CN110303940A - 一种网络组合式锂电池bms系统制作方法 - Google Patents
一种网络组合式锂电池bms系统制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110303940A CN110303940A CN201910705314.4A CN201910705314A CN110303940A CN 110303940 A CN110303940 A CN 110303940A CN 201910705314 A CN201910705314 A CN 201910705314A CN 110303940 A CN110303940 A CN 110303940A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium battery
- battery
- control unit
- group
- bms system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 1
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008571 general function Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明涉及锂电池成组技术领域，且公开了一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，包括锂电池模块和BMS系统管理模块,所述锂电池模块由若干个网络组合的锂电池组成,所述BMS系统管理模块由电池管理单元(BMU)、集线控制单元(BDC)、电池模块管理单元(BMC)和制冷控制单元(RCU)组成。该网络组合式锂电池BMS系统制作方法，通过在锂电池模块中设置壁垒，通过壁垒并联后再串联成电池包的形式，壁垒阻碍电流横向移动，并使电流得到均匀分配，消除了小内阻电池路径上的偏流现象和并联过程中的环流现象，从而支持了中低压大功率充电，并且单体电池通过壁垒相对隔离，工作环境像单个电池那样，从而延长了电池包的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池成组技术领域，具体为一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法。
背景技术
BMS系统指电池管理系统(英语：Battery Management System)是对电池进行管理的系统，BMS主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充和过放，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
BMS是电动汽车电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。BMS实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息，与外部设备如整车控制器交换信息，解决锂电池系统中安全性、可用性、易用性、使用寿命等关键问题,其主要作用是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。通俗的讲，就是一套管理、控制、使用电池组的系统。
但是，现有的BMS电池管理系统，往往与传统的“先串后并”的电池连接方式相配合，在实际使用的过程中，虽然具备一定的灵敏性，但是电池损坏较大，单个电池损坏虽然有报警但却要拆掉并更换整个电池组才能解决问题，极大的提高了成本，并且增加了后续维护的困难程度。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，具备消除偏流、环流等现象、适合大功率充电、延长单体电池使用寿命等优点，解决了传统成组方式先并后串发生偏流、电池易烧坏和实现高电压必须串联更多电池包的问题。
(二)技术方案
为实现上述消除偏流、环流等现象、适合大功率充电、延长单体电池使用寿命的目的，本发明提供如下技术方案：一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，包括锂电池模块和BMS系统管理模块,所述锂电池模块由若干个网络组合的锂电池组成,所述BMS系统管理模块由电池管理单元(BMU)、集线控制单元(BDC)、电池模块管理单元(BMC)和制冷控制单元(RCU)组成。
优选的，所述锂电池模块中设置有壁垒，所述锂电池通过壁垒并联后再串联成电池包。
优选的，所述电池管理单元(BMU)设置有个接口，分别为车载充电机接口、传导充电机接口、整车控制器接口、专用设备接口、远程通信模块接口和spi接口，所述电池管理单元(BMU)通过spi接口与集线控制单元(BDC)电性连接。
优选的，所述集线控制单元(BDC)包括电流电压测量部分和传感器控制部分，所述集线控制单元(BDC)与制冷控制单元(RCU)电性连接。
优选的，所述集线控制单元(BDC)与电池模块管理单元(BMC)电性连接，所述电池模块管理单元(BMC)的组合方式与锂电池模块的组合方式相同。
优选的，所述制冷控制单元(RCU)外接120V直流电源，所述制冷控制单元(RCU)内设置有压力温度传感器。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，具备以下有益效果：
1、该网络组合式锂电池BMS系统制作方法，通过在锂电池模块中设置壁垒，通过壁垒并联后再串联成电池包的形式，壁垒阻碍电流横向移动，并使电流得到均匀分配，消除了小内阻电池路径上的偏流现象和并联过程中的环流现象，从而支持了中低压大功率充电，并且单体电池通过壁垒相对隔离，工作环境像单个电池那样，从而延长了电池包的使用寿命。
2、该网络组合式锂电池BMS系统制作方法，通过电池管理单元(BMU)、集线控制单元(BDC)、电池模块管理单元(BMC)和制冷控制单元(RCU)的配合设置，使该网络组合式锂电池BMS系统制作方法在具体的制作过程中可以单个模块进行组合，彼此之间互不干扰，最后按照电池包的网络组合形式，制作完成网络组合的锂电池BMS系统，从而便于检测并联多点电压，较好的管理壁垒，几个模块中均采用通用芯片设计，避免了国际关系的影响，且芯片成本低，具备价格竞争力。
附图说明
图1为本发明网络组合锂电池包电路图；
图2为本发明BMS电池管理系统模块图；
图3为本发明电池模块管理单元接线图；
图4为本发明集线控制单元接线图；
图5为本发明制冷控制单元接线图；
图6为本发明电池管理单元接线图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。
