CN110350622A - 房车锂电池组充放电智能控制装置及其充放电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及储能锂电的充电及放电的智能控制及管理系统技术领域，其目的在于提供一种房车锂电池组充放电智能控制装置及其充放电方法。所采用的技术方案是：中央控制器与电池组采用485通讯，通过对电池电量的判断，中央控制器控制锂电池电源管理保护板工作电源，通过程序控制电源实现锂电池智能充放电；既可以管理充放电一体机对储能锂电池组充电，也可以管理汽车行驶发电机充电；放电时也是通过对电源管理保护板的程序控制达到智能放电控制及管理目标。本发明不产生电池组自身的环流损失电能；可延长电池的使用时间及寿命，用户无需担忧遗忘关闭开关使锂电池电能耗尽，损坏电池，行车充电及市电充电一种装置，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及储能锂电的充电及放电的智能控制及管理系统，可应用于房车及家庭储能锂电的充电及放电的智能管理，特别是涉及一种房车锂电池组充放电智能控制装置及其充放电方法。
背景技术
随着经济水平的不断发展，房车正快速进入人们的家庭。房车驶入外界休息时主要依靠储能电池提供电能。目前储能模式采用多块磷酸铁锂电池并联较普遍。这种连接存在较多问题，每块电池由于电压不同，存在环流自放电，车辆停放半月不用，电能自己就耗尽。目前采用的方式都是告知用户不使用车辆时关闭每块电池的电源开关。一旦用户遗忘关闭电源，有可能造成锂电池的损坏。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种房车储能锂电智能充放电管理控制系统及其充放电方法。
本发明采用的技术方案是：
一种房车锂电池组充放电智能控制装置，中央控制器与电池组采用485通讯，通过对电池组中电池的电量判断，中央控制器控制电源管理保护板的工作电源，通过程序控制电池组实现智能充放电；本发明既可以管理充放电一体机或不间断电源对储能锂电池组充电，也可以管理汽车行驶发电机充电；放电时也是通过对电源管理保护板的程序控制达到智能放电控制及管理目标。
一种房车锂电池组充放电智能控制装置的充放电方法，当充电时，中央控制器采用通讯方法知晓电池组中每个电池的电量，当其中一个电池充满时，中央控制器断开该电池的电源管理保护板工作电源，以达到停止充电；当最后一个电池充满时，停止充电。
优选的，采用由中央控制器交替接通或断开电源管理保护板的工作电源，让电池组的每个电池均匀放电；当电池组的电量低于20％时中央控制器通过CAN通讯或485通讯发出报警信息，人机界面接收信息后采用声音及图标报警交互给用户,提醒充电。
优选的，包括以下步骤：
步骤1：中央控制器通过连接的485通讯或CAN通讯，采集每个电池电量信息，采集充放电一体机市电接入充电信息或者汽车发电机充电信号原车CAN通讯或者钥匙开关ON及发电机电压提升获取；
步骤2：中央控制器获取充放电一体机或者发电机充电信号后，输出OUT1、OUT2、OUT3等电池组控制输出，接通所有电源管理保护板的电源，电源管理保护板接通MOS管对电池组每个电池充电；当其中一个电池充满时，中央控制器关闭OUT1输出，其MOS管关闭，停止充电；当最后一个电池充电满时，中央控制器通过CAN通讯或者485通讯通知充放电一体机停止充电；或者断开OUT4，隔离继电器关闭，停止充电；
步骤3：在没有任何充电设备接入放电时，中央控制器通过485通讯收集到的每个电池的电量信息，保留电池电量最高的电池输出，如第一电池的OUT1，电池组只有第一电池给车载负载提供电能；电池组内包括第一电池、第二电池和第三电池，当第一电池的电量低于第二电池或第三电池其中最大值，并再小5％时通过485通讯知晓，中央控制器输出OUT2,第二电池，如电量原始值为第二；电源管理保护板接通，第二电池开始工作，5秒后中央控制器OUT1断开，第一电池的电源管理保护板停止工作；采用该模式连续切换第一电源管理保护板\第二电源管理保护板\第三电源管理保护板工作，到电池的电量低至20％时，中央控制器发出报警信号到人机界面，通过人机界面的声音及图标对话框提醒用户充电；当电池组单个电池的电量低于1％时，中央控制器断开相应的输出。
本发明中，中央控制器与电池组采用485通讯，通过对电池电量的判断，中央控制器控制锂电池电源管理保护板电源，通过程序控制电源实现锂电池智能充放电。既可以管理充放电一体机或不间断电源对储能锂电池组充电，也可以管理汽车行驶发电机充电。放电时也是通过对电源管理保护板的程序控制达到智能放电控制及管理目标。
本发明的有益效果集中体现在，不产生电池组自身的环流损失电能；延长电池的使用时间及寿命，用户无需担忧遗忘关闭开关使锂电池电能耗尽，损坏电池，行车充电及市电充电一种装置，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明中房车锂电池组充放电智能控制装置的结构框图。
具体实施方式
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
下面结合附图1进一步阐述本发明。
本发明就是针对现有技术中房车储能锂电池的充放电存在使用不当，造成锂电池损坏的危险而设计的一种智能装置，满足房车智能需求。无论是通过充放电一体机UPS(交流充放电一体机或不间断电源)或者是通过汽车行驶时发电机充电均实现智能控制及管理。
