CN107947291A - 一种蓄电池充放电管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蓄电池充放电管理系统,两个电压采样模块即第一电压采样模块和第二电压采样模块分别采集双向充放电系统的输入端和输出端电压值,输出电压采样值接至主控制器;电流采样模块采集双向变换模块的电池充放电电流,并输出电流采样值接至主控制器;双向变换模块经驱动选择模块与驱动模块的驱动信号相连,驱动信号选择模块和驱动模块分别接收主控制器的驱动信号和选择信号;电池组分配模块的信号端口与主控制器连接,输出端接至蓄电池组的组配控制回路中。本发明实现输入和输出端口任意对调使用,可对每组一块或多块数量的一组或多组不同蓄电池组分配充放电,一块或多块蓄电池组成的一组或多组蓄电池组的一组或多组并联或串联分配充放电。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄电池管理技术,具体的说是一种蓄电池充放电管理系统。
背景技术
目前,蓄电池大多根据实际容量需求直接串并联使用,这样存在着单一电池损坏将导致整体电池性能加速劣化,严重导致设备不能正常供电。
然而蓄电池充放电领域输入输出电压范围窄,在输入、输出实现双向变换的同时很难达到相同宽度范围电压,并且蓄电池自由串联、并联、模块成组以及随意匹配电压功率的情况还停留在人工手动阶段,不同型号、容量电池组也无法相互混搭,因此导致报废电池增加,加大污染,人力财力成本增加,并且双向充放电管理模块的使用范围也受到了限制。
发明内容
针对现有技术中蓄电池自由串联、并联、模块成组以及随意匹配电压功率的情况还停留在人工手动阶段,不同型号、容量电池组也无法相互混搭使用等缺陷,本发明要解决的问题是提供一种一组或多组不同规格型号蓄电池组可混搭使用、自动组配的蓄电池充放电管理系统。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
本发明一种蓄电池充放电管理系统,包括两个电压采样模块,一个电流采样模块、电池组分配模块、驱动模块、驱动信号选择模块以及主控制器,其中两个电压采样模块即第一电压采样模块和第二电压采样模块分别采集双向充放电系统的输入端和输出端电压值,输出电压采样值接至主控制器;电流采样模块采集双向变换模块的电池充放电电流,并输出电流采样值接至主控制器;双向变换模块经驱动选择模块与驱动模块的驱动信号相连,驱动信号选择模块和驱动模块分别接收主控制器的驱动信号和选择信号;电池组分配模块的信号端口与主控制器连接,输出端接至蓄电池组的组配控制回路中。
所述电池组分配模块包括多个中间继电器和电池组分配控制电路,其中M个中间继电器中的常开接点分别设于第二电压采样模块输出端与N个电池组的正极之间,任意选择连接每单组蓄电池组或多组蓄电池组以及全部蓄电池组单组或多组并联充放电;M-1个中间继电器中的接点分别设于N个电池组的中相邻电池的负极与正极之间或负极与负极之间,用于任意选择连接单组蓄电池组或多组蓄电池组中的一组或多组并联或串联以及全部蓄电池组单组和多组并联充放电;各中间继电器的线圈接有电池组分配控制电路的不同控制信号端。
双向变换模块具有M组并联连接的功率模块,每组功率模块包括四个MOS管和一个电感,其中第一MOS管的漏极与第一电压采样模块的输出端连接,第一MOS管的源极经电感接至第二MOS管的源极,第二MOS管的源极接至电流采样模块中的电流采样电阻;第一、第二MOS管的栅极分别与驱动信号选择模块的常闭开关第一输出引脚连接;电感两端分别连接第三、四MOS管的漏极,第三、四MOS管的栅极分别与驱动信号选择模块的常闭开关第一输出引脚;第三、四MOS管的源极接地。
所述驱动信号选择模块包括M个中间继电器和驱动信号选择电路,M个中间继电器的常开接点分别设于驱动模块的不同输出引脚与双向变换模块中对应功率模块中各MOS管的栅极连接;M个中间继电器的线圈分别与驱动信号选择电路的不同控制端和连接,驱动信号选择电路VCC端接有供电电源模块,GND端接地。
还具有保护模块,设于第一电压采样模块前端和/或第二电压采样模块后端,包括保护控制器模块及两个MOS管功率模块,两个MOS管功率模块源极相连,栅极相连;一个MOS管的漏极与保护控制器模块电压传感器输入端相连,同时接到电源或负载和/或电池组;另一个MOS管的漏极连接至第一或第二电压采样模块;过压保护比较器输入端通过分压电阻采集过电压信号,欠压锁定比较器输入端通过分压电阻采集欠电压信号,使能端连接主控制器的使能信号,输出电压传感器端与第一或第二电压采样模块相连,门驱动输出端分别与两个MOS管的栅极相连。
设于第一电压采样模块前端的保护模块还包括两个二极管,其中一个二极管设于保护控制器模块的电压源输入端与外部电源或负载之间,另一个二极管设于保护控制器模块的电压源输入端与电池组之间。
电流采样模块具有M个电流采样电路,每个电流采样电路包括电流采样电阻和差分运算放大器,其中电流采样电阻连接于差分运算放大器的同相输入端与反相输入端之间,同时电流采样电阻的一端与双向变换模块的输出端相连;差分运算放大器的同相输入端通过稳压二极管接有稳压后的偏置电压;差分运算放大器输出端分别与主控制器的总体电流输入端和单体模块电流输入端相连;在差分运算放大器输出端与反相输入端之间设有反馈电阻。
本发明具有以下有益效果及优点:
1.本发明实现输入和输出端口既能达到相同宽度范围电压、电流,又可任意对调使用,同时可对每组一块或多块数量的一组或多组不同规格型号蓄电池组分配充放电,一块或多块蓄电池组成的一组或多组蓄电池组中的一组或多组并联或串联分配充放电。
附图说明
图1为本发明蓄电池充放电管理系统电气结构框图;
图2为本发明中驱动模块、供电电源模块、CAN通讯模块、RS485通讯模块以及驱动信号选择模块电气原理图;
图3为本发明中双向变换模块以及电流采样模块电气原理图;
图4为本发明中保护模块、电压采样模块以及滤波模块电气原理图;
图5为本发明中电池组分配模块电气原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
本发明一种蓄电池充放电管理系统,包括两个电压采样模块,一个电流采样模块、电池组分配模块、驱动模块、驱动信号选择模块以及主控制器,其中两个电压采样模块即第一电压采样模块和第二电压采样模块分别采集双向充放电系统的输入端和输出端电压值,输出电压采样值接至主控制器;电流采样模块采集双向变换模块的电池充放电电流,并输出电流采样值接至主控制器;双向变换模块经驱动选择模块与驱动模块的驱动信号相连,驱动信号选择模块和驱动模块分别接收主控制器的驱动信号和选择信号;电池组分配模块的信号端口与主控制器连接,输出端接至蓄电池组的组配控制回路中。
如图1所示,本发明一种蓄电池充放电管理系统,入或输出端口的其中一端与电源或负载连接,包括第一保护模块200、第一电压采样模块300、滤波模块400、双向变换模块500、电流采样模块600、第二电压采样模块700、第二保护模块800、电池组分配模块900、主控制器1200、驱动信号选择模块1300、驱动模块1400以及供电电源模块100。
第一保护模块200输入与电源或负载连接,输出端接至第一电压采样模块300,其功能根据系统设定值判断输入欠压或过压,具有自动开通和切断双向充放电系统输入电源的功能,控制信号端口接主控制器1200,用于控制双向充放电系统输入电源开通或关断。
第一电压采样模块300输出端通过滤波模块400与双向变换模块500连接,双向变换模块500由驱动模块1400通过驱动选择模块1300提供驱动信号,驱动信号选择模块1300和驱动模块1400分别由主控制器1200提供驱动和选择信号,双向变换模块500用来实现宽电压范围大功率电能的充电或放电状态,以满足600输入端接有双向变换模块500输出信号,输出端接电压采样模块700,同时将电流实时采样值发送主控制器1200。
