CN113765186A - 一种bms均衡电池管理控制系统、方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池管理技术领域，具体涉及一种BMS均衡电池管理控制系统、方法及电路；BMS均衡电池管理控制系统包括储能模块、充电模块、检测模块和热管理模块，储能模块由超级电池组和普通电池组并联组成，充电模块分别与充电机和储能模块电性连接，通过超级电池组和普通电池组进行混合充电，检测模块与主控制器电性连接，并用于超级电池组和所述普通电池组的剩余电量，热管理模块与从控制器电性连接，并根据温度数据进行温度调节，通过热管理模块对电池箱内部进行温度调节，提高了电池的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种BMS均衡电池管理控制系统、方法及电路。
背景技术
能源紧张是影响我国国民经济发展的一个重要问题，也是全世界共同关心的问题。节能减排是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。我国新能源汽车动力电池占全球85％以上，改善动力电池组关系重大。考虑到我国稀土资源丰富和电池产量已列世界前茅的优势，研发高能快充超泛用长行程模块化复合型动力电池组势在必行。
现有的电动汽车的充电需要较长时间，而采用快速充电，会导致电池内部温度急剧升高，影响电池使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种BMS均衡电池管理控制系统、方法及电路，旨在解决现有技术中电动汽车的充电需要较长时间，而采用快速充电，会导致电池内部温度急剧升高，影响电池使用寿命的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种BMS均衡电池管理控制系统，所述BMS均衡电池管理控制系统包括储能模块、充电模块、检测模块和热管理模块，所述储能模块由超级电池组和普通电池组并联组成，所述充电模块分别与充电机和所述储能模块电性连接，通过所述超级电池组和所述普通电池组进行混合充电，所述检测模块与主控制器电性连接，并用于检测所述超级电池组和所述普通电池组的剩余电量，所述热管理模块与从控制器电性连接，并根据温度数据进行温度调节。
其中，所述充电模块包括快充子模块和慢充子模块，所述快充子模块与所述超级电池组电性连接，用于快速充电，所述慢充子模块与所述普通电池组电性连接，用于慢速充电。
其中，所述充电模块还包括转接子模块，所述转接子模块分别与所述超级电池组和所述普通电池组电性连接，用于所述超级电池组直接对所述普通电池组充电。
其中，所述热管理模块包括水冷子模块和风冷子模块，所述水冷子模块和所述风冷子模块设置于电池箱的内部，并根据温度数据对电池箱进行降温。
其中，所述超级电池组为锰酸电池、镍氢电池和钛酸电池的高倍率电池中的一种。
其中，所述普通电池组采用石墨烯复合锂电池。
本发明还提供一种采用上述的BMS均衡电池管理控制系统的控制方法，包括如下步骤：
所述储能模块进行充电时，所述充电模块通过充电机同时为所述普通电池组和所述超级电池组充电；
所述热管理模块根据电池箱内部的温度数据进行温度调节；
先启动所述风冷子模块进行降温，当温度依然超过预设范围时，启动所述水冷子模块进行降温；
所述检测模块检测到所述超级电池组充电完成后，切断所述快充子模块，
所述储能模块充电完成后，切断所述慢充子模块。
本发明提供一种采用上述所述的BMS均衡电池管理控制系统的均衡电池变压电路，
所述均衡电池变压电路包括MOS管M1、MOS管M2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、双极型三极管N1、放大器Q1和带隙基准BG，所述放大器Q1的正相输入端与电阻R3和电阻R4的分压相连，其反相输入端与带隙基准BG的输出端相连；所述电阻R1的一端与双极型三极管N1的集电极与输入的高压VIN相连，其另一端与双极型三极管N1的基极以及MOS管M1的漏极相连，双极型三极管N1的发射极与输出的低压VOUT相连；所述MOS管M1的栅极与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与输出低压VOUT相连，MOS管M1的源极与MOS管M2的漏极相连，MOS管M2的栅极与放大器Q1的输出端相连，MOS管M2的源极与地相连。
本发明的一种BMS均衡电池管理控制系统、方法及电路，所述充电模块通过所述快充子模块和所述慢充子模块进行同时充电，提高了充电效率；所述普通电池组作为电池的总输出端，当电量不足时，利用所述均衡电池变压电路，通过所述超级电池组直接对所述普通电池组充电，延长了电池组的使用时间，所述热管理模块通过所述水冷子模块和所述风冷子模块进行分级降温，节省电量以及提高降温效率，从而提高了电池组的使用寿命。