具体地，本发明由中央控制器、人机界面HMI、充放电一体机UPS、隔离继电器J1、电池组等组成，其中电池组包括第一电池(即图中的电池1)、第二电池(即图中的电池2)、第三电池(即图中的电池3)等，如附图1所示。
每个电源管理保护板BMS(即电池管理系统保护板)的工作电源正分别连接中央控制器OUT1、OUT2、OUT3控制输出端。原车发电机与储能电池之间的隔离继电器线圈连接中央控制器OUT4。电池组内的电池BMS及充放电一体机UPS的485通讯口连接到中央控制器485通讯口。人机界面HMI采用CAN通讯与中央控制器连接，用于显示电池及充放电一体机UPS信息。
当市电接入，充放电一体机UPS输出直流电压对电池组充电。中央控制器获取信号，输出OUT1、OUT2、OUT3接通所有BMS电源，BMS接通对应的MOS管工作对电池充电。当其中一个电池(如第一电池)充电到100％时，中央控制器关闭OUT1输出，其MOS管关闭，停止充电。最后一个电池充电满时，中央控制器通过485通讯(或CAN)通知充放电一体机UPS关闭，停止工作。
当汽车行驶时中央控制器通过原车CAN或钥匙开关及电压变化知晓发电机工作，输出OUT4隔离继电器接通，原车发电机对电池组充电。中央控制器同时输出OUT1、OUT2、OUT3接通所有BMS电源，BMS接通MOS管对电池组充电。当其中一个电池(如第一电池)充电到100％时，中央控制器关闭OUT1输出，其MOS管关闭，停止充电。最后一个电池充电满时，中央控制器关闭OUT4，隔离继电器J1停止工作。充电停止。
在没有任何充电状态下，中央控制器通过485通讯收集到的每个电池的电量信息，保留电池电量最高的电池输出(如第一电池的OUT1)，电池组只有第一电池给车载负载提供电能。当第一电池的电量低于第二电池或第三电池其中最大值，并再小5％时(通过485通讯知晓)，中央控制器输出OUT2，第二电池(如电量原始值为第二)BMS接通，第二电池开始工作，5秒后中央控制器OUT1断开，第一电池的BMS停止工作。采用该模式连续切换第一电源管理保护板BMS1\第二电源管理保护板BMS2\第三电源管理保护板BMS3工作，电池的电量低至20％时，中央控制器发出报警信号到HMI。通过HMI声音及图标对话框，提醒用户充电。当单个电池的电量低于1％时，中央控制器断开其对应的OUT输出。
采用本发明锂电智能控制及管理装置与现有锂电储能系统比较，有以下有益效果：
1)基本没有因为电池组自身的环流损失电能。延长电池的使用时间及寿命。
2)用户无需担忧遗忘关闭开关使锂电池电能耗尽，损坏电池。
3)行车充电及市电充电一种装置，降低成本。
4)提升房车智能化水准，采用通讯与智能控制结合。可以为车联网提供完整的数据交换平台。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种房车锂电池组充放电智能控制装置，其特征在于：中央控制器与电池组采用485通讯，通过对电池组中电池的电量判断，中央控制器控制电源管理保护板的工作电源，控制电池组实现智能充放电。
2.根据权利要求书1所述的房车锂电池组充放电智能控制装置的充放电方法，其特征在于：当充电时，中央控制器采用通讯方法知晓电池组中每个电池的电量，当其中一个电池充满时，中央控制器断开该电池的电源管理保护板工作电源，以达到停止充电；当最后一个电池充满时，停止充电。
3.根据权利要求书2所述的房车锂电池组充放电智能控制装置的充放电方法，其特征在于：采用由中央控制器交替接通或断开电源管理保护板的工作电源，让电池组的每个电池均匀放电；当电池组的电量低于20％时中央控制器通过CAN通讯或485通讯发出报警信息，人机界面接收信息后采用声音及图标报警交互给用户,提醒充电。
4.根据权利要求书3所述的房车锂电池组充放电智能控制装置的充放电方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：中央控制器通过连接的485通讯或CAN通讯，采集每个电池电量信息，采集充放电一体机市电接入充电信息或者汽车发电机充电信号原车CAN通讯或者钥匙开关ON及发电机电压提升获取；
步骤2：中央控制器获取充放电一体机或者发电机充电信号后，输出OUT1、OUT2、OUT3等电池组控制输出，接通所有电源管理保护板的电源，电源管理保护板接通MOS管对电池组每个电池充电；当其中一个电池充满时，中央控制器关闭OUT1输出，其MOS管关闭，停止充电；当最后一个电池充电满时，中央控制器通过CAN通讯或者485通讯通知充放电一体机停止充电；或者断开OUT4，隔离继电器关闭，停止充电；
步骤3：在没有任何充电设备接入放电时，中央控制器通过485通讯收集到的每个电池的电量信息，保留电池电量最高的电池输出；电池组内包括第一电池、第二电池和第三电池，当第一电池的电量低于第二电池或第三电池其中最大值，并再小5％时通过485通讯知晓，中央控制器输出OUT2,第二电池，如电量原始值为第二；电源管理保护板接通，第二电池开始工作，5秒后中央控制器OUT1断开，第一电池的电源管理保护板停止工作；采用该模式连续切换第一电源管理保护板\第二电源管理保护板\第三电源管理保护板工作，到电池的电量低至20％时，中央控制器发出报警信号到人机界面，通过人机界面的声音及图标对话框提醒用户充电；当电池组单个电池的电量低于1％时，中央控制器断开相应的输出。
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