第一电压采样模块300和第二电压采样模块700分别采集蓄电池的输入端和输出端电压值,并将处理后的实时电压采样值发送给主控制器1200。
第二保护模块800输入端接第二电压采样模块700的输出端,第二保护模块800的输出端与电池组分配模块900接,根据系统设定值判断输出欠压或过压,具有自动开通和切断双向充放电系统输出电源的功能,控制信号端口连接主控制器1200于控制双向充放电系统输出电源开通或关断。
电池组分配模块900入连接第二保护模块800,信号端口与主控制器1200连接,用于实现每组一块或多块数量的一组或多组不同规格型号蓄电池组分配,一块或多块蓄电池组成的一组或多组蓄电池组中的一组或多组并联或串联模式分配。
供电电源模块100输入分别与第一保护模块200的输入端和第二保护模块800的输出端连接,输出为第一保护模块200、驱动模块1400、信号选择模块1300、主控制器1200、电流采样模块600以及第二保护模块800提供工作电源。
本发明还包括CAN通信模块1000和RS485模块1100,1200分别连接主控制器,用于信号外部传输,也由供电电源模块100提供工作电源。
本发明中的电池组分配模块包括多个中间继电器和电池组分配控制电路,其中M个中间继电器中的常开接点分别设于第二电压采样模块输出端与N个电池组的正极之间,任意选择连接每单组蓄电池组或多组蓄电池组以及全部蓄电池组单组或多组并联充放电;M-1个中间继电器中的接点分别设于N个电池组的中相邻电池的负极与正极之间或负极与负极之间,用于任意选择连接单组蓄电池组或多组蓄电池组中的一组或多组并联或串联以及全部蓄电池组单组和多组并联充放电;各中间继电器的线圈接有电池组分配控制电路的不同控制信号端。
如图5所示,本图以三组电池组为例,即M=3,电池组分配模块900的电气结构为:
第一中间继电器K1常开接点的第一引脚与保护模块800的第五电容C5第一端连接,第二引脚与一块或多块蓄电池组成的电池组BT3正极连接,第二控制引脚2接地,第一控制引脚1连接电池组分配控制电路CON1,接收主控制器1200发来的控制信号,用于实现开关闭合;第二继电器K2第一引脚与保护模块800的电容C5第一端连接,第二引脚与一块或多块蓄电池组成的电池组BT2正极连接,控制引脚2接地,引脚1连接电池组分配控制电路CON2,接收主控制器发来的控制信号,用于实现开关闭合。
第五继电器K5常开接点的第一引脚与保护模块800的电容C5第一端连接,第二引脚与一块或多块蓄电池组成的电池组BT1正极连接,控制引脚2接地,引脚1连接电池组分配控制电路CON3,接收主控制器发来的控制信号,用于实现开关闭合。
以上包括但不限于三组开关(中间继电器),根据需要可以运用三组或多组实现所需要求,作用是实现每组一块或多块数量的一组或多组不同规格型号蓄电池组分配,即可以任意选择每单组蓄电池组或多组蓄电池组以及全部蓄电池组单独和多组并联充放电;
第三继电器K3第一引脚与一块或多块蓄电池组成的电池组BT1负极连接,第二引脚连接一块或多块蓄电池组成的电池组BT2正极,第三引脚连接一块或多块蓄电池组成的电池组BT2负极,控制引脚1接地,控制引脚2连接电池组分配控制电路CON4,接收主控制器1200发来的控制信号,用于实现开关闭合;
第四继电器K4包括具有同一公共端的常开接点和常闭接点,公共端为第一引脚,与一块或多块蓄电池组成的电池组BT2负极连接,第二引脚为常闭接点的另一端,连接一块或多块蓄电池组成的电池组BT3正极,第三引脚连接为常开接点的另一端,连接一块或多块蓄电池组成的电池组BT3负极,控制引脚1接地,控制引脚2连接电池组分配控制电路CON5,接收主控制器发来的控制信号,用于实现开关闭合;
以上包括但不限于两组开关(中间继电器),根据需要可以运用两组或多组实现所需要求,作用是实现一块或多块蓄电池组成的一组或多组蓄电池组中的一组或多组并联或串联模式分配,即可以任意选择每单组蓄电池组或多组蓄电池组中的一组或多组并联或串联以及全部蓄电池组单独和多组并联充放电。
