CN110126673A - 一种电池梯次利用管理系统、电动汽车和通信基站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，提供一种电池梯次利用管理系统、电动汽车和通信基站。以解决现有的电动汽车动力电池梯次利用至通信基站的过程较为复杂且对电池的管理颇为不便问题。该系统包括多个从控单元和一个主控单元，每个从控单元包括电池组，以及与电池组相适配的数据采集模块，数据采集模块用于采集电池组的数据信息；主控单元包括集成式BMS，连接多个数据采集模块。这样，可以利用集成式BMS集中、统一管理多个电池组，并且，对电动汽车动力电池梯次利用时，无需拆卸各电池组，且只需更换一个集成式BMS即可，电动汽车动力电池梯次利用至通信基站的过程更加简便。

Description

一种电池梯次利用管理系统、电动汽车和通信基站

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池梯次利用管理系统、电动汽车和通信基站。

背景技术

梯次利用是指某一个已经使用过的产品已经到达原生设计寿命，再通过其他方法使其功能全部或部分恢复的继续使用过程，且该过程属于基本同级或降级应用的方式。电动汽车动力电池容量衰减到一定程度时，就需要更换。为了有效利用剩余电池容量，将废旧电动汽车动力电池梯次利用到通信基站的电源系统作为后备电源，使得电动汽车动力电池使用周期延长，既节约了能源，又减少了污染排放。

目前的电动汽车动力和通信基站通常包含多个电池组，一组电动汽车动力电池组一般通过一个电动汽车电池管理系统(Battery Management System，BMS)管理，一个通信基站的电池组一般通过一个通信基站BMS管理。但是目前的通信基站BMS和电动汽车BMS存在较大的差异，当多组电动汽车动力电池组应用于通信基站时，常用的方案是将每组废旧电动汽车动力电池组拆解、重组、更换每组的BMS后才能应用于通信基站，电动汽车动力电池梯次利用至通信基站的过程较为复杂且对电池的管理颇为不便。

发明内容

本发明实施例提供一种电池梯次利用管理系统、电动汽车和通信基站，以解决现有的电动汽车动力电池梯次利用至通信基站的过程较为复杂且对电池的管理颇为不便问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种电池梯次利用管理系统，应用于电动汽车或通信基站，包括：

多个从控单元，每个从控单元包括电池组，以及与所述电池组相适配的数据采集模块；所述电池组的第一端连接开关电源的正极，所述电池组的第二端连接所述开关电源的负极；所述数据采集模块连接所述电池组的第三端，用于采集所述电池组的数据信息；

主控单元，包括集成式电池管理系统BMS，所述集成式BMS连接多个数据采集模块；用于接收所述多个数据采集模块采集的多个电池组的数据信息并根据所述多个电池组的数据信息控制所述多个电池组的工作状态。

