CN107154666A - 一种电池组管理系统及供电系统 - Google Patents

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CN107154666A CN201710597851.2A CN201710597851A CN107154666A CN 107154666 A CN107154666 A CN 107154666A CN 201710597851 A CN201710597851 A CN 201710597851A CN 107154666 A CN107154666 A CN 107154666A
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马强
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Abstract

本发明公开了一种电池组管理系统及供电系统,包括N个与N个电池组一一对应的电池组管理子系统,每个电池组管理子系统包括用于对预设充放电电压和预设充放电电流进行设置的电池管理单元BMU模块;控制端与BMU模块连接、第一端与与其对应的电池组连接、第二端与直流母线连接的充放电模块,用于根据预设充放电电压和预设充放电电流对与其对应的电池组的充放电进行控制。本申请中通过BMU模块方便用户根据实际情况来更改电池组的充放电参数,实用性高,适应性强。另外,各个电池组通过与其对应的充放电模块连接至直流母线,不存在电池组之间相互放电的情况,安全性和可靠性高,还保证了各个电池组性能稳定的前提下得到最大化的利用。

Description

一种电池组管理系统及供电系统
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域,特别是涉及一种电池组管理系统及供电系统。
背景技术
随着信息技术和数据业务的快速发展,特别是3G、4G网络的飞速发展,通信基站的负载数量增多且呈现多样性,建设初期配置的电池组已经不能满足增加的负载的需求,在这种情况下,需要增配电池组以保证通信基站电源的可靠性供电。但这也就难免会出现电池组存在差异(例如电池电压、内阻不同)的问题。另外,现有技术中电池组是在直接并联后与直流母线连接,通过直流母线为负载供电或者通过直流母线充电,由于电池组的充放电电压、电阻不同,在电池组进行充放电时,电池组之间可能会出现压差进而使得电池组之间相互放电,可能会烧坏电池组,安全性和可靠性低。
因此,如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池组管理系统及供电系统,实用性高,适应性强,各个电池组之间无需直接并联,不管电池组之间存不存在压差,均不存在电池组之间相互放电的情况,安全性和可靠性高。另外,本申请能够根据各个电池组的差异来对各个电池组的充电电压和充放电电流进行单独设置,在保证各个电池组性能稳定的前提下使得各个电池组得到最大化的利用。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种电池组管理系统,应用于供电系统,所述供电系统包括N个电池组,N为正整数,所述电池组管理系统包括N个与N个所述电池组一一对应的电池组管理子系统,其中,每个电池组管理子系统包括:
用于对预设充放电电压和预设充放电电流进行设置的电池管理单元BMU模块;
控制端与所述BMU模块连接、第一端与与其对应的电池组连接、第二端与直流母线连接的充放电模块,用于根据所述预设充放电电压和所述预设充放电电流对与其对应的电池组的充放电进行控制。
优选地,所述充放电模块包括:
微控制单元MCU和与所述MCU连接的充放电执行模块,所述MCU用于根据预设充放电电压和预设充放电电流并通过所述充放电执行模块对与其对应的电池组的充放电进行控制。
优选地,所述充放电执行模块包括第一PMOS及其驱动电路、第二PMOS及其驱动电路、第三PMOS及其驱动电路、第四PMOS及其驱动电路、第五PMOS及其驱动电路、第六PMOS及其驱动电路、第七PMOS及其驱动电路、电感、稳压电容和二极管,且各个PMOS管均包括寄生二极管,其中:
所述MCU分别通过各个PMOS管的驱动电路对应与各个PMOS管的栅极连接,所述第一PMOS的漏极与所述第七PMOS的漏极连接,所述第七PMOS的源极分别与所述直流母线的正母线、所述稳压电容的正端及所述第六PMOS的源极连接,所述第六PMOS的漏极与所述第五PMOS的漏极连接,所述第五PMOS的源极分别与所述第二PMOS的漏极及所述电感的第一端连接,所述电感的第二端分别与所述第一PMOS的源极、所述第四PMOS的源极及所述二极管的阴极连接,所述第四PMOS的漏极与所述第三PMOS的漏极连接,所述第三PMOS的源极分别与所述第二PMOS的源极及对应的电池组的正极连接,所述二极管的阳极分别与所述电池组的负极、所述直流母线的负母线及所述稳压电容的负端连接。
优选地,所述充放电执行模块包括第一NMOS及其驱动电路、第二NMOS及其驱动电路、第三NMOS及其驱动电路、第四NMOS及其驱动电路、第五NMOS及其驱动电路、第六NMOS及其驱动电路、电感、稳压电容和二极管,且各个NMOS管均包括寄生二极管,其中:
所述MCU分别通过各个NMOS管的驱动电路对应与各个NMOS关的栅极连接,所述第一NMOS的源极分别与对应的电池组的负极及所述第三NMOS的源极连接,所述第一NMOS的漏极分别与所述电感的第一端及所述第二NMOS的漏极连接,所述第二NMOS的源极分别与所述第六NMOS的源极、所述稳压电容的第一端及所述直流母线的负母线连接,所述第三NMOS的漏极与所述第四NMOS的漏极连接,所述第四NMOS的源极分别与所述电感的第二端、所述第五NMOS的源极及所述二极管的阳极连接,所述第五NMOS的漏极与所述第六NMOS的漏极连接,所述二极管的阴极分别与对应的电池组的正极及所述直流母线的正母线连接。
优选地,所述BMU模块包括:
处理模块及分别与所述处理模块连接的参数设置模块和通信模块,所述参数设置模块用于通过所述处理模块对各个所述电池组的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置,所述处理模块用于通过所述通信模块将重新设置后的预设充放电电压和预设充放电电流发送至对应的MCU。
优选地,所述BMU模块还包括:
用于检测各个所述电池组的总电压的电池组总电压检测电路;
用于检测各个所述电池组的充放电电流的电流检测电路;
所述处理模块还分别与所述电池组总电压检测电路及所述电流检测电路连接,用于根据所述电池组的总电压及该电池组的充放电电流、利用安时积分法及电池标定法计算所述电池组的荷电状态SOC值,还用于检测所述电池组中各电池单体的电压并根据所述电压对所述电池单体进行电压均衡;
与所述处理模块连接、用于对所述预设充放电电压、所述预设充放电电流、各个电池组的充放电电流、总电压及SOC值进行显示的显示模块。
优选地,所述BMU模块还用于当检测到电池组欠压时,控制相应电池组的充放电模块断开。
优选地,所述充放电模块还包括:
用于检测与所述充放电模块对应的电池组的电压的电池组电压检测电路;
用于检测与所述充放电模块对应的电池组的充放电电流的电流检测电路;
用于检测所述直流母线的电压的直流母线电压检测电路;
所述MCU还分别与所述电压检测电路、电流检测电路连接及所述直流母线电压检测电路连接,用于将所述电池组的电压、所述电池组的充放电电流及所述直流母线的电压发送至所述处理模块;
所述显示模块还用于通过所述处理模块接收所述电池组的电压、所述电池组的充放电电流及所述直流母线的电压并显示。
优选地,所述电池组管理系统还包括:
与各个所述BMU模块连接、用于通过各个所述BMU模块中的处理模块对各个所述电池组的运行状态进行监测,还用于通过各个所述BMU模块中的处理模块对各个所述电池组的预设充放电电压和预设充放电电流设置的远程监测模块;
与各个所述BMU模块连接、用于通过各个所述BMU模块对各个所述电池组的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置的上位机。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种供电系统,包括N个电池组,N为正整数,还包括如上述所述的电池组管理系统。
本发明提供了一种电池组管理系统,应用于供电系统,供电系统包括N个电池组,N为正整数,电池组管理系统包括N个与N个电池组一一对应的电池组管理子系统,其中,每个电池组管理子系统包括用于对预设充放电电压和预设充放电电流进行设置的电池管理单元BMU模块;控制端与BMU模块连接、第一端与与其对应的电池组连接、第二端与直流母线连接的充放电模块,用于根据预设充放电电压和预设充放电电流对与其对应的电池组的充放电进行控制。
