公司 大电流放电技术的磷酸铁锂电池组模块

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6466024B1 (en) * 1988-07-13 2002-10-15 Electronic Development, Inc. Multi-battery fuel saving and emission reduction system for automotive vehicles
WO2008128764A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Energy storage assembly with poka-yoke connections
CN101682019A (zh) * 2007-04-24 2010-03-24 Temic汽车电机有限公司 具有防错接功能的储能组件
CN201667372U (zh) * 2010-02-01 2010-12-08 岑卫东 用于电池管理系统的电路
CN202435118U (zh) * 2011-12-12 2012-09-12 深圳市比亚迪锂电池有限公司 一种后备电源系统
CN102820486A (zh) * 2012-06-28 2012-12-12 上海广为美线电源电器有限公司 大电流放电技术的磷酸铁锂电池组模块

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106058938A (zh) * 2016-08-02 2016-10-26 南京鹏茂信息科技有限公司 一种基于通信用不同放电倍率电池组模块化应用并网控制器
CN106058938B (zh) * 2016-08-02 2019-03-29 南京鹏茂信息科技有限公司 一种基于通信用不同放电倍率电池组模块化应用并网控制器
CN107797009A (zh) * 2017-11-28 2018-03-13 郑州云海信息技术有限公司 一种电源混插检测系统和电源模块
CN111146515A (zh) * 2019-12-23 2020-05-12 电子科技大学 一种基于二极管实现的芯片级联电路

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