一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，包括锂电池模块和BMS系统管理模块,锂电池模块由若干个网络组合的锂电池组成,锂电池模块中设置有壁垒，锂电池通过壁垒并联后再串联成电池包，BMS系统管理模块由电池管理单元(BMU)、集线控制单元(BDC)、电池模块管理单元(BMC)和制冷控制单元(RCU)组成，从而形成了完备的网络组合BMS,电池管理单元(BMU)设置有个接口，分别为车载充电机接口、传导充电机接口、整车控制器接口、专用设备接口、远程通信模块接口和spi接口，电池管理单元(BMU)通过各接口的设置，便于进行数据汇集、参数设置、数据处理和通信的功能，电池管理单元(BMU)通过spi接口与集线控制单元(BDC)电性连接，集线控制单元(BDC)包括电流电压测量部分和传感器控制部分，集线控制单元(BDC)设置有预放继电器、放电接触器、充电接触器、负极接触器、热路转换器、绝缘监测模块、烟雾检测模块、碰撞传感器、箱盖传感器作为执行控制机构，集线控制单元电性连接有触摸屏，从而便于显示工作信息，便于调试和维护集线控制单元(BDC)与制冷控制单元(RCU)电性连接，集线控制单元(BDC)与电池模块管理单元(BMC)电性连接，集线控制单元(BDC)采集各支路数据并传输给电池管理单元(BMU)，测量总电压和分支电流，采集外部安全状态，执行各种管理功能，电池模块管理单元(BMC)的组合方式与锂电池模块的组合方式相同，电池模块管理单元(BMC)使用单片机电路，功能丰富，成本较低，检测每串的两点电压，管理被动均衡，检测模块温度，计算电池模型参量，估算每串和模块的SOC、SOP、SOH等参数，制冷控制单元(RCU)外接120V直流电源，制冷控制单元(RCU)内设置有压力温度传感器，制冷控制单元(RCU)控制压缩机直冷式制冷系统，给电池包提供强大的散热功能，以实现超级充电(大功率充电)，通过网络组合式BMS系统的配合，使该网络组合式锂电池BMS系统制作方法制作完成的BMS电池管理系统具有传统的检测、采集、估算、管理、通信等通用功能，并且可以检测并联多点电压，管理壁垒，实现直接式热管理，特有的大电流充电曲线，支持大功率充电，并且采用通用芯片进行设计，可用国产芯片代替，避免国际关系的影响，且成本较低，具备价格竞争力。
对比例1：与国内主要BMS的比较
| 序号 | 项目 | 传统BMS | 网络组合BMS | 网络组合BMS优点 |
| 1 | 分级结构 | 二级主从 | 三级主从 | 方便接线，高低压分区，减轻BMU负担 |
| 2 | 电压测量方案 | 专用芯片 | 通用单片机 | 功能灵活，适合网络组合 |
| 3 | 分布计算 | 大部分无 | 有 | 功能丰富，计算并联和模块的模型参数 |
| 4 | 主处理器负担 | 很重 | 计算负担轻 | 管理任务可增多，降低了设计要求 |
| 5 | 线束 | 模块间，复杂 | 模块内，简单 | 安装、调试、维护简单，可靠性高 |
| 6 | 电池模块编号 | 对应复杂易错 | 模块地址可设置 | 设置简单，方便安装、调试、维护 |
| 7 | 增加支路成本 | 成本很高 | 成本低 | 通用单片机便宜，适合网络组合 |
| 8 | 通信顺序 | 固定不变 | 动态调整 | 按紧急程序排列，对紧急事件反应快 |
| 9 | 温度检测 | 集中检测 | 分布检测 | 通过总线，不需另外布线 |
| 10 | 电压检测点 | 一点检测 | 并联多点检测 | 估算单体电压偏差，支持网络组合原理 |
| 11 | 触摸屏 | 无 | 集线控制单元自带 | 显示工作信息，方便安装、调试、维护 |
| 12 | 程序升级 | 专用IC不能升级 | 三级主从都可升级 | 升级方式多样，适于远程维护 |
对比例2：与特斯拉BMS的比较
| 序号 | 项目 | 传统BMS | 网络组合BMS | 网络组合BMS优点 |
| 1 | 分级结构 | 二级主从 | 三级主从 | 方便接线，高低压分区，减轻BMU负担 |
| 2 | 电压测量方案 | 单片机 | 单片机 | 功能丰富，价格低廉 |
| 3 | 管理模块串数 | 6 | 3～10 | 灵活成组 |
| 4 | 通讯 | 专用芯片 | 光耦隔离SPI | 成本功耗更低 |
| 5 | 静态功耗 | 高 | 低 | 有通道开关、IC供电开关，减少失衡 |
| 6 | 电压检测点 | 一点检测 | 并联多点检测 | 估算单体电压偏差，支持网络组合原理 |
| 7 | 触摸屏 | 无 | 集线控制单元自带 | 显示工作信息，方便安装、调试、维护 |
| 8 | 大功率充电 | 不支持 | 支持 | 均匀分配电流，延长电池寿命 |
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，包括锂电池模块和BMS系统管理模块,其特征在于，所述锂电池模块由若干个网络组合的锂电池组成,所述BMS系统管理模块由电池管理单元(BMU)、集线控制单元(BDC)、电池模块管理单元(BMC)和制冷控制单元(RCU)组成。
2.根据权利要求1所述的一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，其特征在于，所述锂电池模块中设置有壁垒，所述锂电池通过壁垒并联后再串联成电池包。
3.根据权利要求1所述的一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，其特征在于，所述电池管理单元(BMU)设置有个接口，分别为车载充电机接口、传导充电机接口、整车控制器接口、专用设备接口、远程通信模块接口和spi接口，所述电池管理单元(BMU)通过spi接口与集线控制单元(BDC)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，其特征在于，所述集线控制单元(BDC)包括电流电压测量部分和传感器控制部分，所述集线控制单元(BDC)与制冷控制单元(RCU)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，其特征在于，所述集线控制单元(BDC)与电池模块管理单元(BMC)电性连接，所述电池模块管理单元(BMC)的组合方式与锂电池模块的组合方式相同。
6.根据权利要求1所述的一种网络组合式锂电池BMS系统制作方法，其特征在于，所述制冷控制单元(RCU)外接120V直流电源，所述制冷控制单元(RCU)内设置有压力温度传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910705314.4A CN110303940A (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一种网络组合式锂电池bms系统制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910705314.4A CN110303940A (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一种网络组合式锂电池bms系统制作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110303940A true CN110303940A (zh) | 2019-10-08 |
Family