可选的，所述开关电源为充电机；所述开关电源为直流48V开关电源。

可选的，所述集成式电池管理系统BMS为电动汽车BMS或通信基站BMS。

可选的，所述集成式BMS具体用于：

判断目标电池组的电流是否大于第一预设值或目标电池组的电压是否低于第二预设值，若是，则发送断开指令至所述目标电池组对应的目标数据采集模块。

可选的，所述集成式BMS具体用于：

判断目标电池组的温度是否高于第三预设值或目标电池组的温度是否低于第四预设值，若是，则发送断开指令至所述目标电池组对应的目标数据采集模块。

可选的，每一电池组与所述开关电源之间设有隔离二极管，用于防止所述多个电池组之间相互充电。

可选的，所述集成式BMS还用于：

将获取的所述多个电池组的数据信息上传至基站设备监控中心。

可选的，通过现场监控单元FSU将所述多个电池组的数据信息上传至基站设备监控中心。

第二方面，本发明实施例还提供一种电动汽车，包括上述电池梯次利用管理系统。

第三方面，本发明实施例还提供一种通信基站，包括上述电池梯次利用管理系统。

本发明实施例中，电池梯次利用管理系统包括多个从控单元和一个主控单元，每个从控单元包括电池组，以及与电池组相适配的数据采集模块，数据采集模块用于采集电池组的数据信息；主控单元包括集成式BMS，连接多个数据采集模块，用于接收多个数据采集模块采集的多个电池组的数据信息并根据多个电池组的数据信息控制多个电池组的工作状态。这样，可以利用集成式BMS集中、统一管理多个电池组，并且，对电动汽车动力电池梯次利用时，无需拆卸各电池组，且只需更换一个集成式BMS即可，电动汽车动力电池梯次利用至通信基站的过程更加简便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电池梯次利用管理系统的结构图。

具体实施方式

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作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。

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种电池梯次利用管理系统的结构图。如图1所示，所述电池梯次利用管理系统应用于电动汽车或通信基站。所述系统包括：

多个从控单元1，每个从控单元1包括电池组11，以及与电池组11相适配的数据采集模块12；电池组11的第一端连接开关电源2的正极，电池组11的第二端连接开关电源2的负极；数据采集模块12连接所述电池组11的第三端，用于采集电池组11的数据信息；

主控单元3，包括集成式电池管理系统BMS31，集成式BMS31连接多个数据采集模块12；用于接收多个数据采集模块12采集的多个电池组11的数据信息并根据多个电池组11的数据信息控制所述多个电池组11的工作状态。

本实施例中，电池梯次利用管理系统可以应用于电动汽车或通信基站。电池梯次利用管理系统可以先用于电动汽车，当电动汽车的电池容量衰减到一定程度时，将废旧电动汽车动力电池梯次利用到通信基站的电源系统作为后备电源，遮掩可以延长电动汽车动力电池的寿命，还能节约能源，减少污染的排放。

电池管理系统(Battery Management System，BMS)是对电池进行管理的系统。传统的电动汽车动力电池或通信基站的电池包括一组电池组，以及与之相适配的一个电动汽车BMS或通信基站BMS。每个BMS管理一组电池组。电动汽车动力电池退役之后，需要根据每个BMS的电池数据对每组电池组进行拆解、重组，再将每个电动汽车BMS电池更换成通信基站BMS。也就是说，每组电池组配置有一数据采集模块和一BMS。传统的电动汽车动力电池的梯次使用过程较为复杂，也不能对多个电池组进行统一管理。

本发明实施例中采用了集成式BMS，集成式BMS是指可以对各组电池组11进行监控和管理的BMS。将传统的一组电池组配置一BMS变成多个电池组共同配置一集成式BMS。在电池组11端仅保留数据采集模块12。利用集成式BMS集中、统一管理通信基站内的多个电池组11。

可选的，集成式BMS可以为电动汽车BMS或通信基站BMS。当电池梯次利用管理系统应用于电动汽车时，BMS为电动汽车BMS；当电池梯次利用管理系统应用于通信基站时，BMS为通信基站BMS。

具体的，多个从控单元1包括电池组11，以及与电池组11相适配的数据采集模块12。电池组11由开关电源2供电，电池组11的第一端连接开关电源2的正极，电池组11的第二端连接开关电源2的负极。这样，开关电源2能够给各组电池组11供电。每组电池组11的第三端还连接有数据采集模块12，数据采集模块12可以用于采集电池组11的数据信息，例如：单体电芯电压、温度参数等数据信息。主控单元3包括集成式BMS31，集成式BMS31通过通信总线连接多个数据采集模块12，可以用于接收多个数据采集模块12采集的电池组的数据信息，例如，每组电池组11的单体电芯电压、温度参数等数据信息。再根据上述数据信息对各电池组11进行控制。例如，充放电参数、过流过压保护、高低温保护等。这样，可以通过集成式BMS采集每组电池组11的数据信息，对每个组电池组11进行统一、集中式的管理。当对废旧电动汽车进行梯次利用时，可以根据每组电池组11的数据进行切断、限流或正常工作的控制，这样，无需对每组电池组11进行拆解和重组，并且，在更换为通信基站BMS时，只需要更换集成式BMS即可。这样，使得，电动汽车动力电池梯次利用至通信基站的过程更加简便，并且可以对多个电池组进行集中、统一的管理。

作为一种可选的实施例，开关电源2可以为充电机21，开关电源可以为直流48V开关电源。

本实施例中，充电机21是采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电技术。它采用恒流/恒压/小恒流只能三个阶段充电方式，具有充电效率高，操作简单，重量轻，体积小等特点。充电机属于开关电源的一种，耐抗性能比较强，可靠性即稳定性均比高频机强。优选的，开关电源可以为直流48V开关电源，可以更加稳定地对充电电池进行充电。

作为一种可选的实施例，集成式BMS31具体可以用于：

判断目标电池组11的电流是否大于第一预设值或目标电池组11的电压是否低于第二预设值，若是，则发送断开指令至所述目标电池组11对应的目标数据采集模块12。

本实施例中，目标电池组11是指集成式BMS31根据采集到的数据信息进行控制的电池组。例如，当获取某一电池组11的数据信息，集成式BMS对数据信息进行判断，根据判断结果发送相应的指令至目标电池组11。当电池组过充电时，电流较大，电池组11过放电时，电压较小。因此，对电池组11的电压和电流数据进行采集并进行控制，可以减少电池组11因过充电或过放电导致电池组11的性能降低，甚至造成安全隐患的情况。

例如，在充电时，判断目标电池组11的电流是否大于第一预设值，若是，集成式BMS31则发送断开指令至数据采集模块，数据采集模块12获取集成式BMS31发送的断开指令后，断开目标电池组11所在的电路。这样目标电池组11可以处于不工作的状态。再例如，在放电时，判断目标电池组11的电压是否低于第一预设值，若是，集成式BMS31则发送断开指令至数据采集模块12，数据采集模块12获取集成式BMS31发送的断开指令后，断开目标电池组11所在的电路。这样目标电池组11可以处于不工作的状态。这样，电池组11不会因过充电或过放电导致性能降低，甚至造成安全隐患。

作为一种可选的实施例，所述集成式BMS31具体可以用于：

判断目标电池组11的温度是否高于第三预设值或目标电池组11的温度是否低于第四预设值，若是，则发送断开指令至所述目标电池组11对应的目标数据采集模块12。

本实施例中，当电池组过充电时，温度较高，电池组11过放电时，温度较低。因此，对电池组11的温度数据进行采集并进行控制，可以减少电池组11因过充电或过放电导致电池组11的性能降低，甚至造成安全隐患的情况。

例如，在充电时，判断目标电池组11的温度是否大于第一预设值，若是，集成式BMS31则发送断开指令至数据采集模块，数据采集模块12获取集成式BMS31发送的断开指令后，断开目标电池组11所在的电路。这样目标电池组11可以处于不工作的状态。再例如，在放电时，判断目标电池组11的温度是否低于第一预设值，若是，集成式BMS31则发送断开指令至数据采集模块12，数据采集模块12获取集成式BMS31发送的断开指令后，断开目标电池组11所在的电路。这样目标电池组11可以处于不工作的状态。这样，电池组11不会因过充电或过放电导致性能降低，甚至造成安全隐患。

作为一种可选的实施例，每一电池组可以与所述开关电源之间设有隔离二极管13，用于防止所述多个电池组11之间相互充电。

本实施例中，隔离二极管13是指利用二极管的单向导通原理，对某方向电压的导通起到隔离作用。在每一电池组11与开关电源2之间设置隔离二极管13，可以防止多个电池组11之间相互充电。