例如,在工作时需设置BT1单组蓄电池充放电,将第五继电器K5闭合,第三、四继电器K3、K4闭合到第二引脚即可,如需第一组BT1和第二组BT2先并联充放电后串联充放电,并联时只需将第二、五继电器K2、5接点闭合,第三、四继电器K3、K4接点闭合到第二引脚,串联充放电时第三继电器K3接点闭合到第一引脚,第二继电器K2接点断开即可。
上述各继电器的一控制引脚1和第二控制引脚2即为继电器线圈的两个接线端。
本发明中的双向变换模块具有M组并联连接的功率模块,每组功率模块包括四个MOS管和一个电感,其中第一MOS管的漏极与第一电压采样模块的输出端连接,第一MOS管的源极经电感接至第二MOS管的源极,第二MOS管的源极接至电流采样模块中的电流采样电阻;第一、第二MOS管的栅极分别与驱动信号选择模块的常闭开关第一输出引脚连接;电感两端分别连接第三、四MOS管的漏极,第三、四MOS管的栅极分别与驱动信号选择模块的常闭开关第一输出引脚;第三、四MOS管的源极接地。
如图3所示,此图以四组功率模块为例。双向变换模块由第四、五、七~九、十~二十MOS管Q4、Q5、Q7、Q8、Q9、Q10,Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18、Q19、Q20和第二、三、五、六电感L2、L3、L5、L6组成;其中第四、九、十三、十七MOS管Q4、Q9、Q13、Q17漏极接滤波模块400的电感L1输出端,源极分别接第二、三、五、六电感L2,L3,L5,L6输入引脚,栅极引脚分别与驱动信号选择模块1300的常闭开关输出引脚1连接,实现电功率由输入到输出的降压功能;
第八、十二、十六、二十MOS管Q8、Q12、Q16、Q20的漏极分别接第二、三、五、六电感L2,L3,L5,L6的输入端,源极接GND,栅极分别与驱动信号选择模块1300的常闭开关输出引脚2连接,实现电能量由输出到输入的升压功能;
第五、十、十四、十八MOS管Q5、Q10、Q14、Q18的漏电极分别接第二、二十四、三十九、五十二电流采样电阻R2,R24,R39,R52输入引脚,源极分别接第二、三、五、六电感L2、L3、L5、L6输出端,栅极分别与驱动信号选择模块1300的常开开关输出引脚1连接,实现电能量由输出到输入的降压功能;
第七、十一、十五、十九MOS管Q7,Q11,Q15,Q19的漏极分别接第二、三、五、六电感L2,L3,L5,L6的输出端,源极接GND,栅极分别与驱动信号选择模块1300的常开开关输出引脚2连接,实现电能量由输入到输出的升压功能;
使用四组功率模块并联,用来提高电功率能力,减小损耗,增加效率,实现宽电压范围大功率电能的充电或放电状态,以满足不同容量型号电池组串并联使用要求。
本发明中的驱动信号选择模块包括M个中间继电器和驱动信号选择电路,M个中间继电器的常开接点分别设于驱动模块的不同输出引脚与双向变换模块中对应功率模块中各MOS管的栅极连接;M个中间继电器的线圈分别与驱动信号选择电路(采用ULN2003)的不同控制端和连接,驱动信号选择电路VCC端接有供电电源模块,GND端接地。
如图2所示,驱动信号选择模块中第六~九中间继电器K6、K7、K8、K9、的输入端1和2分别与驱动模块1400的U4,U7,U10,U12(本实施例采用ucc27211MOSFET驱动器)的3和8引脚连接,输出端分别接入双向变换模块500与之对应MOS管,控制部分第一引脚接至驱动信号选择电路1300的G端,第二引脚接驱动信号选择电路1300的D端,驱动信号选择电路的VCC端接供电电源模块100输出,GND端接GND;
此模块用于双向充放电管理系统由输入到输出的升压、降压和输出到输入的升压、降压运行模式的转换,实现用一组驱动信号驱动两组功率运行模式的功能。
本发明中的驱动模块1400,用于实现接收主控制器1200的驱动信号,经过转换后送给驱动信号选择模块1300对应引脚.
