CN114024046B - 一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置及方法，该装置包括电池模块、主控模块、通信模块、电源模块、数据采集模块及报警模块，电池模块由若干电池单元组成，并具有开启状态与关闭状态，主控模块用于发出控制指令，并根据物理地址对电池单元进行自动编址，主控模块得到的逻辑地址与物理地址保持一致，通信模块连接于电池模块与主控模块之间，主控模块通过通信模块将控制指令发送至电池模块，电池模块的任一开关键关闭时，通过通信模块将状态信号发送至主控模块，主控模块通过通信模块向电池模块发送控制信号，使电池模块的所有开关键关闭。

Description

一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置及方法
技术领域
本发明涉及电池管理系统，尤其涉及一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置及方法。
背景技术
随着储能业务将不断拓展，尤其是BMS(Battery Management System，电池管理系统)的智能控制方面，传统的手动控制电源开关采用机械开关形式，各电源模块的机械开关相互独立，在异常情况下，需要逐个手动操作开启/关闭相应设备电源进行维护，维护难，需要消耗大量的人力，为了便于管理电池模组，还需要对各电池单元进行编址。因此，有必要设计一种低压储能系统的自动编址及一键启停装置，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置及方法，实现对系统内的电池有系统化和规范化的管理。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置，包括：
电池模块，该电池模块由若干电池单元组成，并具有开启状态与关闭状态；
主控模块，该主控模块用于发出控制指令，并根据物理地址对电池单元进行自动编址，主控模块得到的逻辑地址与物理地址保持一致；
通信模块，该通信模块连接于电池模块与主控模块之间，主控模块通过通信模块将控制指令发送至电池模块，电池模块的任一开关键关闭时，通过通信模块将状态信号发送至主控模块，主控模块通过通信模块向电池模块发送控制信号，使电池模块的所有开关键关闭；
电源模块，该电源模块与主控模块及通信模块连接，由电源模块向主控模块及通信模块供电；
数据采集模块，该数据采集模块连接于电池模块与主控模块之间，用于采集电池模块的电压、电流、温度信息，将模拟信息转换为数字信息通过串行外设接口传输给主控模块，同时根据设定阈值判断是否出现故障并向主控模块发送报警信息；
报警模块，该报警模块与主控模块连接，用于对电池模块的故障信息进行显示并报警。
主控模块包括STM32F105芯片及存储器，由STM32F105芯片对电池单元进行自动编址，并由存储器对编址数据进行存储， STM32F105芯片通过I/O口接受电池模块的输入信号并向各电池单元的使能脚输出控制信号以控制其工作状态。
电池模块是由15个电池单元串联组成的48V低压系统，各电池单元采用总线串联，各电池单元之间具有电压采样点。
数据采集模块采用DVC1018芯片。
主控模块还与上位机连接，接收上位机的控制指令后，通过通信模块对电池模块中不同位置的电池单元进行自动编址。
通信模块中具有RS232收发模块，主控模块通过RS232收发模块对电池模块的状态进行实时监控；
通信模块中还具有总线收发模块，通信模块通过总线收发模块与外设连接。
电源模块由12V-5V、5V-3.3V稳压电源组成。
一种低压储能系统的自动编址和一键启停方法，包括：
主控模块首先配置电池模块中的主机，并对其发送主机指令，由主机向各从机发送编址指令，根据响应的先后顺序对各电池单元按照编址规则进行编址，当所有的电池单元编址结束后将相应的地址存放在存储器中；
通过主控模块对电池模块中各电池单元的工作状态进行监控，电池模块中任一电池单元的开关键关闭时，向主控模块发送状态信号，主控模块接收到状态信号后，向各电池单元发送关闭控制信号，使各电池单元进入关闭状态。
主控模块利用从机对信号的响应时间差实现对电池单元的编址，是根据物理地址进行编址，主控模块得到的逻辑地址与物理地址保持一致，保证每个编址对象的地址的唯一性和可识别性。
本发明的优点在于：
该装置通过主控模块与电池单元的控制芯片实现通信，对位于不同位置的电池模块进行编址，当所有电池单元编址结束后，将编址信息存入主控模块中的存储器中，对于电池编址的方式是根据物理地址进行编址，主控模块得到的逻辑地址与物理地址保持一致，并且电池模块在任一电池被按下开关键后可实现关闭系统内所有开关，接收到开关信号后向电池发送控制信号，实现多个电池组的一键控制。
附图说明
图1是本发明提出的低压储能系统的自动编址和一键启停装置及方法的结构示意图；
图2是主控模块的结构示意图；
图3是电池模块的结构示意图；
图4是电源模块的结构示意图；
图5是数据采集模块的结构示意图；
图6是通行模块的结构示意图。
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。
如图1～图6所示，本发明提出的低压储能系统的自动编址和一键启停装置包括电池模块、主控模块、通信模块、电源模块、数据采集模块及报警模块，电池模块由若干电池单元组成，并具有开启状态与关闭状态，主控模块用于发出控制指令，并根据物理地址对电池单元进行自动编址，主控模块得到的逻辑地址与物理地址保持一致，通信模块连接于电池模块与主控模块之间，主控模块通过通信模块将控制指令发送至电池模块，电池模块的任一开关键关闭时，通过通信模块将状态信号发送至主控模块，主控模块通过通信模块向电池模块发送控制信号，使电池模块的所有开关键关闭，电源模块与主控模块及通信模块连接，由电源模块向主控模块及通信模块供电，数据采集模块连接于电池模块与主控模块之间，用于采集电池模块的电压、电流、温度信息，将模拟信息转换为数字信息通过串行外设接口传输给主控模块，同时根据设定阈值判断是否出现故障并向主控模块发送报警信息，报警模块与主控模块连接，用于对电池模块的故障信息进行显示并报警。
