CN201805259U - 一种锂离子电池组供电电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锂离子电池组供电电源，包括箱体及箱体内设置的至少一组锂离子电池模块组成的锂离子电池组和电池组管理系统，其特征在于：该箱体内还设有对锂离子电池组进行升温的加热装置，所述电池组管理系统的控制输入端与锂离子电池组的信号输出端连接，锂离子电池组的输出通过加热控制开关与加热装置相连，电池组管理系统的控制输出端与加热控制开关控制连接。本实用新型的锂离子电池组供电电源设置了通过由电池组管理系统控制的加热装置，在低温状态下对锂离子电池组进行升温加热，调整电阻的外部使用温度，使锂离子电池组在适宜的环境温度下工作，解决了其在低温环境下的应用。

Description

一种锂离子电池组供电电源 

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池组供电电源，尤其涉及一种锂离子电池组供电电源。 

背景技术

 锂离子电池作为一种能量密度高，循环寿命长，倍率性能好，对环境友好无污染等高性能的可充绿色电池，以其单体电压高、容量大、体积小、质量轻，工作温度范围宽等优点，已经在各种电子产品得到越来越多的应用，同时，也广泛地应用在交通工具中，作为汽车和电动车的动力源，或用作大型功率的后备电源，此时一般需要将多个锂离子电池串并联形成电池组，才能达到要求。但是，锂离子电池对使用环境的温度较为敏感，较差的低温充放电性能限制了其在低温环境下的应用，0℃以下电池放电效率较低，充电效果也差，而且偏差越大、效果越差，且存在一定的安全隐患。 

目前使用的锂离子电池组供电电源在低温环境下使用时，普遍没有加热系统，在5度以下充放电量只能达到80%左右，在0度以下重放电量只能达到65%左右，随着温度的降低，充放电量会越来越低，并且充电时会把铁电池损坏，影响电池组的使用寿命。 

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中锂离子电池在低温下充放电性能差，使用受限制的缺点，提供一种锂离子电池组供电电源。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种锂离子电池组供电电源，包括箱体及箱体内设置的至少一组锂离子电池模块组成的锂离子电池组和电池组管理系统，该箱体内还设有对锂离子电池组进行升温的加热装置，所述电池组管理系统的控制输入端与锂离子电池组的信号输出端连接，锂离子电池组的输出通过加热控制开关与加热装置相连，电池组管理系统的控制输出端与加热控制开关控制连接。 

所述加热装置由与各锂离子电池模块对应设置的设定个数的远红外加热板串联或并联组成。 

所述电池组管理系统包括控制模块、电压及温度采集单元，控制模块包括主控制器和电流采集单元。 

所述电池组管理系统设有液晶显示屏。 

所述锂离子电池组的正极输出端设有熔断器。 

加热控制开关采用接触器。 

所述锂离子电池组的输出端还设有DC-DC转换器, DC-DC转换器的输出电源给电池组管理系统供电。 

本实用新型的锂离子电池组供电电源设置了通过由电池组管理系统控制的加热装置，在低温状态下对锂离子电池组进行升温加热，调整电阻的外部使用温度，使锂离子电池组在适宜的环境温度下工作，解决了其在低温环境下的应用。 

另外，加热装置采用远红外加热板，更便于操作，且结构较为简单。 

附图说明

图1是本实用新型的主视图； 

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的结构原理图。

具体实施方式

下面结合优选的实施例对本实用新型作进一步介绍： 

如图1～图2所示为本实用新型实施例锂离子电池组供电电源的结构示意图，由图可知，该电源包括箱体及箱体内由各锂离子电池模块组成的锂离子电池组2和电池组管理系统，箱体内于锂离子电池组上部对应处还设有加热装置1，该加热装置由每个电池模块所配置的相应的各远红外加热板串联组成；电池组管理系统位于控制元件箱3中。

锂离子电池组存储并提供直流电源，采用模块化结构，并可根据用电需求任意组合电池组的容量，本实施例由15个电池模块串联（如图1所示）组成，考虑维修及更换电池组的方便性，每个电池模块的重量应不大于30kg。 

如图3所示为本实用新型实施例的结构原理图，由图可知，电池组管理系统 

的控制输出端与锂离子电池组的信号输入端连接，锂离子电池组的输出通过加热控制开关与加热装置相连，本实施例中加热控制开关为接触器KM2，锂离子电池组与KM2之间设有熔断器F1。电池组管理系统对加热装置进行管理控制，为保证电池组在最佳环境温度下工作，当锂离子电池组的温度低于0℃（可设定）的时候，电池组管理系统就控制KM2启动远红外加热板开始加热，温度上升到20℃（可设定）的时候，就控制KM2自动关闭远红外加热板，从而保证了专用蓄电池组在低温状态下的使用。 

本实用新型电池组管理系统由控制模块、电压/温度采集单元和液晶显示屏组成，可以检测所有单体电池电压、电池表面温度并在显示屏上将这些状态参数显示出来；控制模块由主控制器和电流采集模块组成，电流采集模块提供电池组总电流和每一路电流采集量，电流采集采用电流霍尔传感器；电压/温度采集单元采用模块化结构，每个采集模块对应采集一个电池模块的状态数据；液晶显示屏采用单色触摸屏，通过触摸屏可以对系统工作参数进行设置，系统参数包括：单体电池电压上限、下限报警限制设置，温度上限、下限报警限制设置，电流上限报警设置等，并提供声光报警；各电池模块之间采用CAN通信。 

另外，本实用新型的电源还设有DC-DC转换器，其与锂离子电池组的输出连接，输入电压为锂离子电池组的总电压，输出为DC24V，用来为电池组管理系统及充放电回路保护用接触器提供电源。本实施例中DC-DC转换器的输入端还配置了空气开关，以控制DC24V的输出。 

本实用新型的电源设置为锂离子电池组充电的充电机及一个充电输入接口和一个放电输出接口，充电输入接口与充电机之间设有充电接触器KM0,锂离子电池组与充电机正极之间设有充电接触器KM1，负极之间设有熔断器F2，锂离子电池组与放电输出接口之间设有放电接触器KM3。当蓄电池组电量不足时，设备内部充电机利用市电，自动对蓄电池组进行充电，到达电池组充电上限电压3.6V（可设定）时，系统发出报警信号并通过充电接触器KM0断开充电回路，自动停止充电。锂离子电池放电时，电池组中出现单体电池电压低于或整个电池组电压低于设定电压下限2.5V（可设定）时，发出报警信号并立即控制放电接触器KM3断开放电回路，避免锂离子电池组出现过放电现象。 

如图1所示，上述所述的充放电接触器、DC-DC转换器及充电机等电源配套器件均设置于控制元件箱3中，液晶显示屏4安装于控制元件箱3的外表面上，方便操作观察。 

本实用新型工作电源采用宽范围隔离直流电源模块，在电池的电压采集端口采用光电隔离器件，充分隔离外部干扰对系统稳定性的影响，同时在电路设计中也采用相应的滤波及去耦电容的设计方法。系统软件设计中充分考虑了恶劣的环境对电池电压、电流等电量采集的干扰，采取了指令冗余、软件滤波、软件陷阱等软件抗干扰手段。另外，由于采用了软硬件结合的技术，使程序运行更加稳定可靠。 

本实用新型可为各种设备提供动力和照明电源，提供电源的时间取决于锂离子电池组的容量，各部件在电池组管理系统的协调下运行，能有效防止电池组的过充电及过放电，在低温时及时开启加热装置，保证了电池组在低温环境下的正常工作。电气接口只有一个充电输入接口和一个放电输出接口，安装使用方便，设备内部各组件均采用模块化结构，标准化接口，安装、维修方便。 

本实用新型中设定个数的远红外加热板之间还可以通过并联连接，这属于本领域技术人员的常用技术手段，落在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种锂离子电池组供电电源，包括箱体及箱体内设置的至少一组锂离子电池模块组成的锂离子电池组和电池组管理系统，其特征在于：该箱体内还设有对锂离子电池组进行升温的加热装置，所述电池组管理系统的控制输入端与锂离子电池组的信号输出端连接，锂离子电池组的输出通过加热控制开关与加热装置相连，电池组管理系统的控制输出端与加热控制开关控制连接。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池组供电电源，其特征在于：所述加热装置由与各锂离子电池模块对应设置的设定个数的远红外加热板串联或并联组成。

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池组供电电源，其特征在于：所述电池组管理系统包括控制模块、电压及温度采集单元，控制模块包括主控制器和电流采集单元。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池组供电电源，其特征在于：所述电池组管理系统设有液晶显示屏。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池组供电电源，其特征在于：所述锂离子电池组的正极输出端设有熔断器。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池组供电电源，其特征在于：加热控制开关采用接触器。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池组供电电源，其特征在于：所述锂离子电池组的输出端还设有DC-DC转换器, DC-DC转换器的输出电源给电池组管理系统供电。 

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