CN109501726A - 一种电池管理系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电池领域，提供了一种电池管理系统，所述系统包括：提供电源的电池模块；与所述电池模块电连接，放大所述电源信号模拟前端；与所述模拟前端电连接，控制所述电池模块的主控模块；与所述主控模块电连接，保护所述主控模块的通讯模块；以及与所述通讯模块通讯连接，具有指纹信息的指纹模块，本发明通过设置有通讯模块和指纹模块，通讯模块与有通讯功能的指纹模块通讯控制连接，从而方便用户指纹解锁电池，对电池组进行管理操作，以及提高电池管理系统的工作可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电池领域，尤其涉及一种电池管理系统及装置。
背景技术
目前，随着科学技术的发展，锂电池的技术也得到了大力发展和广泛使用，而锂电池使用时必须配有保护板或者电池管理系统。
在现有技术中，锂电池保护板采用硬件保护板，需要依靠物理钥匙电路开关对电路进行开启或者关闭。当电池组组装成整车之后，用户也需要依靠物理钥匙进行整车开启或者关闭。
但是，现有技术也存在着问题：1、由于保护板采用硬件保护板，无法对保护板进行识别保护，也无法从保护板软件通讯系统进行开启和关闭，并且不能识别用户身份，既没有电池管理功能，也没有电池组识别通讯开启关闭功能；2、硬件单一，软件结构复杂，两极化非常严重，对系统内的主板模块的高压保护不足等缺陷。
发明内容
本发明提供一种电池管理系统，旨在解决无法识别用户、不方便维护电池的问题。
本发明是这样实现的，一种电池管理系统，包括：
提供电源的电池模块；
与所述电池模块电连接，放大所述电源信号模拟前端；
与所述模拟前端电连接，控制所述电池模块的主控模块；
与所述主控模块电连接，保护所述主控模块的通讯模块；以及
与所述通讯模块通讯连接，具有指纹信息的指纹模块。
更进一步地，所述通讯模块包括：
与所述主控模块连接的输入端；
稳定所述输入端电压的稳压子模块；
与所述稳压子模块电连接，控制所述指纹模块的通讯控制开关子模块；
与所述通讯控制开关子模块电连接，保护所述通讯模块的高压保护子模块；以及
与所述高压保护子模块连接的输出端。
更进一步地，所述通讯模块还包括：
与所述通讯模块的输出端电连接的ESD防护模块。
更进一步地，所述系统还包括：
充电场效应管以及放电场效应管；
所述充电场效应管和所述放电场效应管均与所述主控模块连接。
更进一步地，所述系统还包括：
与所述电池模块电连接的充电设备；
所述充电设备正输出端与所述电池模块的正极连接、所述充电设备负输出端与所述电池模块的负极连接。
本发明还提供一种电池管理系统装置，所述设备包括：
如上所述的一种电池管理系统。
本发明提供的电池管理系统，通过设置有通讯模块和指纹模块，通讯模块与有通讯功能的指纹模块通讯控制连接，从而方便用户指纹解锁电池，对电池组进行管理操作，以及提高电池管理系统的工作可靠性。
附图说明
图1是本发明提供的电池管理系统的结构模块示意图；
图2是本发明提供的通讯模块的示意图；
图3是本发明提供的通讯模块的电路图；
图4是本发明提供的电池管理系统的另一个示意图；
图5是本发明提供的电池管理系统的另一个示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
本发明提供的电池管理系统，通过设置有通讯模块和指纹模块，通讯模块与有通讯功能的指纹模块通讯控制连接，从而方便用户指纹解锁电池，对电池组进行管理操作，以及提高电池管理系统的工作可靠性。
实施例一
如图1所述，本发明实施例提供了一种电池管理系统，包括：
提供电源的电池模块1，该电源模块1可以优选为锂电池模块。
与电池模块1电连接，放大电源信号模拟前端2。该模拟前端2是处理信号源给出的模拟信号，对其进行数字化及分析处理，其中包括几个功能：1、信号放大：当接收到的信号过于微弱，满足不了系统载噪比要求时，在前端要采用低噪声放大器进行放大，以提高载噪比。2、频率变换：为了实现传输频道的某种配置，有时也为了避开某种干扰，前端需要对某些频道进行变换。3、调制、解调：在接收卫星、微波信号时，需先对其进行解调，恢复视、音频信号，然后再将其调制为选定频道的射频信号。4、电平调整与控制：用于各频道的电平进行调整和控制，使频道内和频道间的电平波动不超过要求的范围。