可见,本申请中,可以通过BMU模块来对与其对应的电池组的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置,以便该电池组的充放电模块根据预设充放电电压和预设充放电电流对与其对应的电池组的充放电进行控制,方便用户根据实际情况来更改电池组的充放电参数,实用性高,适应性强。另外,各个电池组通过与其对应的充放电模块连接至直流母线,充放电模块能够控制与其对应的电池组的充放电,各个电池组之间无需直接并联,不管电池组之间存不存在压差,均不存在电池组之间相互放电的情况,安全性和可靠性高。另外,本申请能够根据各个电池组的差异来对各个电池组的充电电压和充放电电流进行单独设置,在保证各个电池组性能稳定的前提下使得各个电池组得到最大化的利用。
本申请提供的一种供电系统具有同样的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种充放电合路器的结构示意图;
图2为本发明提供的一种充放电执行模块的结构示意图;
图3为本发明提供的另一种充放电执行模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电池组管理系统及供电系统,实用性高,适应性强,各个电池组之间无需直接并联,不管电池组之间存不存在压差,均不存在电池组之间相互放电的情况,安全性和可靠性高。另外,本申请能够根据各个电池组的差异来对各个电池组的充电电压和充放电电流进行单独设置,在保证各个电池组性能稳定的前提下使得各个电池组得到最大化的利用。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
请参照图1,图1为本发明提供的一种电池组管理系统的结构示意图,该系统应用于供电系统,供电系统包括N个电池组,N为正整数,电池组管理系统包括N个与N个电池组一一对应的电池组管理子系统,其中,每个电池组管理子系统包括:
用于对预设充放电电压和预设充放电电流进行设置的电池管理单元BMU模块1;
控制端与BMU模块1连接、第一端与与其对应的电池组连接、第二端与直流母线连接的充放电模块2,用于根据预设充放电电压和预设充放电电流对与其对应的电池组的充放电进行控制。
具体地,本申请在每个电池组与直流母线之间均设置了一个充放电模块2,充放电模块2可视为两端口网络,一端直接通过导线挂在直流母线上,另一端通过导线接到电池组的正负极上,充放电模块2用来对电池组的充放电进行控制。这里的充放电控制包括充放电是否进行以及当进行充放电时,充放电的电压和电流的大小。
另外,通常情况下,充放电模块2中会内置有一个初始的预设充放电电压和预设充放电电流,但在实际应用中,随着电池组的使用时间越来越长或者外界工作环境的变化,其性能也会发生变化,为了使得电池组能够处于最优工作状态,本申请提供的电池组管理系统还包括BMU(Battery Management Unit,电池管理单元),一方面,用户可以通过其根据实际需要对充放电模块2的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置或者修改;另一方面,现有的电池组管理系统中通常均已设置有BMU,本申请可以直接利用现有BMU来进行充放电模块2的预设充放电电压和预设充放电电流的设置,降低了成本,减小了电池组管理系统的体积;另外,BMU还具有电压电流自均衡的功能,实现对电池组的管理。
这样,首先不需要各个电池组像现有技术中一样并联连接,也就间接地避免了由于并联的电池组之间出现压差而出现环流的情况的发生。另外,面对不同类型的电池组之间或者同种类型电池组使用时间不同而造成电池组之间的差异时,本申请也能通过充放电模块2对与其对应的电池组的充放电电流和充放电电压进行独立设置,在保证各个电池组性能稳定的前提下使得各个电池组得到最大化的利用,提高了供电系统的效率。
另外,这里的电池组可以为铅酸电池组或锂电池组。
具体地,当电池组标称电压为48V时,可以是4节单体铅酸电池串联或16节(或15节)单体锂电池串联;电池组的正极和负极通过导线和与其对应的BMU模块1连接。单体电池电压检测及均衡的接线方式有单线制接法和双线制接法:所谓单线制接法,即相邻的两节单体电池共用一根检测线,例如16串的锂电池组,所需检测线共有17根;所谓双线制接法,即每个单体电池用两根检测线,不存在共用的检测线,例如16串的锂电池组,所需检测线共有32根。为布线方便考虑,本申请可以采用的是单线制接法。当然,这里的电池组亦可以采用双线制接法。
本发明提供了一种电池组管理系统,应用于供电系统,供电系统包括N个电池组,N为正整数,电池组管理系统包括N个与N个电池组一一对应的电池组管理子系统,其中,每个电池组管理子系统包括用于对预设充放电电压和预设充放电电流进行设置的电池管理单元BMU模块;控制端与BMU模块连接、第一端与与其对应的电池组连接、第二端与直流母线连接的充放电模块,用于根据预设充放电电压和预设充放电电流对与其对应的电池组的充放电进行控制。
可见,本申请中,可以通过BMU模块来对与其对应的电池组的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置,以便该电池组的充放电模块根据预设充放电电压和预设充放电电流对与其对应的电池组的充放电进行控制,方便用户根据实际情况来更改电池组的充放电参数,实用性高,适应性强。另外,各个电池组通过与其对应的充放电模块连接至直流母线,充放电模块能够控制与其对应的电池组的充放电,各个电池组之间无需直接并联,不管电池组之间存不存在压差,均不存在电池组之间相互放电的情况,安全性和可靠性高。另外,本申请能够根据各个电池组的差异来对各个电池组的充电电压和充放电电流进行单独设置,在保证各个电池组性能稳定的前提下使得各个电池组得到最大化的利用。
在上一实施例的基础上:
作为一种优选地实施例,充放电模块2包括:
微控制单元MCU和与MCU连接的充放电执行模块,MCU用于根据预设充放电电压和预设充放电电流并通过充放电执行模块对与其对应的电池组的充放电进行控制。
具体地,MCU中设置有该电池组的预设充放电电压和预设充放电电流,这里的预设充放电电压和预设充放电电流可以是出厂时设置的,也可以是出厂后根据实际需要重置的,本申请在此不做特别的限定,根据实际情况来定。
进一步地,充放电模块2本身是一个完整的执行单元,充放电模块2采用电流环内环,电压环外环的工作方式,内置预设充放电电压和预设充放电电流,当MCU没有接收到BMU发送的新的设定参数时,MCU以内置预设充放电电压和预设充放电电流为准,自动进行充放电控制。
另外,本申请中的MCU可以采用STM32芯片,当然,还可以采用其他类型的芯片,本发明在此不做特别的限定。
作为一种优选地实施例,充放电执行模块包括第一PMOS Q11及其驱动电路、第二PMOS Q12及其驱动电路、第三PMOS Q13及其驱动电路、第四PMOS Q14及其驱动电路、第五PMOS Q15及其驱动电路、第六PMOS Q16及其驱动电路、第七PMOS Q17及其驱动电路、电感、稳压电容和二极管D11,且各个PMOS管均包括寄生二极管,其中:
MCU分别通过各个PMOS管的驱动电路对应与各个PMOS管的栅极连接,第一PMOSQ11的漏极与第七PMOS Q17的漏极连接,第七PMOS Q17的源极分别与直流母线的正母线、稳压电容的正端及第六PMOS Q16的源极连接,第六PMOS Q16的漏极与第五PMOS Q15的漏极连接,第五PMOS Q15的源极分别与第二PMOS Q12的漏极及电感的第一端连接,电感的第二端分别与第一PMOS Q11的源极、第四PMOS Q14的源极及二极管D11的阴极连接,第四PMOS Q14的漏极与第三PMOS Q13的漏极连接,第三PMOS Q13的源极分别与第二PMOS Q12的源极及对应的电池组的正极连接,二极管D11的阳极分别与电池组的负极、直流母线的负母线及稳压电容的负端连接。
请参照图2,图2为本发明提供的一种充放电执行模块的结构示意图。
具体地,充放电执行模块包括充电buck拓扑结构和放电buck拓扑结构,MCU通过控制相应的MOS管来实现直流母线对电池组充电时或者电池组对直流母线放电时的充放电电流及电压的控制。
直流母线对电池组充电阶段,采用buck降压充电拓扑结构:第三PMOS Q13、第四PMOS Q14、第五PMOS Q15、第六PMOS Q16处于关断状态,第二PMOS Q12处于导通状态,MCU输出PWM信号控制第一PMOS Q11管和第七PMOS Q17的通断。第一PMOS Q11和第七PMOS Q17同时导通阶段,电流由直流母线—第七PMOS Q17—第一PMOS Q11—电感—第二PMOS Q12—电池组—直流母线,电感储存能量;第一PMOS Q11和第七PMOS Q17同时关断阶段,电流由电感—第二PMOS Q12—电池组—二极管D11—电感,电感释放能量。MCU通过控制PWM信号的占空比,来调节充电电流值的大小。
电池组对直流母线放电阶段,采用buck降压放电拓扑结构:第一PMOS Q11、第七PMOS Q17、第二PMOS Q12处于关断状态,第五PMOS Q15、第六PMOS Q16处于导通状态,MCU输出PWM信号控制第三PMOS Q13、第四PMOS Q14的通断。第三PMOS Q13、第四PMOS Q14处于导通状态,电流由电池组—第三PMOS Q13—第四PMOS Q14—电感L—第五PMOS Q15—第六PMOS Q16—直流母线—电池组,电感储存能量;第三PMOS Q13、第四PMOS Q14处于关断状态,电流由电感—第五PMOS Q15—第六PMOS Q16—直流母线—二极管D11—电感,电感释放能量。MCU通过控制PWM信号的占空比,来调节充电电流值的大小。
作为一种优选地实施例,充放电执行模块包括第一NMOS Q21及其驱动电路、第二NMOS Q22及其驱动电路、第三NMOS Q23及其驱动电路、第四NMOS Q24及其驱动电路、第五NMOS Q25及其驱动电路、第六NMOS Q26及其驱动电路、电感、稳压电容和二极管D21,且各个NMOS管均包括寄生二极管,其中:
MCU分别通过各个NMOS管的驱动电路对应与各个NMOS关的栅极连接,第一NMOSQ21的源极分别与对应的电池组的负极及第三NMOS Q23的源极连接,第一NMOS Q21的漏极分别与电感的第一端及第二NMOS Q22的漏极连接,第二NMOS Q22的源极分别与第六NMOSQ26的源极、稳压电容的第一端及直流母线的负母线连接,第三NMOS Q23的漏极与第四NMOSQ24的漏极连接,第四NMOS Q24的源极分别与电感的第二端、第五NMOS Q25的源极及二极管D21的阳极连接,第五NMOS Q25的漏极与第六NMOS Q26的漏极连接,二极管D21的阴极分别与对应的电池组的正极及直流母线的正母线连接。
请参照图3,图3为本发明提供的另一种充放电执行模块的结构示意图。
本实施例中的充放电执行模块的工作原理与上述实施例中的充放电执行模块的工作原理相同,只是一个是将充放电执行模块设置在电池与直流母线之间的正极线上,一个将充放电执行模块设置在电池与直流母线之间的负极线上,具有如上述实施例相同的有益效果。
作为一种优选地实施例,BMU模块1包括:
处理模块及分别与处理模块连接的参数设置模块和通信模块,参数设置模块用于通过处理模块对各个电池组的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置,处理模块用于通过通信模块将重新设置后的预设充放电电压和预设充放电电流发送至对应的MCU。
通常情况下,充放电模块2的MCU中会内置有一个初始的预设充放电电压和预设充放电电流,但在实际应用中,随着电池组的使用时间越来越长或者外界工作环境的变化,其性能也会发生变化,为了使得电池组能够处于最优工作状态,用户通过本申请中的BMU模块1根据实际需要对充放电模块2的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置或者修改。
另外,这里的通信模块可以为RS485通信模块,也就可以为其他类型的通信模块,本发明在此不做特别的限定,根据实际情况来定。
另外,这里的参数设置模块可以为按键控制电路,用户可以通过按键来继续预设充放电电压和预设充放电电流的设置。当然,这里的参数设置模块还可以为其他类型的参数设置模块,例如触摸屏,本发明在此不做特别的限定。
作为一种优选地实施例,BMU模块1还包括:
用于检测各个电池组的总电压的电池组总电压检测电路;
用于检测各个电池组的充放电电流的电流检测电路;
处理模块还分别与电池组总电压检测电路及电流检测电路连接,用于根据电池组的总电压及该电池组的充放电电流、利用安时积分法及电池标定法计算电池组的荷电状态SOC值,还用于检测电池组中各电池单体的电压并根据电压对所述电池单体进行电压均衡;
与处理模块连接、用于对预设充放电电压、预设充放电电流、各个电池组的充放电电流、总电压及SOC值进行显示的显示模块。
具体地,BMU模块1还对电池组的总电压、充放电电流进行采集,并根据电池组的总电压及该电池组的充放电电流计算电池组的荷电状态SOC值,还将预设充放电电压、预设充放电电流、各个电池组的充放电电流、总电压及SOC值在显示模块上进行显示,以便用户及时了解上述参数,便于调整预设充放电电压和预设充放电电流。
作为一种优选地实施例,BMU模块1还用于当检测到电池组欠压时,控制相应电池组的充放电模块2断开。