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，下面将对实施例或现有技术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是本发明提供的一种BMS均衡电池管理控制系统的原理框图。
图2是本发明提供的一种BMS均衡电池管理控制系统的运行框图。
图3是本发明提供的一种BMS均衡电池管理控制系统的控制方法的步骤流程图。
图4是本发明提供的一种均衡电池变压电路的电路原理图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，本发明提供一种BMS均衡电池管理控制系统，所述储能模块由超级电池组和普通电池组并联组成，所述充电模块分别与充电机和所述储能模块电性连接，通过所述超级电池组和所述普通电池组进行混合充电，所述检测模块与主控制器电性连接，并用于检测所述超级电池组和所述普通电池组的剩余电量，所述热管理模块与从控制器电性连接，并根据温度数据进行温度调节。
在本实施方式中，所述充电模块通过所述快充子模块和所述慢充子模块进行同时充电，提高了充电效率；所述普通电池组作为电池的总输出端，当电量不足时，利用所述均衡电池变压电路，通过所述超级电池组直接对所述普通电池组充电，延长了电池组的使用时间，所述热管理模块通过所述水冷子模块和所述风冷子模块进行分级降温，节省电量以及提高降温效率，从而提高了电池组的使用寿命。
进一步的，所述充电模块包括快充子模块和慢充子模块，所述快充子模块与所述超级电池组电性连接，用于快速充电，所述慢充子模块与所述普通电池组电性连接，用于慢速充电；所述充电模块还包括转接子模块，所述转接子模块分别与所述超级电池组和所述普通电池组电性连接，用于所述超级电池组直接对所述普通电池组充电。
在本实施方式中，所述充电模块通过所述快充子模块和所述慢充子模块进行同时充电，提高了充电效率，所述普通电池组作为电池的总输出端，当电量不足时，利用所述转接子模块电路，通过所述超级电池组直接对所述普通电池组充电，使得所述超级电池组作为所述普通电池组的后备电池。
进一步的，所述热管理模块包括水冷子模块和风冷子模块，所述水冷子模块和所述风冷子模块设置于电池箱的内部，并根据温度数据对电池箱进行降温。
在本实施方式中，所述热管理模块通过所述水冷子模块和所述风冷子模块进行分级降温，节省电量以及提高降温效率，从而提高了电池组的使用寿命。
进一步的，所述超级电池组为锰酸电池、镍氢电池和钛酸电池的高倍率电池中的一种，所述普通电池组采用石墨烯复合锂电池。
在本实施方式中，所述普通电池组作为输出端，对用电器进行供电，当所述普通电池组电量不足时，所述超级电池组作为后备电池为所述普通电池充电。
进一步的，所述BMS均衡电池管理控制系统还包括故障模块，所述故障模块分别与所述储能模块和所述热管理模块电性连接，用于检测电池箱内是否出现异常故障。
在本实施方式中，根据所述储能模块中的电压、电流以及所述热管理模块的运行状况进行综合判断，从而及时发出警告。
进一步的，所述BMS均衡电池管理控制系统还包括均衡模块，所述均衡模块与所述普通电池组电性连接，所述均衡模块用于控制所述普通电池组中每一个电池的输出量。
在本实施方式中，所述均衡模块保证了所述普通电池组中每一个电池的电量均衡，防止电池组无法供电时，部分电池依然残留电量。
请参阅图3，本发明还提供一种采用上述的BMS均衡电池管理控制系统的控制方法，包括如下步骤：
S1：所述储能模块进行充电时，所述充电模块通过充电机同时为所述普通电池组和所述超级电池组充电；
S2：所述热管理模块根据电池箱内部的温度数据进行温度调节；
S3：先启动所述风冷子模块进行降温，当温度依然超过预设范围时，启动所述水冷子模块进行降温；
S4：所述检测模块检测到所述超级电池组充电完成后，切断所述快充子模块，
S5：所述储能模块充电完成后，切断所述慢充子模块。
在本实施方式中，所述充电模块通过所述快充子模块和所述慢充子模块进行同时充电，提高了充电效率；所述热管理模块通过所述水冷子模块和所述风冷子模块进行分级降温，节省电量以及提高降温效率，从而提高了电池组的使用寿命。
请参阅图4，本发明还提供一种采用上述所述的BMS均衡电池管理控制系统的均衡电池变压电路，