优选的，该模拟前端2可为基于芯片BQ76940的模拟前端，其最大支持15串锂电池，并且带有采集单体电压、电流温度功能，放电过流保护及短路保护等功能。
与模拟前端2电连接，控制电池模块1的主控模块3，主控模块3中的主控芯片为单片机，单片机芯片型号优选为tmega3290P。单片机通过I2C通讯方式与模拟前端2进行通讯，以读取电压、电流等数据，从而实现电池的充放电管理。
与主控模块3电连接，保护主控模块3的通讯模块4，通讯模块4与指纹模块5进行通讯控制连接，从而方便用户对电池组的安全操作使用，防水，防电，防盗报警，便于用户对电池进行充放电的管理维护。
与通讯模块4通讯连接，具有指纹信息的指纹模块5。指纹模块5优选基于STC89C52单片机的指纹模块5，以降低功耗。利用该指纹模块5，用户可以在不开启电池组外壳情况下通过指纹解锁对产品进行开启和关闭，另有一根通讯数据传输信号线，当指纹识别错误5次以上时，可自动响应报警设置。
在本发明实施例中，通过设置有通讯模块4和指纹模块5，通讯模块4与有通讯功能的指纹模块5通讯控制连接，从而方便用户指纹解锁电池，对电池组进行管理操作，以及提高电池管理系统的工作可靠性。
实施例二
如图2和图3所示，本发明实施例提供了电池管理系统，包括：
与主控模块3连接的输入端41。
稳定输入端41电压的稳压子模块42。
与稳压子模块42电连接，控制指纹模块5的通讯控制开关子模块43。
与通讯控制开关子模块43电连接，保护通讯模块4的高压保护子模块44。
与高压保护子模块44连接的输出端45。
稳压子模块42包括稳压管ZD4、稳压管ZD5、电阻R23和电阻R24，稳压管ZD4和电阻R23一端与输入端41的RX端连接，另一端接地。稳压管ZD5和电阻R24一端与输入端41的TX端连接，另一端接地。
通讯控制模块43包括二极管D3、电阻R11、电阻R12、电阻R17、电阻R18、MOS管M1和MOS管M2。指纹模块5的供电回路连接的开关控制端TR依次与二极管D3、电阻R12和电阻R11串联。电阻R17和电阻R18并联在二极管D3和电阻R12和电阻R11之间。MOS管M1源极S1与输入端41的TX接线端连接，漏极D1与输出端45的TXD接线端连接，MOS管M2源极S2与输入端41的RX接线端连接，漏极D2与输出端45的RXD接线端连接。
高压保护子模块包括：稳压管ZD3、稳压管ZD6、电容C12、电阻R25、电阻R34、电阻R35、二极管D6和三极管Q7。稳压管ZD6和电容C13与电阻R34并联，三极管Q7的集电极C与二极管D6串联连接在通讯控制开关子模块3上，二极管D6另一端与电阻R34并联，三极管Q7的发射极E接地，三极管的Q7的基极B连接在电阻R25和电阻R35之间，且电阻R25、电阻R35与稳压管ZD3串联连接在输出端45的RXD接线端上。
通讯模块包括依次连接的通讯输入端41、稳压子模块42、通讯控制开关子模块43、高压保护子模块44以及通讯输出端45，通讯控制开关子模块43具有用于与指纹模块5的供电回路连接的开关控制端TR，稳压子模块43的两输入端分别与输入端41的两接线端TX和RX连接，通讯控制开关子模块43的两输出端分别与输出端45的两接线端TXD和RXD连接,高压保护子模块44的两输入端分别与通讯控制开关子模块43以及输出端45的RXD连接。
在本发明实施例中，通过电池管理系统中的通讯模块4中具有高压保护子模块44，可有效保护电池管理系统的主控模块3在与外接设备的连接通讯中被高压信号损坏，从而可有效提高电池管理系统的工作可靠性和使用寿命，再通过设置有通讯模块4，便于与具有指纹信息功能的指纹模块5的进行通讯控制连接，从而方便用户对电池组的安全操作使用，便于用户对电池进行充放电的管理维护。
实施例三
如图2和图3所示，本发明实施例提供了电池管理系统，包括：
通讯模块4还包括有ESD防护子模块46，该ESD防护子模块46的两输入端分别与输出端45的两接线端TXD和RXD连接。
ESD防护子模块46包括二极管D4和二极管D5，二极管D4的一端连接在输出端45的RXD接线端上，二极管D5的地缘连接在输出端45的TXD接线端上，二极管D4和二极管D5并联在一起，且二极管D4和二极管D5的另一端接地。
本发明实施例通过在通讯模块4上设置有ESD防护模块46，可有效保护电池管理系统的主控模块在与外接设备的连接通讯中被高压信号损坏，从而可有效提高电池管理系统的工作可靠性和使用寿命。
实施例四
如图4所示，本发明实施例提供了电池管理系统，包括：
充电场效应管Q1和放电场效应管Q2，充电场效应管Q1的栅极G1、放电场效应管Q2的栅极G2均与主控模块3连接，充电场效应管Q1的漏极D1与通讯模块的负输入端连接，充电场效应管Q1的源极S1与放电场效应管Q2的漏极D2连接，放电场效应管Q2的源极S2与电池模块1的负极连接。
本发明通过设置有充电场效应管Q1和放电场效应管Q2，从而使得主控模块3能够通过充电场效应管Q1和放电场效应管Q2更好地保护和管理电池管理系统。
实施例五
如图5所示，本发明实施例提供了电池管理系统，包括：
电池模块1、模拟前端2、主控模块3、通讯模块4、指纹模块5和充电设备6。
电池模块1、模拟前端2、主控模块3、通讯模块4、指纹模块5的功能如上实施例一所述类似，具体此处不再赘述。
充电设备的正输出端和负输出端分别与电池模块的正极和负极连接。
本发明实施例通过设置有充电设备6和主控模块3，实现电池的充放电管理，然后通过设置有通讯模块4和指纹模块5，通讯模块4与有通讯功能的指纹模块5通讯控制连接，从而方便用户指纹解锁电池，对电池组进行管理操作，以及提高电池管理系统的工作可靠性。
实施例六
本发明实施例提供了一种电池管理系统装置，包括：
如上实施例一至实施例五中任一实施例包括的电池管理系统。
在本发明实施例中，电池管理系统通过设置有通讯模块和指纹模块，通讯模块中具有高压保护子模块与ESD防护子模块，可有效保护电池管理系统的主控模块在与外接设备的连接通讯中被高压信号损坏，从而可有效提高电池管理系统的工作可靠性和使用寿命。通讯模块与有通讯功能的指纹模块通讯控制连接。利用该指纹模块，可以在不开启电池组外壳情况下对产品进行开启和关闭，另有一根通讯数据传输信号线，指纹识别错误预设次数后，可自动响应报警设置。大大方便了用户对电池的实时的防盗，并方便用户对电池进行充放电的管理维护从而方便用户指纹解锁电池，对电池组进行管理操作，以及提高电池管理系统的工作可靠性。
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 (6)
1.一种电池管理系统，其特征在于，所述系统包括：
提供电源的电池模块；
与所述电池模块电连接，放大所述电源信号模拟前端；
与所述模拟前端电连接，控制所述电池模块的主控模块；
与所述主控模块电连接，保护所述主控模块的通讯模块；以及
与所述通讯模块通讯连接，具有指纹信息的指纹模块。
2.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述通讯模块包括：
与所述主控模块连接的输入端；
稳定所述输入端电压的稳压子模块；
与所述稳压子模块电连接，控制所述指纹模块的通讯控制开关子模块；
与所述通讯控制开关子模块电连接，保护所述通讯模块的高压保护子模块；以及
与所述高压保护子模块连接的输出端。
3.如权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述通讯模块还包括：
与所述通讯模块的输出端电连接的ESD防护模块。
4.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
充电场效应管以及放电场效应管；
所述充电场效应管和所述放电场效应管均与所述主控模块连接。
5.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
与所述电池模块电连接的充电设备；
所述充电设备正输出端与所述电池模块的正极连接、所述充电设备负输出端与所述电池模块的负极连接。
6.一种电池管理系统装置，其特征在于，所述设备包括：
如上权利要求1至5中任一项所述的电池管理系统。
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