为了避免电池组欠压时仍在使用的情况发生,BMU模块1会在电池组欠压时,控制相应电池组的充放电模块2断开,提高了电池组的使用寿命。
作为一种优选地实施例,充放电模块2还包括:
用于检测与充放电模块2对应的电池组的电压的电池组电压检测电路;
用于检测与充放电模块2对应的电池组的充放电电流的电流检测电路;
用于检测直流母线的电压的直流母线电压检测电路;
MCU还分别与电压检测电路、电流检测电路连接及直流母线电压检测电路连接,用于将电池组的电压、电池组的充放电电流及直流母线的电压发送至处理模块;
显示模块还用于通过处理模块接收电池组的电压、电池组的充放电电流及直流母线的电压并显示。
具体地,充放电模块2还对电池组的电压、充放电电流及直流母线的电压进行采集,并在显示模块上进行显示,以便用户及时了解电池组的充放电电压及电流,便于调整预设充放电电压和预设充放电电流。
另外,充放电模块2通过检测电池组的总电压,判断电池组是否需要充电;通过检测直流母线上的电压,判断是否需要电池组放电;通过第一检流电阻及其电流检测电路来检测充放电回路的电流大小,充放电电流的大小通过控制MOS管的PWM驱动信号占空比来调节。
在一种实际应用中,市电掉电是电池组放电的必要条件,但如果直接检测市电,增加了走线难度,本申请通过判断直流母线电压值是否低于53.5V来间接检测市电是否存在。
以图2为例,具体地,系统由直流母排对电池组的充电状态切换至电池组对直流母线放电状态:系统通过检测直流母线的电压值,判断系统的工作状态(正常情况下直流母线电压为53.5V,低于此值即为放电状态),若需要放电,系统将第三PMOS Q13、第四PMOS Q14、第五PMOS Q15、第六PMOS Q16导通,将第一PMOS Q11、第七PMOS Q17、第二PMOS Q12断开,同时通过第二检流电阻检测放电回路的电流值,通过PWM信号控制第三PMOS Q13、第四PMOSQ14的通断,利用buck降压放电拓扑结构实现对直流母线的放电,通过控制第三PMOS Q13、第四PMOS Q14的PWM信号占空比,实现放电电流在0-50A之间的任意设置。
作为一种优选地实施例,电池组管理系统还包括:
与各个BMU模块连接、用于通过各个BMU模块中的处理模块对各个电池组的运行状态进行监测,还用于通过各个BMU模块中的处理模块对各个电池组的预设充放电电压和预设充放电电流设置的远程监测模块;
与各个BMU模块1连接、用于通过各个BMU模块1对各个电池组的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置的上位机。
为了方便用户对电池管理系统的远程监控,本申请还包括远程监测模块和上位机,具体地,远程监测模块具有GPRS通信功能,可利用移动网络与后台监控中心进行数据交互;还具有后台监控功能,可利用移动网络与后台监控中心进行数据(例如预设充放电电压和预设充放电电流)交互。另外,上位机也具有后台监控和数据交互的功能。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种供电系统,包括N个电池组,N为正整数,还包括如上述的电池组管理系统。
对于本发明提供的供电系统的介绍请参照上述实施例,本发明在此不再赘述。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池组管理系统,应用于供电系统,所述供电系统包括N个电池组,N为正整数,其特征在于,所述电池组管理系统包括N个与N个所述电池组一一对应的电池组管理子系统,其中,每个电池组管理子系统包括:
用于对预设充放电电压和预设充放电电流进行设置的电池管理单元BMU模块;
控制端与所述BMU模块连接、第一端与与其对应的电池组连接、第二端与直流母线连接的充放电模块,用于根据所述预设充放电电压和所述预设充放电电流对与其对应的电池组的充放电进行控制。
2.如权利要求1所述的电池组管理系统,其特征在于,所述充放电模块包括:
微控制单元MCU和与所述MCU连接的充放电执行模块,所述MCU用于根据预设充放电电压和预设充放电电流并通过所述充放电执行模块对与其对应的电池组的充放电进行控制。
3.如权利要求2所述的电池组管理系统,其特征在于,所述充放电执行模块包括第一PMOS及其驱动电路、第二PMOS及其驱动电路、第三PMOS及其驱动电路、第四PMOS及其驱动电路、第五PMOS及其驱动电路、第六PMOS及其驱动电路、第七PMOS及其驱动电路、电感、稳压电容和二极管,且各个PMOS管均包括寄生二极管,其中:
所述MCU分别通过各个PMOS管的驱动电路对应与各个PMOS管的栅极连接,所述第一PMOS的漏极与所述第七PMOS的漏极连接,所述第七PMOS的源极分别与所述直流母线的正母线、所述稳压电容的正端及所述第六PMOS的源极连接,所述第六PMOS的漏极与所述第五PMOS的漏极连接,所述第五PMOS的源极分别与所述第二PMOS的漏极及所述电感的第一端连接,所述电感的第二端分别与所述第一PMOS的源极、所述第四PMOS的源极及所述二极管的阴极连接,所述第四PMOS的漏极与所述第三PMOS的漏极连接,所述第三PMOS的源极分别与所述第二PMOS的源极及对应的电池组的正极连接,所述二极管的阳极分别与所述电池组的负极、所述直流母线的负母线及所述稳压电容的负端连接。
4.如权利要求2所述的电池组管理系统,其特征在于,所述充放电执行模块包括第一NMOS及其驱动电路、第二NMOS及其驱动电路、第三NMOS及其驱动电路、第四NMOS及其驱动电路、第五NMOS及其驱动电路、第六NMOS及其驱动电路、电感、稳压电容和二极管,且各个NMOS管均包括寄生二极管,其中:
所述MCU分别通过各个NMOS管的驱动电路对应与各个NMOS关的栅极连接,所述第一NMOS的源极分别与对应的电池组的负极及所述第三NMOS的源极连接,所述第一NMOS的漏极分别与所述电感的第一端及所述第二NMOS的漏极连接,所述第二NMOS的源极分别与所述第六NMOS的源极、所述稳压电容的第一端及所述直流母线的负母线连接,所述第三NMOS的漏极与所述第四NMOS的漏极连接,所述第四NMOS的源极分别与所述电感的第二端、所述第五NMOS的源极及所述二极管的阳极连接,所述第五NMOS的漏极与所述第六NMOS的漏极连接,所述二极管的阴极分别与对应的电池组的正极及所述直流母线的正母线连接。
5.如权利要求3或4所述的电池组管理系统,其特征在于,所述BMU模块包括:
处理模块及分别与所述处理模块连接的参数设置模块和通信模块,所述参数设置模块用于通过所述处理模块对各个所述电池组的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置,所述处理模块用于通过所述通信模块将重新设置后的预设充放电电压和预设充放电电流发送至对应的MCU。
6.如权利要求5所述的电池组管理系统,其特征在于,所述BMU模块还包括:
用于检测各个所述电池组的总电压的电池组总电压检测电路;
用于检测各个所述电池组的充放电电流的电流检测电路;
所述处理模块还分别与所述电池组总电压检测电路及所述电流检测电路连接,用于根据所述电池组的总电压及该电池组的充放电电流、利用安时积分法及电池标定法计算所述电池组的荷电状态SOC值,还用于检测所述电池组中各电池单体的电压并根据所述电压对所述电池单体进行电压均衡;
与所述处理模块连接、用于对所述预设充放电电压、所述预设充放电电流、各个电池组的充放电电流、总电压及SOC值进行显示的显示模块。
7.如权利要求6所述的电池组管理系统,其特征在于,所述BMU模块还用于当检测到电池组欠压时,控制相应电池组的充放电模块断开。
8.如权利要求7所述的电池组管理系统,其特征在于,所述充放电模块还包括:
用于检测与所述充放电模块对应的电池组的电压的电池组电压检测电路;
用于检测与所述充放电模块对应的电池组的充放电电流的电流检测电路;
用于检测所述直流母线的电压的直流母线电压检测电路;
所述MCU还分别与所述电压检测电路、电流检测电路连接及所述直流母线电压检测电路连接,用于将所述电池组的电压、所述电池组的充放电电流及所述直流母线的电压发送至所述处理模块;
所述显示模块还用于通过所述处理模块接收所述电池组的电压、所述电池组的充放电电流及所述直流母线的电压并显示。
9.如权利要求6所述的电池组管理系统,其特征在于,所述电池组管理系统还包括:
与各个所述BMU模块连接、用于通过各个所述BMU模块中的处理模块对各个所述电池组的运行状态进行监测,还用于通过各个所述BMU模块中的处理模块对各个所述电池组的预设充放电电压和预设充放电电流设置的远程监测模块;
与各个所述BMU模块连接、用于通过各个所述BMU模块对各个所述电池组的预设充放电电压和预设充放电电流进行设置的上位机。
10.一种供电系统,包括N个电池组,N为正整数,其特征在于,还包括如权利要求1-9任一项所述的电池组管理系统。
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