CN105656105B - 电池组系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池组系统，包括：串联的n节电池、分别与n节电池一一对应连接的n个BMS、以及分别与n个BMS一一对应连接的n个隔离电源；第一隔离电源的输入端连接至与其对应的第1节电池，第一隔离电源的输出端连接至第2节电池对应的第二隔离电源的输入端，第二隔离电源的输出端连接至第3节电池对应的第三隔离电源的输入端，第n‑1节电池对应的第n‑1隔离电源的输出端连接至第n节电池对应的第n隔离电源的输入端，第n隔离电源的输出端连接至第n BMS；其中，第1节电池是n节电池中电位最低的电池，n为正整数。逐节隔离供电，应用于高电压串联电池组的BMS供电，省去了高绝缘电压的供电电源，降低BMS成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理系统领域，尤其涉及一种电池组系统。
背景技术
目前，在电池单体工艺以及电池串联成组方面，经过长期的工程实践已积累了很多成熟的经验，例如电池位置排布、极耳的连接工艺、动力线的连接、电池管理系统的集成等。即使由于工艺水平限制而造成了单体电池可用容量的较大差异，也可以通过主动均衡、被动均衡等不同的电池均衡方法有效缓解串联电池组SOC(State of Charge，荷电状态或剩余电量)的不平衡。电池串联成组应用方式可充分发挥电池管理系统的单体管理模式的优势，大大降低了单体电池滥用的可能性，有效提高了电池的安全性和使用寿命。
现有的电池管理系统(Battery Management System，简称为BMS)，其工作电源一般为5V或12V，而串联电池组的电压可以达到1000V～2000V，高压系统为电池管理系统供电需要外加隔离的DC/DC转换器将电池组电压变换后再供给电池管理系统。
目前高电压串联电池组的电池管理系统供电示意图如图1所示，每节电池的BMS供电电源均需要隔离电源(以隔离DC/DC为例)来提供，根据隔离DC/DC的功率决定其可以连接几个BMS电源，功率大，可以多接几个BMS电源。隔离DC/DC的输入端可以连接外接电源，采用单独供电。隔离DC/DC的绝缘要求是根据电池组中的电池串联数量而定的，当电池串联数量较多，直流电压较高时，就需要增加隔离DC/DC的绝缘距离，隔离DC/DC的价格升高，导致电池管理系统的成本增加。
高电压输入的隔离电源所需成本较高，应用不够方便。同时当电池管理系统进入休眠模式时，其待机功耗仍然不可以忽略，在备用电源应用场合下，容易出现电压过放情况，存在把电池放空的危险，而电池如果电量长期放空后易导致自身损坏或充放电效率降低。
发明内容
本发明提供了一种电池组系统，以至少解决现有技术中高电压串联电池组的电池管理系统的供电成本高，应用不够方便的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种电池组系统，包括：串联的n节电池、分别与所述n节电池一一对应连接的n个电池管理系统BMS、以及分别与所述n个BMS一一对应连接的n个隔离电源；第一隔离电源的输入端连接至与其对应的第1节电池，所述第一隔离电源的输出端连接至第2节电池对应的第二隔离电源的输入端，所述第二隔离电源的输出端连接至第3节电池对应的第三隔离电源的输入端，第n-1节电池对应的第n-1隔离电源的输出端连接至第n节电池对应的第n隔离电源的输入端；其中，所述第1节电池是所述n节电池中电位最低的电池，n为正整数。
在一个实施例中，所述隔离电源包括以下之一：隔离DC/DC电路、隔离变压器、光耦隔离电路。
在一个实施例中，所述电池组系统还包括：电力变换器和连接至所述电力变换器的负载；其中，所述电力变换器连接至所述n节电池中的全部或部分电池，用于将直流电压转换为交流电压，为所述负载供电。
通过本发明的电池组系统，提供了一种高电压串联电池组的电池管理系统的供电方式，基于底层电源隔离传输供电，即逐节隔离供电，每组节池之间的隔离要求较低，成本极低，有效地应用于高电压串联电池组的电池管理系统供电，省去了高绝缘电压的供电电源，降低电池管理系统的成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是现有技术的电池管理系统的供电示意图；
图2是本发明实施例的电池组系统的示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种电池组系统，图2是本发明实施例的电池组系统的示意图。如图2所示，该电池组系统包括：串联的n节电池、分别与n节电池一一对应连接的n个电池管理系统BMS、以及分别与n个BMS一一对应连接的n个隔离电源。
第一隔离电源的输入端连接至与其对应的第1节电池，第一隔离电源的输出端连接至第2节电池对应的第二隔离电源的输入端，第二隔离电源的输出端连接至第3节电池对应的第三隔离电源的输入端，隔离电源之间按照上述连接顺序依次连接，直至第n-1节电池对应的第n-1隔离电源的输出端连接至第n节电池对应的第n隔离电源的输入端；其中，第1节电池是n节电池中电位最低的电池，n为正整数。
通过本发明实施例的电池组系统，提供了一种高电压串联电池组的电池管理系统的供电方式，基于底层电源隔离传输供电，即逐节隔离供电，每组节池之间的隔离要求较低，成本极低，有效地应用于高电压串联电池组的电池管理系统供电，省去了高绝缘电压的供电电源，降低电池管理系统的成本。
BMS用于采集与其连接的电池的信息，可以对电池的当前状态进行监控，如温度、电压、工作电流等；BMS采集信息后，将信息上传给上级BMS，以维护电池正常工作。隔离电源实现电气隔离，为其连接的BMS进行隔离供电，保证用电安全。
具体的，隔离电源的输出端连接至BMS，从而可以为BMS隔离供电；还连接至下一电池对应的隔离电源的输入端；电位最高的电池对应的隔离电源的输出端仅连接至对应的BMS，为该BMS隔离供电。
BMS属于共地测量，电池组串联数量增加，第一节电池与最后一节电池的电位差别很大，甚至可以达到几千伏。利用电位最低的电池为其对应的BMS供电，上边的一节电池对应的BMS由电位最低的这节电池隔离供电，这样一节一节把能量传上去，无需高绝缘电压的供电电源。
电位最低的电池对应的BMS将该电池作为供电输入端，经过隔离电源变化后作为自身单体电池管理系统的电源，此时隔离电源的输入和输出均为低电压。将第n-1节电池对应的BMS的隔离电源输出端作为第n节电池对应的BMS的隔离电源输入端，经过自身隔离电源变换后作为第n节电池对应的BMS的电源。按此方法将电源逐节上传，为每节电池的BMS提供电源。
在一个实施例中，隔离电源可以是隔离DC/DC电路，也可以是隔离变压器，还可以是光耦隔离电路。目前市场中类似的隔离电源批量大，成本低。
在一个实施例中，电池组系统还可以包括：电力变换器和连接至电力变换器的负载；其中，电力变换器连接至n节电池中的全部或部分电池，用于将直流电压转换为交流电压，为负载供电。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种电池组系统，其特征在于，包括：串联的n节电池、分别与所述n节电池一一对应连接的n个电池管理系统BMS、以及分别与所述n个BMS一一对应连接的n个隔离电源；所述BMS用于采集与其连接的电池的信息；所述隔离电源用于为BMS隔离供电；
第一隔离电源的输入端连接至与其对应的第1节电池，所述第一隔离电源的输出端连接至第2节电池对应的第二隔离电源的输入端，所述第二隔离电源的输出端连接至第3节电池对应的第三隔离电源的输入端，第n-1节电池对应的第n-1隔离电源的输出端连接至第n节电池对应的第n隔离电源的输入端；
其中，所述第1节电池是所述n节电池中电位最低的电池，n为正整数。
2.根据权利要求1所述的电池组系统，其特征在于，所述隔离电源包括：隔离DC/DC电路。
3.根据权利要求1所述的电池组系统，其特征在于，所述电池组系统还包括：电力变换器和连接至所述电力变换器的负载；其中，所述电力变换器连接至所述n节电池中的全部或部分电池，用于将直流电压转换为交流电压，为所述负载供电。
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