所述均衡电池变压电路包括MOS管M1、MOS管M2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、双极型三极管N1、放大器Q1和带隙基准BG，所述放大器Q1的正相输入端与电阻R3和电阻R4的分压相连，其反相输入端与带隙基准BG的输出端相连；所述电阻R1的一端与双极型三极管N1的集电极与输入的高压VIN相连，其另一端与双极型三极管N1的基极以及MOS管M1的漏极相连，双极型三极管N1的发射极与输出的低压VOUT相连；所述MOS管M1的栅极与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与输出低压VOUT相连，MOS管M1的源极与MOS管M2的漏极相连，MOS管M2的栅极与放大器Q1的输出端相连，MOS管M2的源极与地相连。
在本实施方式中，在外部采用低成本的电阻和双极型三极管N1代替传统的结型场效应管，在内部采用两个堆叠的MOS管输出高于双极型三极管N1的基极控制电压.本发明用普通的器件代替传统的高压器件，解决了传统电路比较难处理的自启动问题和高压ESD问题，在降低集成电路制造成本的同时，还提高了电路的可靠性。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种BMS均衡电池管理控制系统，其特征在于，
所述BMS均衡电池管理控制系统包括储能模块、充电模块、检测模块和热管理模块，所述储能模块由超级电池组和普通电池组并联组成，所述充电模块分别与充电机和所述储能模块电性连接，通过所述超级电池组和所述普通电池组进行混合充电，所述检测模块与主控制器电性连接，并用于检测所述超级电池组和所述普通电池组的剩余电量，所述热管理模块与从控制器电性连接，并根据温度数据进行温度调节。
2.如权利要求1所述的一种BMS均衡电池管理控制系统，其特征在于，
所述充电模块包括快充子模块和慢充子模块，所述快充子模块与所述超级电池组电性连接，用于快速充电，所述慢充子模块与所述普通电池组电性连接，用于慢速充电。
3.如权利要求2所述的一种BMS均衡电池管理控制系统，其特征在于，
所述充电模块还包括转接子模块，所述转接子模块分别与所述超级电池组和所述普通电池组电性连接，用于所述超级电池组直接对所述普通电池组充电。
4.如权利要求3所述的一种BMS均衡电池管理控制系统，其特征在于，
所述热管理模块包括水冷子模块和风冷子模块，所述水冷子模块和所述风冷子模块设置于电池箱的内部，并根据温度数据对电池箱进行降温。
5.如权利要求4所述的一种BMS均衡电池管理控制系统，其特征在于，
所述超级电池组为锰酸电池、镍氢电池和钛酸电池的高倍率电池中的一种。
6.如权利要求5所述的一种BMS均衡电池管理控制系统，其特征在于，
所述普通电池组采用石墨烯复合锂电池。
7.一种如权利要求6所述的BMS均衡电池管理控制系统的控制方法，包括如下步骤：
所述储能模块进行充电时，所述充电模块通过充电机同时为所述普通电池组和所述超级电池组充电；
所述热管理模块根据电池箱内部的温度数据进行温度调节；
先启动所述风冷子模块进行降温，当温度依然超过预设范围时，启动所述水冷子模块进行降温；
所述检测模块检测到所述超级电池组充电完成后，切断所述快充子模块；
所述储能模块充电完成后，切断所述慢充子模块。
8.一种采用如权利要求6所述的BMS均衡电池管理控制系统的均衡电池变压电路，其特征在于，
所述均衡电池变压电路包括MOS管M1、MOS管M2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、双极型三极管N1、放大器Q1和带隙基准BG，所述放大器Q1的正相输入端与电阻R3和电阻R4的分压相连，其反相输入端与带隙基准BG的输出端相连；所述电阻R1的一端与双极型三极管N1的集电极与输入的高压VIN相连，其另一端与双极型三极管N1的基极以及MOS管M1的漏极相连，双极型三极管N1的发射极与输出的低压VOUT相连；所述MOS管M1的栅极与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与输出低压VOUT相连，MOS管M1的源极与MOS管M2的漏极相连，MOS管M2的栅极与放大器Q1的输出端相连，MOS管M2的源极与地相连。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116960490A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-10-27 | 北京力源兴达科技有限公司 | 一种基于温度的电池充电方法和装置 |
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2021
- 2021-09-09 CN CN202111057208.3A patent/CN113765186A/zh not_active Withdrawn
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