ID=68082785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910705314.4A Pending CN110303940A (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一种网络组合式锂电池bms系统制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110303940A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114628763A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-06-14 | 河南豫清新能源产业有限公司 | 一种降低并联环流和偏流的锂电池成组方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106058334A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-10-26 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种新型电池管理系统 |
| US20170170667A1 (en) * | 2015-07-01 | 2017-06-15 | Changs Ascending Enterprise Co., Ltd. | Power supply system using energy storage cell |
| CN106887646A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-06-23 | 河南豫清新能源产业有限公司 | 一种电动汽车蓄电池网络组合方法 |
| CN107264327A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-10-20 | 英纳威（浙江）新能源科技有限公司 | 一种用于锂离子电池模块化的bms分散式集中管理系统 |
| CN108172747A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-06-15 | 程志均 | 一种先串后并型动力锂电池组 |
| CN108847506A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-20 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种动力电池的充电管理方法及系统 |
-
2019
- 2019-07-31 CN CN201910705314.4A patent/CN110303940A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170170667A1 (en) * | 2015-07-01 | 2017-06-15 | Changs Ascending Enterprise Co., Ltd. | Power supply system using energy storage cell |
| CN106058334A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-10-26 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种新型电池管理系统 |
| CN106887646A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-06-23 | 河南豫清新能源产业有限公司 | 一种电动汽车蓄电池网络组合方法 |
| CN107264327A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-10-20 | 英纳威（浙江）新能源科技有限公司 | 一种用于锂离子电池模块化的bms分散式集中管理系统 |
| CN108172747A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-06-15 | 程志均 | 一种先串后并型动力锂电池组 |
| CN108847506A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-20 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种动力电池的充电管理方法及系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114628763A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-06-14 | 河南豫清新能源产业有限公司 | 一种降低并联环流和偏流的锂电池成组方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103227494B (zh) | 一种储能电池管理系统 | |
| KR101304397B1 (ko) | 리튬철 전지 기반의 변전소 직류전원 비상 시스템 | |
| CN107275694B (zh) | 兼具主动均衡与被动均衡的分布式蓄电池均衡装置及方法 | |
| CN103676817B (zh) | 一种通信基站光电互补电源系统及其运作方法 | |
| CN206141356U (zh) | 一种智能功率分配快速充电机 | |
| CN109617106A (zh) | 一种分散式电池储能系统 | |
| CN104333081B (zh) | 分布式电源在线维护方法 | |
| CN109606200A (zh) | 一种新能源汽车电池管理系统 | |
| CN108242842B (zh) | 一种不同类型蓄电池组并联的管理装置及其方法 | |
| CN215071703U (zh) | 一种分散式电池储能系统 | |
| CN109148977A (zh) | 一种基于单体蓄电池动态监测均衡装置以及控制方法 | |
| CN202041629U (zh) | 用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块 | |
| CN205429773U (zh) | 270v机载高压直流启动电源 | |
| CN113285130A (zh) | 一种可充电分散式控制电池系统及其工作方法 | |
| CN110303940A (zh) | 一种网络组合式锂电池bms系统制作方法 | |
| CN207150211U (zh) | 一种电动汽车动力电池管理系统 | |
| CN207215986U (zh) | 一种蓄电池检测系统以及蓄电池监控设备 | |
| CN213459861U (zh) | 一种ups锂电池系统架构 | |
| CN202840546U (zh) | 自平衡电动车电池组管理系统 | |
| CN214626379U (zh) | 一种高效率充放电储能控制系统 | |
| CN213782928U (zh) | 一种用于锂电池储能的电池管理系统 | |
| CN108964253A (zh) | 一种可扩展离线式ups电源 | |
| CN202042930U (zh) | 一种太阳能空调用电池管理系统 | |
| CN114156551A (zh) | 电池系统和电池系统的控制方法 | |
| CN204741334U (zh) | 锂离子通信ups后备电源箱 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |