CN114336869A - 一种电池管理装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池管理装置及系统，包括：微处理器、充放电限流模块、显示模块。微处理器包括放电控制端、充电控制端、状态数据输出端。充放电限流模块与放电控制端、充电控制端、以及电池组相连，用于根据放电控制端输出的放电限流控制信号进行放电限流操作，并根据充电控制端输出的充电限流控制信号进行充电限流操作。显示模块与微处理器的状态数据输出端相连，用于根据状态数据输出端输出的状态数据进行相应的显示。因此，本发明的电池管理装置及系统，能通过充放电限流模块对电池组的回路进行保护，避免了电流过大造成的电路的损坏，能提高安全性，且通过显示模块能对状态数据进行相应的显示，便于用户了解电池组的状态，用户体验更好。

Description

一种电池管理装置及系统

技术领域

本发明涉及控制技术领域，特别涉及一种电池管理装置及系统。

背景技术

换电电池在通过BMS对电池进行管理控制的前提下，具有轻重量、容量大、寿命长、远程监控、精准定位、异常报警、自行保护等特点。同时该电池也规定了需要通过特定的充电桩进行充电，从源头上杜绝了室内充电的安全隐患，用户也可以只花费数秒就能换得一个满容量的电池，因此换电电池能广泛的应用于新能源电动车等领域。

但是现有的换电电池由于没有充放电限流模块，在使用的过程中就可能出现因电动车超载、爬坡等情况而烧毁电路，安全不高。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供了一种电池管理装置及系统，能提高电池的安全性，并提高用户体验。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：

本发明提供一种电池管理装置，所述电池管理装置包括：微处理器，所述微处理器包括放电控制端、充电控制端、状态数据输出端；充放电限流模块，与所述放电控制端、所述充电控制端以及电池组相连，用于根据所述放电控制端输出的放电限流控制信号进行放电限流操作，并根据所述充电控制端输出的充电限流控制信号进行充电限流操作；显示模块，与所述微处理器的状态数据输出端相连，用于根据状态数据输出端输出的状态数据进行相应的显示。

在一实施方式中，所述充放电限流模块包括放电开关元件以及放电限流保护单元；所述放电开关元件的第一通路端和第二通路端分别与所述放电限流保护单元的第一端和第二端相连，所述放电开关元件的控制端与所述微处理器的放电控制端相连；所述放电限流保护单元的第一端与电芯的负极相连，所述放电限流保护单元的第二端与所述电池组的负极相连。

在一实施方式中，所述充放电限流模块还包括充电开关元件以及充电限流保护单元；所述充电开关元件的第一通路端和第二通路端分别与所述充电限流保护单元的第一端和第二端相连，所述充电开关元件的控制端与所述微处理器的充电控制端相连；所述充电限流保护单元的第一端，通过所述放电限流保护单元与电芯的负极相连，所述充电限流保护单元的第二端与所述电池组的负极相连。

在一实施方式中，所述微处理在接收所述上位机输出的被动限流模式控制信息时，进入被动限流模式，以在所述电池组进行充电时，若充电电流大于充电阈值，则通过充电控制端输出充电控制信号至所述充电开关元件，以使得充电开关元件断开。

在一实施方式中，所述微处理器在接收所述上位机输出的被动限流模式控制信息时，进入被动限流模式，以在所述电池组进行放电时，若放电电流大于放电阈值，则通过放电控制端输出放电控制信号至所述放电开关元件，以使得放电开关元件断开。

在一实施方式中，所述显示模块与微处理器通过串口相连。

在一实施方式中，所述电池管理装置还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述微处理器的I/O口相连。

在一实施方式中，所述电池管理装置还包括上位机；其中，所述微处理器还与上位机模块相连，用于根据上位机输出的限流模式控制信息进行充放电限流响应。

本发明还提供一种电池管理系统，所述电池管理系统包括上述的电池管理装置。

在一实施方式中，所述电池管理系统还包括位于所述微处理器与所述电池组之间的如下至少一项：电压检测与保护模块、电流检测与保护模块、温度检测与保护模块、短路保护模块、电芯均衡模块。

本发明采用上述技术方案达到的技术效果是：本发明的电池管理装置及系统包括：微处理器、充放电限流模块、显示模块。所述微处理器包括放电控制端、充电控制端、状态数据输出端。充放电限流模块与所述放电控制端、所述充电控制端以及电池组相连，用于根据所述放电控制端输出的放电限流控制信号进行放电限流操作，并根据所述充电控制端输出的充电限流控制信号进行充电限流操作。显示模块与所述微处理器的状态数据输出端相连，用于根据状态数据输出端输出的状态数据进行相应的显示。因此，本发明的电池管理装置及系统，能通过充放电限流模块对电池组的回路进行保护，避免了电流过大造成的电路的损坏，能提高安全性，且通过显示模块能对状态数据进行相应的显示，便于用户了解电池组的状态，用户体验更好。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例示出的一种电池管理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例示出的一种电池管理装置的具体结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面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，都属于本发明的实施例保护的范围。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，而且所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图1为本发明实施例示出的一种电池管理装置的结构示意图。本发明提供一种电池管理装置，如图1所示，电池管理装置包括：微处理器(Microcontroller Unit,MCU)10、充放电限流模块11、以及显示模块12。

请同时参考图1及图2。微处理器10包括放电控制端、充电控制端、状态数据输出端。充放电限流模块11与放电控制端、充电控制端、以及电池组20相连，用于根据放电控制端输出的放电限流控制信号进行放电限流操作，并根据充电控制端输出的充电限流控制信号进行充电限流操作。

在一实施方式中，充放电限流模块11包括放电开关元件111以及放电限流保护单元110。其中，放电开关元件111的第一通路端和第二通路端分别与放电限流保护单元110的第一端和第二端相连，放电开关元件111的控制端与微处理器10的放电控制端相连。放电限流保护单元110的第一端与电芯的负极B﹣相连，放电限流保护单元110的第二端与电池组20的负极P﹣相连。

具体地，放电开关元件111可以但不限于为N型Mos管，在微处理器10的放电控制端输出高电平的放电控制信号时导通，在微处理器10的放电控制端输出高电平的放电控制信号时断开，以通过放电限流保护单元110限定电池组输出的放电电流的大小。

在一实施方式中，如图2所示，充放电限流模块11还包括充电开关元件113以及充电限流保护单元112。充电开关元件113的第一通路端和第二通路端分别与充电限流保护单元112的第一端和第二端相连，充电开关元件113的控制端与微处理器10的充电控制端相连。充电限流保护单元112的第一端，通过放电限流保护单元110与电芯的负极B﹣相连，充电限流保护单元112的第二端与电池组20的负极P﹣相连。

具体地，充电开关元件113可以但不限于为N型Mos管，在微处理器10的充电控制端输出高电平的放电控制信号时导通，在微处理器10的充电控制端输出高电平的充电控制信号时断开，以通过充电限流保护单元112限定电池组的充电电流的大小。

在一实施方式中，微处理器10在接收上位机14(图2中未示出，请参考图1)输出的被动限流模式控制信息时，进入被动限流模式，以在电池组20进行充电时，若充电电流大于充电阈值，则通过充电控制端输出充电控制信号至充电开关元件113，以使得充电开关元件113断开。

具体地，上位机14可以通过485通信模块与微处理器10通信相连。

在一实施方式中，微处理器在接收上位机14输出的被动限流模式控制信息时，进入被动限流模式，以在电池组20进行放电时，若放电电流大于放电阈值，则通过放电控制端输出放电控制信号至放电开关元件111，以使得放电开关元件111断开。

具体地，充电阈值和/或放电阈值可以由用户通过上位机14输入微控制器10，还可以由微控制器10预先存储等。

在一实施方式中，微处理在接收上位机14输出的主动限流模式控制信息时，进入主动限流模式，以在电池组20进行放电时，使得放电开关元件111断开，和/或在电池组20进行充电时，使得充电开关元件113断开。

其中，显示模块12与微处理器10的状态数据输出端相连，用于根据状态数据输出端输出的状态数据进行相应的显示。

在一实施方式中，显示模块12与微处理器10通过串口相连。具体地，通过显示模块12可直观的显示电池组20当前的使用情况及故障状态等，方便用户了解，或维修人员进行回收维修。

在一实施方式中，电池管理装置还包括蜂鸣器13，蜂鸣器13与微处理器10的I/O口相连。具体地，蜂鸣器13可在出现紧急的情况时由微控制器10控制发出鸣叫来提醒用户电池组20出现重大故障，以及时作出措施来应对。

在一实施方式中，电池管理装置还包括上位机14。其中，微处理器10还与上位机14模块相连，用于根据上位机14输出的限流模式控制信息进行充放电限流响应。

本发明还提供一种电池管理系统，电池管理系统包括上述的电池管理装置的部分或全部器件。

在一实施方式中，电池管理系统还包括位于微处理器10与电池组20之间的如下至少一项：电压检测与保护模块、电流检测与保护模块、温度检测与保护模块、短路保护模块、电芯均衡模块。

在一实施方式中，电池管理系统还包括与微控制器相连的如下至少一项：电池组容量计算模块、历史记录存储模块、4G模块。

本发明采用上述技术方案达到的技术效果是：本发明的电池管理装置及系统包括：微处理器、充放电限流模块、显示模块。所述微处理器包括放电控制端、充电控制端、状态数据输出端。充放电限流模块与所述放电控制端、所述充电控制端以及电池组相连，用于根据所述放电控制端输出的放电限流控制信号进行放电限流操作，并根据所述充电控制端输出的充电限流控制信号进行充电限流操作。显示模块与所述微处理器的状态数据输出端相连，用于根据状态数据输出端输出的状态数据进行相应的显示。因此，本发明的电池管理装置及系统，能通过充放电限流模块对电池组的回路进行保护，避免了电流过大造成的电路的损坏，能提高安全性，且通过显示模块能对状态数据进行相应的显示，便于用户了解电池组的状态，用户体验更好。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或网络设备等)执行本发明实施例各个实施场景所述的方法。

应该理解的是，虽然流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，上述实施例及附图是示例性的，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明实施例所必须的，不能理解为对本发明的限制，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型和组合，这些简单变型和组合均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池管理装置，其特征在于，所述电池管理装置包括：

微处理器，所述微处理器包括放电控制端、充电控制端、状态数据输出端；

充放电限流模块，与所述放电控制端、所述充电控制端以及电池组相连，用于根据所述放电控制端输出的放电限流控制信号进行放电限流操作，并根据所述充电控制端输出的充电限流控制信号进行充电限流操作；

显示模块，与所述微处理器的状态数据输出端相连，用于根据状态数据输出端输出的状态数据进行相应的显示。

2.如权利要求1所述的电池管理装置，其特征在于，所述充放电限流模块包括放电开关元件以及放电限流保护单元；

所述放电开关元件的第一通路端和第二通路端分别与所述放电限流保护单元的第一端和第二端相连，所述放电开关元件的控制端与所述微处理器的放电控制端相连；

所述放电限流保护单元的第一端与电芯的负极相连，所述放电限流保护单元的第二端与所述电池组的负极相连。

3.如权利要求2所述的电池管理装置，其特征在于，所述充放电限流模块还包括充电开关元件以及充电限流保护单元；

所述充电开关元件的第一通路端和第二通路端分别与所述充电限流保护单元的第一端和第二端相连，所述充电开关元件的控制端与所述微处理器的充电控制端相连；

所述充电限流保护单元的第一端，通过所述放电限流保护单元与电芯的负极相连，所述充电限流保护单元的第二端与所述电池组的负极相连。

4.如权利要求3所述的电池管理装置，其特征在于，所述微处理在接收所述上位机输出的被动限流模式控制信息时，进入被动限流模式，以在所述电池组进行充电时，若充电电流大于充电阈值，则通过充电控制端输出充电控制信号至所述充电开关元件，以使得充电开关元件断开。

5.如权利要求3所述的电池管理装置，其特征在于，所述微处理器在接收所述上位机输出的被动限流模式控制信息时，进入被动限流模式，以在所述电池组进行放电时，若放电电流大于放电阈值，则通过放电控制端输出放电控制信号至所述放电开关元件，以使得放电开关元件断开。

6.如权利要求1所述的电池管理装置，其特征在于，所述显示模块与微处理器通过串口相连。

7.如权利要求1所述的电池管理装置，其特征在于，所述电池管理装置还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述微处理器的I/O口相连。

8.如权利要求1所述的电池管理装置，其特征在于，所述电池管理装置还包括上位机；

其中，所述微处理器还与上位机模块相连，用于根据上位机输出的限流模式控制信息进行充放电限流响应。

9.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括如权利要求1至8任意一项所述的电池管理装置。

10.如权利要求9所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括位于所述微处理器与所述电池组之间的如下至少一项：电压检测与保护模块、电流检测与保护模块、温度检测与保护模块、短路保护模块、电芯均衡模块。

Images