本发明中的保护模块设于第一电压采样模块前端和/或第二电压采样模块后端,包括保护控制器模块(LM5060)及两个MOS管功率模块,两个MOS管功率模块源极相连,栅极相连;一个MOS管的漏极与保护控制器模块电压传感器输入端相连,同时接到电源或负载和/或电池组;另一个MOS管的漏极连接至第一或第二电压采样模块;过压保护比较器输入端(3脚)通过分压电阻采集过电压信号,欠压锁定比较器输入端(4脚)通过分压电阻采集欠电压信号,使能端(5脚)连接主控制器的使能信号,输出电压传感器端(9脚)与第一或第二电压采样模块相连,门驱动输出端分别与两个MOS管的栅极相连。
设于第一电压采样模块前端的保护模块还包括两个二极管,其中一个二极管设于保护控制器模块的电压源输入端与外部电源或负载之间,另一个二极管设于保护控制器模块的电压源输入端与电池组之间。
如图4所示,第一保护模块200即IC芯片U1(具有低静态电流的高侧保护控制器)的第一引脚通过第三电阻R3与第三MOS管Q3漏极连接,第二引脚连接第三二极管D3的阴极,第三二极管D3的阳极与第三MOS管Q3漏极连接,为U1芯片提供输入端电压源,第四二极管D4阳极连接第二MOS管Q2源极,阴极与U1第二引脚连接,为U1芯片提供输出端电压源,第三引脚通过第十三电阻R13和第十八电阻R18分压后获得过压信号采集,第四引脚通过第十四电阻R14和第十六电阻R16获得欠压信号采集,实现过压和欠压保护功能,第五引脚连接主控制器DC_CTR1,第六引脚接GND,第七引脚通过第六电容C6接GND,第九引脚通过第六电阻R6与第六MOS管Q6漏极连接,第十引脚经过第六电阻R6连接第三MOS管Q3和第六MOS管Q6的栅极,第三MOS管Q3源极与第六MOS管Q6漏极连接,三MOS管Q3漏极与输入端口连接,第六MOS管Q6源极连接第一电感L1的输入端,第四电容C4为输入端滤波电容,分别连接输入端正极和负极。
第一保护模块200是为了防止输入端电压过高或过低导致的设备或电池组的损坏,同时可以通过主控制器1200实现输入端开通和关断的功能,当检测到输入端电压高于设定上限值或低于设定下限值时,U1芯片的第十引脚发送低电平信号给第三MOS管Q3和第六MOS管Q6的栅极使其关断。
第二保护模块800采用IC芯片U2(具有低静态电流的高侧保护控制器),其第一引脚通过第五电阻R5与第二MOS管Q2漏极连接,第二引脚连接第二MOS管Q2漏极,为U2芯片提供输出端电压源,第三引脚通过第十二电阻R12和第二十电阻R20分压后获得过压信号采集,第四引脚通过第十一电阻R11和第十九电阻R19获得欠压信号采集,实现过压和欠压保护功能,第五引脚连接主控制器DC_CTR2,第六引脚接GND,第七引脚通过第七电容C7接GND,第九引脚通过第四电阻R4与第一MOS管Q1漏极连接,第十引脚经过第十电阻R10连接第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的栅极,第一MOS管Q1源极与Q2漏极连接,第一MOS管Q1漏极与第二电流采样电阻R2输出连接,第二MOS管Q2源极连接第一继电器K1的常开接点,第五电容C5为输出端滤波电容,分别连接输出端正极和负极。
第二保护模块800是为了防止输出端电压过高或过低导致的设备或电池组的损坏,同时可以通过主控制器1200实现输出端开通和关断的功能,当检测到输出端电压高于设定上限值或低于设定下限值时,U2芯片十引脚发送低电平信号给第一、二MOS管Q1和Q2栅极使其关断。
本发明中的第一电压采样模块300和第二电压采样模块700分别用来采集输入端和输出端电压值,第一电压采样模块300通过第8分压电阻R8和第十五分压电阻R15将电压信号分压后送给主控制器1200的VS2引脚,第二电压采样模块700通过第七分压电阻R7和第十七分压电阻R17将电压信号分压后送给主控制器1200的VS1引脚。
主控制器1200通过输入和输出端实时电压值与系统设定值比较,在通过驱动输出所需电压值。
如图4所示,本发明中的滤波模块400由第一、二滤波电容C1、2和第一滤波电感L1组成,第一滤波电感L1输入引脚接第2滤波电容C2正极,输出引脚接第一滤波电容C1正极,第一滤波电容C1和第二滤波电容C2负极接GND。
滤波模块400主要用于为系统提供平稳不受干扰的电能,为系统安全稳定运行提供辅助支撑。
本发明中的电流采样模块具有M个电流采样电路,每个电流采样电路包括电流采样电阻和差分运算放大器,其中电流采样电阻连接于差分运算放大器的同相输入端与反相输入端之间,同时电流采样电阻的一端与双向变换模块的输出端相连;差分运算放大器的同相输入端通过稳压二极管接有稳压后的偏置电压;差分运算放大器输出端分别与主控制器的总体电流输入端和单体模块电流输入端相连;在差分运算放大器输出端与反相输入端之间设有反馈电阻。
如图3所示,电流采样模块中的第二、二十四、三十九、五十二电阻R2、R24、R39、R52作为电流采样电阻,第一引脚分别通过第二十三、三十五、四十六、五十六电阻R23、R35、R46、R56与第三、六、八、十一差分运算放大器U3、U6、U8、U11同相输入端引脚连接,第二引脚分别通过第二十一、三十三、四十三、五十三电阻R21、R33、R43、R53与第三、六、八、十一差分运算放大器U3、U6、U8、U11反向输入端引脚连接,第五、六、七、八稳压二极管D5、D6、D7、D8、将3.3V电压稳成1.25V作为偏置电压通过电阻接入各差分运算放大器同相输入端,将各电流采样电阻采得正电流或负电流偏置成正值,提供主控制器处理,各差分运算放大器输出端引脚分别通过第二十五、三十六、四十七、五十七电阻R25、R36、R47、R57与主控制器1200的CS1连接,用于采集总体电流,同时也分别通第二十六、三十七、四十八、五十九电阻R26、R37、R48、R59和第三十、四十、五十一、六十二电阻R30、R40、R51、R62分压后分别接入主控制器1200的CS5、CS4、CS3、CS2引脚,用于采集单体模块电流,第二十二、三十四、四十四、五十四电阻R22、R34、R44、R54分别为各差分运算放大器的反馈电阻。
本发明中的供电电源模块100如图2所示,第一、二二极管D1、2分别接到第二MOS管Q2漏极和第三MOS管Q32漏极引脚,阴极并联后与电源转换电路Vin连接,为电源转换电路提供外部电源,电源转换电路Vout输出引脚作为电源芯片U5的Vin引脚输入端,并与之相连,同时连接第四电感L4和电源芯片U9的IN输入引脚,第十一、十四、十七电容C11(不是C1),C14,C17作为滤波电容与其连接,另一端接GND,U5电源芯片输出为电流采样运算放大器提供电能,L4电感输出端接驱动模块的U4,U7,U10,U12的一引脚,作为驱动电源输入,U9电源芯片OUT引脚为主控制器1200、RS485通信模块1100、CAN通信模块1000、电流采样模块600的偏置信号提供电源,第十二电容C12和第十八C18为电源芯片U5和U9的输出滤波电容。
供电电源模块100为双向充放电管理系统各部分模块提供安全可靠的低压供电,并且双向充放电管理系统的输入或输出任何一端有电,都可以通过供电电源模块100转换后为系统提供电能。
Claims (7)
1.一种蓄电池充放电管理系统,其特征在于:包括两个电压采样模块,一个电流采样模块、电池组分配模块、驱动模块、驱动信号选择模块以及主控制器,其中两个电压采样模块即第一电压采样模块和第二电压采样模块分别采集双向充放电系统的输入端和输出端电压值,输出电压采样值接至主控制器;电流采样模块采集双向变换模块的电池充放电电流,并输出电流采样值接至主控制器;双向变换模块经驱动选择模块与驱动模块的驱动信号相连,驱动信号选择模块和驱动模块分别接收主控制器的驱动信号和选择信号;电池组分配模块的信号端口与主控制器连接,输出端接至蓄电池组的组配控制回路中。
2.根据权利要求1所述的蓄电池充放电管理系统,其特征在于:所述电池组分配模块包括多个中间继电器和电池组分配控制电路,其中M个中间继电器中的常开接点分别设于第二电压采样模块输出端与N个电池组的正极之间,任意选择连接每单组蓄电池组或多组蓄电池组以及全部蓄电池组单组或多组并联充放电;M-1个中间继电器中的接点分别设于N个电池组的中相邻电池的负极与正极之间或负极与负极之间,用于任意选择连接单组蓄电池组或多组蓄电池组中的一组或多组并联或串联以及全部蓄电池组单组和多组并联充放电;各中间继电器的线圈接有电池组分配控制电路的不同控制信号端。
3.根据权利要求1所述的蓄电池充放电管理系统,其特征在于:双向变换模块具有M组并联连接的功率模块,每组功率模块包括四个MOS管和一个电感,其中第一MOS管的漏极与第一电压采样模块的输出端连接,第一MOS管的源极经电感接至第二MOS管的源极,第二MOS管的源极接至电流采样模块中的电流采样电阻;第一、第二MOS管的栅极分别与驱动信号选择模块的常闭开关第一输出引脚连接;电感两端分别连接第三、四MOS管的漏极,第三、四MOS管的栅极分别与驱动信号选择模块的常闭开关第一输出引脚;第三、四MOS管的源极接地。
4.根据权利要求1所述的蓄电池充放电管理系统,其特征在于:所述驱动信号选择模块包括M个中间继电器和驱动信号选择电路,M个中间继电器的常开接点分别设于驱动模块的不同输出引脚与双向变换模块中对应功率模块中各MOS管的栅极连接;M个中间继电器的线圈分别与驱动信号选择电路的不同控制端和连接,驱动信号选择电路VCC端接有供电电源模块,GND端接地。
5.根据权利要求1所述的蓄电池充放电管理系统,其特征在于:还具有保护模块,设于第一电压采样模块前端和/或第二电压采样模块后端,包括保护控制器模块及两个MOS管功率模块,两个MOS管功率模块源极相连,栅极相连;一个MOS管的漏极与保护控制器模块电压传感器输入端相连,同时接到电源或负载和/或电池组;另一个MOS管的漏极连接至第一或第二电压采样模块;过压保护比较器输入端通过分压电阻采集过电压信号,欠压锁定比较器输入端通过分压电阻采集欠电压信号,使能端连接主控制器的使能信号,输出电压传感器端与第一或第二电压采样模块相连,门驱动输出端分别与两个MOS管的栅极相连。
6.根据权利要求5所述的蓄电池充放电管理系统,其特征在于:设于第一电压采样模块前端的保护模块还包括两个二极管,其中一个二极管设于保护控制器模块的电压源输入端与外部电源或负载之间,另一个二极管设于保护控制器模块的电压源输入端与电池组之间。
7.根据权利要求1所述的蓄电池充放电管理系统,其特征在于:电流采样模块具有M个电流采样电路,每个电流采样电路包括电流采样电阻和差分运算放大器,其中电流采样电阻连接于差分运算放大器的同相输入端与反相输入端之间,同时电流采样电阻的一端与双向变换模块的输出端相连;差分运算放大器的同相输入端通过稳压二极管接有稳压后的偏置电压;差分运算放大器输出端分别与主控制器的总体电流输入端和单体模块电流输入端相连;在差分运算放大器输出端与反相输入端之间设有反馈电阻。
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