作为一种可选的实施例，所述集成式BMS31还可以用于：

将获取的多个电池组11的数据信息上传至基站设备监控中心。

本实施例中，基站设备监控中心，是指对基站动力、安防、消防进行远程的、实时的、全方位的无线检测和控制。完善的预警机制，实现多级告警，保障基站的可靠性并有效降低运维成本。可以通过基站设备监控中心对电池组11的数据信息进行实时监控。能够实时获取当前电池组的运行参数以及告警数据。若有突发情况，技术人员可以进行及时处理，提高电池梯次利用管理系统的安全性。

进一步地，通过现场监控单元(Field Supervision Unit，FSU)将多个电池组11的数据信息上传至基站设备监控中心。

本实施例中，FSU是连接监控端局(集成式BMS)和基站设备监控中心的桥梁，是整个监控系统数据处理的核心。主要功能是对集成式BMS的原始数据进行采集，并将处理结果发送至基站设备监控中心，同时接受基站设备监控中心的控制命令对集成式BMS进行控制。可以实时获取电池组的运行参数，并在突发状况时，及时告知技术人员，可以对电池组进行及时处理。提高电池梯次利用管理系统的安全性。并且，传统的通信基站后备电池扩容时，均需与FSU对接，无法做到即插即用，而本实施例的通信基站进行扩容时，可以直接插入电池组，可以做到即插即用，可以实现电池组的模块化增容。

本发明还提供了一种电动汽车，包括上述电池梯次利用管理系统。该电动汽车包括的电池梯次利用管理系统与上述电池梯次利用管理系统的结构相同，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明还提供了一种通信基站，包括上述电池梯次利用管理系统。该通信基站包括的电池梯次利用管理系统与上述电池梯次利用管理系统的结构相同，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种电池梯次利用管理系统，应用于电动汽车或通信基站，其特征在于，包括：

多个从控单元，每个从控单元包括电池组，以及与所述电池组相适配的数据采集模块；所述电池组的第一端连接开关电源的正极，所述电池组的第二端连接所述开关电源的负极；所述数据采集模块连接所述电池组的第三端，用于采集所述电池组的数据信息；

主控单元，包括集成式电池管理系统BMS，所述集成式BMS连接多个数据采集模块；用于接收所述多个数据采集模块采集的多个电池组的数据信息并根据所述多个电池组的数据信息控制所述多个电池组的工作状态。

2.根据权利要求1所述的电池梯次利用管理系统，其特征在于，所述开关电源为充电机；所述开关电源为直流48V开关电源。

3.根据权利要求1所述的电池梯次利用管理系统，其特征在于，所述集成式电池管理系统BMS为电动汽车BMS或通信基站BMS。

4.根据权利要求1所述的电池梯次利用管理系统，其特征在于，所述集成式BMS具体用于：

判断目标电池组的电流是否大于第一预设值或目标电池组的电压是否低于第二预设值，若是，则发送断开指令至所述目标电池组对应的目标数据采集模块。

5.根据权利要求1所述的电池梯次利用管理系统，其特征在于，所述集成式BMS具体用于：

判断目标电池组的温度是否高于第三预设值或目标电池组的温度是否低于第四预设值，若是，则发送断开指令至所述目标电池组对应的目标数据采集模块。

6.根据权利要求1所述的电池梯次利用管理系统，其特征在于，每一电池组与所述开关电源之间设有隔离二极管，用于防止所述多个电池组之间相互充电。

7.根据权利要求1所述的电池梯次利用管理系统，其特征在于，所述集成式BMS还用于：

将获取的所述多个电池组的数据信息上传至基站设备监控中心。

8.根据权利要求7所述的电池梯次利用管理系统，其特征在于，通过现场监控单元FSU将所述多个电池组的数据信息上传至基站设备监控中心。

9.一种电动汽车，其特征在于，包括上述权利要求1～8中任一项所述的电池梯次利用管理系统。

10.一种通信基站，其特征在于，包括上述权利要求1～8中任一项所述的电池梯次利用管理系统。