CN201893565U - 一种可编程电池管理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可编程电池管理器，包括采样单元，与采样单元相连接的控制单元，以及与控制单元相连接的指示单元，所述可编程电池管理器还包括一可更改输入参数的上位机，所述上位机与控制单元相连接。以上技术方案中，将电池管理器的控制单元与所述上位机相连接，可通过上位机实时修改其电池管理器内部的各个参数，通过设置不同的参数可将电池管理器应用于不同的场合，从而满足不同的需求，有效提高了电池管理器的通用性，有效避免了针对不同类型的电池组而去重新开发新的产品，节省了时间和成本。

Description

一种可编程电池管理器

技术领域

本实用新型属于电池管理系统领域，尤其涉及一种可编程的电池管理器。

背景技术

随着经济和社会的发展，电池的应用变得日趋广泛，从原有的电子电器领域逐渐发展到汽车领域以及到储能电站领域，电池已经成为现代工业社会不可或缺的一部分。

电池组的供电系统一般都有专门的电池管理器对电池组的充、放电进行管理，包括对电池组的电流、温度、单节电池电压、总电池电压、绝缘度及湿度的检测及监控，以达到电池的安全、高效使用。但是目前的电池管理器一般都是将各个参数根据电池组的需求通过硬件或软件在电池系统中确定好了，即同一组电池中的电池管理器的参数已经确定好了，这样便使得同一款电池管理器只能是在固定的场合下应用，大大降低了电池管理器的通用性。对于不同的需求，即针对不同类型的电池组，就不得不重新开发新的产品，这样既浪费了时间，又增加了成本。

发明内容

本实用新型为解决现有技术中电池管理器通用性差的技术问题，提供一种可编程电池管理器，可应用于不同类型的电池组中。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种可编程电池管理器，包括：

用于采集电池工作信息的采样单元，

用于发出报警提示的指示单元，

用于接收所述采样单元所采集的信息并进行分析，并根据分析结果控制指示单元工作的控制单元，所述采样单元和指示单元分别与所述控制单元电连接；

所述可编程电池管理器还包括一可更改其控制单元内部参数的上位机，所述上位机与控制单元相连接。

作为另一种实施方式，所述上位机包括一输入模块和一显示所述输入模块所输入参数的显示模块。

优选地，所述输入模块为键盘，所述显示模块为LCD屏。所述采样单元包括用于采集电池温度的温度采样传感器、用于采集单节电池电压的单节电压采样传感器、用于采集电池组总电压的总电压采样传感器、用于采集电池充放电电流的电流采样传感器、用于检测电池组绝缘情况的漏电采样传感器及用于采集电池组工作湿度的湿度采样传感器，所述温度采样传感器、单节电压采样传感器、总电压采样传感器、电流采样传感器、漏电采样传感器及湿度采样传感器分别通过可拔插的连接器与所述电池管理器的电路板相连接。所述指示单元为光报警器或者声音报警器。

优选地，所述控制单元采用型号为MC9S12XET256的芯片。

以上技术方案中，将电池管理器的控制单元与所述上位机相连接，可通过上位机实时修改其电池管理器内部的各个参数，通过软件编程实现其内部参数的不同设置，通过设置不同的参数可将电池管理器应用于不同的场合，从而满足不同的需求，有效提高了电池管理器的通用性，有效避免了针对不同类型的电池组而去重新开发新的产品，节省了时间和成本。同时本实用新型采用将传感器通过可拔插的连接器与电路板相连接，可随时更换不同量程和精度的传感器，以满足电池管理器硬件上的需求，进一步提高了电池管理器的通用性。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构框图；

图2本实用新型一种实施例的结构组成示意图；

图3是本实用新型中上位机的一种实施例的操作界面示意图；

图4是本实用新型级联使用的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种可编程电池管理器，用于管理电池组4与其他设备之间的信息交换，具体一点讲，本电池管理器用于管理电池组4的工作情况，比如监控电池组4的充、放电电流、电压及工作温度、湿度等等。一旦电池组的充放电电流、电压、及工作温度、湿度等参数超出了正常的数值范围，那个电池管理器就会提示报警，以警示电池组4出现问题，需要及时对电池组4进行护理和维修。

本实用新型的可编程电池管理器，包括用于采集电池工作信息的采样单元1，与采样单元1相连接的用于接收所述采样单元所采集的信息并进行分析的控制单元2，以及与控制单元2相连接的指示单元3，所述指示单元3可发出报警信息，所述可编程电池管理器还包括一可更改输入参数的上位机5，所述上位机5与控制单元2相连接。

结合图2所示，采样单元1用于采集电池组4的电池温度、单节电池的电压、电池组的总电压、电池充放电时的电流、电池组的绝缘情况及电池组的工作湿度等等，作为一种优选的实施方案，所述采样单元1包括用于采集电池温度的温度采样传感器11、用于采集单节电池电压的单节电压采样传感器12、用于采集电池组总电压的总电压采样传感器13、用于采集电池充放电电流的电流采样传感器、用于检测电池组绝缘情况的漏电采样传感器15及用于采集电池组 工作湿度的湿度采样传感器16等，还可以包括其他传感器，如电池荷电量传感器。以上所述的传感器分别通过可拔插的连接器与该电池管理器中的电路板相连接。而传统的电池管理器中的各种传感器都是焊接在电路板中的，这样就会导致电池管理器中电路板上的传感器不易更换，而将各个传感器通过可拔插的连接器与电路板相连接，在使用时可以根据需求随时更换不同量程和精度的传感器，增加了电池管理器的使用灵活性。所述连接器可采用现有的电路板中所使用的连接器。

控制单元2，接收采样单元1所采集的电池组4的各个相关信息，并进行综合分析和计算，对电池组4的各个工作参数及充放电的电压和电流进行实时监控，以控制电池组4能够在一个正常范围内工作，此部分的控制属于本领域的公知常识，在此不做过多赘述。当控制单元2接收到电池组4的相关信息后，进行分析，如果所分析的参数超出了该参数的正常范围数值，那么控制单元2就会控制指示单元3进行报警，提示相关人员该电池组出现故障，需要维护或者维修。优选地，所述控制单元采用型号为MC9S12XET256的芯片。

所述指示单元3用于提示所述电池组4发生工作异常或者发生充放电异常，并警示相关人员采取相应措施，对电池组4进行及时维护或维修。当然，所述指示单元可以为其他任何能够用于指示报警的装置，如通过画面显示，声音提示，及其他公知提示方式的报警装置。所述指示单元3优选为光报警器或者声音报警器。

所述上位机5与所述控制单元2相连接，用于更改控制单元2中的相关参数设置，图3示出了上位机5的一种实施例的操作界面，图中所述界面包括量部分，一部分是用于输入各种与电池组的相关信息的参数的输入参数部分，另一部分用于输入各种报警限值的报警限值部分；在输入参数部分，可以根据需求实时改变电池个数值、单节电压范围值、总电压范围值、电流输入上限值、电流输入下限值、温度输入上限值、温度输入下限值、绝缘输入上限值及湿度输入上限值；而在报警限值部分可以输入电池组的一些报警限值，如温度上限 值、温度下限值、单节电压上限值、单节电压下限值、总电压上限值、总电压下限值、电流上限值、湿度上限值、湿度下限值、绝缘上限值、绝缘下限值。如果电池组1的单体电池的个数为10节，单节单体电池的电压为3V，工作电流的上限值为12A，下限值为0.5A，工作电压的上限值为3.3V，下限值为2.0V，工作温度的上限值为50℃，工作温度的下限值为-10℃，绝缘上限值为5，这里的绝缘上限是指绝缘材料的绝缘厚度；工作湿度值为20；那么相应地在上位机的输入参数部分对应电池个数值、单节电压范围值、总电压范围值、电流输入上限值、电流输入下限值、温度输入上限值、温度输入下限值、绝缘输入上限值及湿度输入上限值分别输入10、3、12、0.5、3.3、2.0、50、-10、5。相应的在报警限值部分对应温度上限值、温度下限值、单节电压上限值、单节电压下限值、总电压上限值、总电压下限值、电流上限值、湿度上限值、湿度下限值、绝缘上限值、绝缘下限值分别输入数值50、-10、3.3、2.0、33、20、12、20、5、5、1。这样通过上位机的操作就将电池管理器内部的参数进行标定，在该电池管理器对电池组4的监控中如果所检测到的电池组4的工作参数值超出了其电池管理器内部标定的各种参数限值，那么指示单元3就会发生报警。例如当电池管理器监控到电池组中的电流高于其上限值12A时，那么控制单元5就会控制指示单元3发生报警。

上述方案中，根据需求，可通过上位机5改变其电池管理器内部的参数设置，从而满足管理并监控不同的电池组的工作情况，有效提高了电池管理器的通用性，并且结合可更换的各个传感器，可以方便及时地对电池管理器实现软件和硬件的编程。当然所述上位机5如上所示，包括一软件编程的输入参数可调的操作界面；所述上位机也可以是包括一输入模块和一显示所述输入模块所输入数值的显示模块的操作装置；优选地，所述输入模块为键盘，所述显示模块为LCD屏。

当上述的可编程电池管理器用于监控一组具有20节单体电池的电池组的工作时，只需通过上位机5更改电池管理器中的各参数设置，通过上位机的输入 参数部分将电池个数值、总电压范围值、电流输入上限值、电流输入下限值分别修改为20、66、24、4，当然根据该电池组的电池性能也可以对输入参数部分的温度输入上限值、温度输入下限值、绝缘输入上限值及湿度输入上限值进行相应修改，修改完毕后，再通过上位机的报警限值部分对温度上限值、温度下限值、单节电压上限值、单节电压下限值、总电压上限值、总电压下限值、电流上限值、湿度上限值、湿度下限值、绝缘上限值、绝缘下限值分别根据该电池组的属性和性能做相应修改，如将上述的各个值依次修改为：55、-15、3.3、2.0、66、40、24、22、4、4、0.5。这样通过上位机将可编程电池管理器的参数进行修改后就可将参数修改后的电池管理器用于具有20节单体电池的电池组中对该电池组进行工作监控。以上的实施例中，当传感器的量程不能满足因通过上位机进行更改的参数设置时，就需要及时对该传感器进行更换；如检测电池电流的电流采样传感器14，如果该传感器的最大量程为20A，那么当通过上位机将电池管理器的电流输入上限值修改为24A的时候时，就需要更换一个量程更大的电流采样传感器，包括传感器的精度的选择。本实用新型的可编程电池管理器是通过软硬件相互结合互补的方式来实现对电池管理器参数的变更设置的。

通过以上方案，有效避免了应针对不同的电池组需要开发不同的电池管理器的做法，有效节省了时间，降低了成本。

对于储能电站中节数上百节甚至上千节的电池组，其仅仅通过上位机来改变电池管理器中的内数参数值可能就会达不到要求，如果所设计的电池管理器所能监控的电池组的最大的单体电池节数为200节，那么在所述电池组1的单体电池的节数小于等于200节时，可以通过上位机来调节电池管理器中的参数——电池个数值来实现参数的更改；如果单体电池节数超出200节，那么就需要多个可编程电池管理器进行级联使用，如图4所示，比如，需要将可编程电池管理器用于监控一个具有860节单体电池的电池组的工作时，就需要上述的五个可编程电池管理器进行级联使用，即将其中四个电池管理器的电池个数值 都设置为200，将剩余一个电池管理器的电池个数值设置为60，然后将五个可编程电池管理器并联接入主通讯线路中进行级联使用。

当然在以上技术方案中，电池管理中的线路部分不用另需调整，比如针对一个所能监控的电池组的最大的单体电池节数为200节的电池管理器来讲，就像传统的电池管理器一样，针对每一节单体电池的信息的检测都会有一个硬件和相对应的线路去实现，如果要去监控一个具有100节单体电池的电池组的工作状态时，只需要通过与控制单元2连接的上位机5来实现对其参数电池个数的设置，将电池个数设置为100，此时对应的需要去监控100个单体电池状态的硬件和线路进入一个工作状态，而剩余的100个硬件和线路处于一个闲置状态，也就是说，所剩余的100个硬件和线路就不会被投入到工作状态中去，只有当通过上位机修改电池管理器的所需要监控的电池个数参数时，控制单元2才会去选择相应的硬件和线路控制投入到工作中去，当然，这种实现方式可以通过本领域的公知手段去实现，如通过编码开关的方式实现；即，控制单元2需要哪些线路去工作时，就会控制相应的编码开关闭合，实现对不同节数电池的电池组的监控。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可编程电池管理器，其特征在于，包括：

用于采集电池工作信息的采样单元，

用于发出报警提示的指示单元，

用于接收所述采样单元所采集的信息并进行分析，并根据分析结果控制指示单元工作的控制单元，所述采样单元和指示单元分别与所述控制单元电连接；

所述可编程电池管理器还包括一可更改其控制单元内部参数的上位机，所述上位机与控制单元相连接。

2.如权利要求1所述的可编程电池管理器，其特征在于：所述上位机包括一输入模块和一显示所述输入模块所输入参数的显示模块。

3.如权利要求2所述的可编程电池管理器，其特征在于：所述输入模块为键盘，所述显示模块为LCD屏。

4.如权利要求1所述的可编程电池管理器，其特征在于：所述采样单元包括用于采集电池温度的温度采样传感器、用于采集单节电池电压的单节电压采样传感器、用于采集电池组总电压的总电压采样传感器、用于采集电池充放电电流的电流采样传感器、用于检测电池组绝缘情况的漏电采样传感器及用于采集电池组工作湿度的湿度采样传感器，所述温度采样传感器、单节电压采样传感器、总电压采样传感器、电流采样传感器、漏电采样传感器及湿度采样传感器分别通过可拔插的连接器与所述电池管理器的电路板相连接。

5.如权利要求1所述的可编程电池管理器，其特征在于：所述指示单元为光报警器或者声音报警器。

6.如权利要求1所述的可编程电池管理器，其特征在于：所述控制单元采用型号为MC9S12XET256的芯片。 

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