在本实施例中，主控模块包括STM32F105芯片及存储器，由 STM32F105芯片对电池单元进行自动编址，并由存储器对编址数据进行存储，STM32F105芯片通过I/O口接受电池模块的输入信号并向各电池单元的使能脚输出控制信号以控制其工作状态。电池模块是由15个电池单元串联组成的48V低压系统，各电池单元采用总线串联，各电池单元之间具有电压采样点。数据采集模块采用DVC1018 芯片。主控模块还与上位机连接，接收上位机的控制指令后，通过通信模块对电池模块中不同位置的电池单元进行自动编址。通信模块中具有RS232收发模块，主控模块通过RS232收发模块对电池模块的状态进行实时监控；通信模块中还具有总线收发模块，通信模块通过总线收发模块与外设连接。电源模块由12V-5V、5V-3.3V稳压电源组成。
低压储能系统的自动编址和一键启停方法包括：
主控模块首先配置电池模块中的主机，并对其发送主机指令，由主机向各从机发送编址指令，根据响应的先后顺序对各电池单元按照编址规则进行编址，当所有的电池单元编址结束后将相应的地址存放在存储器中；通过主控模块对电池模块中各电池单元的工作状态进行监控，电池模块中任一电池单元的开关键关闭时，向主控模块发送状态信号，主控模块接收到状态信号后，向各电池单元发送关闭控制信号，使各电池单元进入关闭状态。主控模块利用从机对信号的响应时间差实现对电池单元的编址，是根据物理地址进行编址，主控模块得到的逻辑地址与物理地址保持一致，保证每个编址对象的地址的唯一性和可识别性。
该装置通过主控模块与电池单元的控制芯片实现通信，对位于不同位置的电池模块进行编址，当所有电池单元编址结束后，将编址信息存入主控模块中的存储器中，对于电池编址的方式是根据物理地址进行编址，主控模块得到的逻辑地址与物理地址保持一致，并且电池模块在任一电池被按下开关键后可实现关闭系统内所有开关，接收到开关信号后向电池发送控制信号，实现多个电池组的一键控制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置，其特征在于，包括：
电池模块，该电池模块由若干电池单元组成，并具有开启状态与关闭状态；
主控模块，该主控模块用于发出控制指令，并根据物理地址对电池单元进行自动编址，主控模块得到的逻辑地址与物理地址保持一致；
通信模块，该通信模块连接于电池模块与主控模块之间，主控模块通过通信模块将控制指令发送至电池模块，电池模块的任一开关键关闭时，通过通信模块将状态信号发送至主控模块，主控模块通过通信模块向电池模块发送控制信号，使电池模块的所有开关键关闭；
电源模块，该电源模块与主控模块及通信模块连接，由电源模块向主控模块及通信模块供电；
数据采集模块，该数据采集模块连接于电池模块与主控模块之间，用于采集电池模块的电压、电流、温度信息，将模拟信息转换为数字信息通过串行外设接口传输给主控模块，同时根据设定阈值判断是否出现故障并向主控模块发送报警信息；
报警模块，该报警模块与主控模块连接，用于对电池模块的故障信息进行显示并报警。
2.根据权利要求1所述的一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置，其特征在于：
主控模块包括STM32F105芯片及存储器，由STM32F105芯片对电池单元进行自动编址，并由存储器对编址数据进行存储，STM32F105芯片通过I/O口接受电池模块的输入信号并向各电池单元的使能脚输出控制信号以控制其工作状态。
3.根据权利要求1所述的一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置，其特征在于：
电池模块是由15个电池单元串联组成的48V低压系统，各电池单元采用总线串联，各电池单元之间具有电压采样点。
4.根据权利要求1所述的一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置，其特征在于：
数据采集模块采用DVC1018芯片。
5.根据权利要求1所述的一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置，其特征在于：
主控模块还与上位机连接，接收上位机的控制指令后，通过通信模块对电池模块中不同位置的电池单元进行自动编址。
6.根据权利要求1所述的一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置，其特征在于：
通信模块中具有RS232收发模块，主控模块通过RS232收发模块对电池模块的状态进行实时监控；
通信模块中还具有总线收发模块，通信模块通过总线收发模块与外设连接。
7.根据权利要求1所述的一种低压储能系统的自动编址和一键启停装置，其特征在于：
电源模块由12V-5V、5V-3.3V稳压电源组成。
8.一种低压储能系统的自动编址和一键启停方法，其特征在于，包括：
主控模块首先配置电池模块中的主机，并对其发送主机指令，由主机向各从机发送编址指令，根据响应的先后顺序对各电池单元按照编址规则进行编址，当所有的电池单元编址结束后将相应的地址存放在存储器中；
通过主控模块对电池模块中各电池单元的工作状态进行监控，电池模块中任一电池单元的开关键关闭时，向主控模块发送状态信号，主控模块接收到状态信号后，向各电池单元发送关闭控制信号，使各电池单元进入关闭状态。
9.根据权利要求8所述的一种低压储能系统的自动编址和一键启停方法，其特征在于：
主控模块利用从机对信号的响应时间差实现对电池单元的编址，是根据物理地址进行编址，主控模块得到的逻辑地址与物理地址保持一致，保证每个编址对象的地址的唯一性和可识别性。
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