CN202455122U - 并联电池组充放电智能管理装置 - Google Patents

并联电池组充放电智能管理装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种并联电池组充放电智能管理装置,该装置包括:充放电回路、充放电控制电路、主控板、用于与负载或外界供电电源连接的系统端和用于与若干个电池单元并联连接的电池端;并且,每一个所述电池单元包括:单体电池和单体电池控制模块,所述主控板通过所述单体电池控制模块控制所述单体电池的充放电情况。因此,能够实时监测并联电池组中各个电池的充电或放电状态,当并联电池组中出现充电或放电状态异常的电池时,能够针对性的对异常电池采取必要的保护措施,并向外界发出报警信号,从而提高了并联电池组的整体使用功效和整体使用寿命。

Description

并联电池组充放电智能管理装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于电路控制技术领域,具体涉及ー种并联电池组充放电智能管理装置。
背景技术
[0002] 并联电池组由若干个电池并联组成,从而向用电设备提供更强的电流值。理想的并联电池组中,各电池的工作电压和实际容量均应一致。但是,由于エ艺和材料的问题,各个电池的内部特性会存在一定的差异,并且,随着并联电池组充放电次数的増加,各个电池的这种差异性会逐渐増大,进而加重了各电池之间的不平衡性,最終降低了并联电池组的 整体使用功效。
[0003] 例如:当向并联电池组充电或并联电池组向负载放电的过程中,由于各个电池的不平衡性,会经常出现某个或某几个电池过充或过放电的情况,从而降低了并联电池组的整体使用功效和整体使用寿命。
实用新型内容
[0004] 针对现有技术存在的缺陷,本实用新型提供一种并联电池组充放电智能管理装置,能够实时监测并联电池组中各个电池的充电或放电状态,当并联电池组中出现充电或放电状态异常的电池时,能够针对性的对异常电池采取必要的保护措施,并向外界发出报警信号,从而提高了并联电池组的整体使用功效和整体使用寿命。
[0005] 本实用新型采用的技术方案如下:
[0006] 本实用新型提供一种并联电池组充放电智能管理装置,包括:充放电回路、充放电控制电路、主控板、用干与负载或外界供电电源连接的系统端和用干与若干个电池单元并联连接的电池端;所述充放电回路连接于所述系统端和所述电池端之间,所述主控板通过所述充放电控制电路控制所述充放电回路的通断;并且,每ー个所述电池单元包括:単体电池和単体电池控制模块,所述主控板通过所述単体电池控制模块控制所述单体电池的充放电情况。
[0007] 优选的,所述单体电池控制模块包括:充电控制子电路和放电控制子电路;所述充电控制子电路和所述放电控制子电路并联连接在所述单体电池的两端。
[0008] 优选的,所述单体电池控制模块还包括:限流调整子电路,所述限流调整子电路与所述充电控制子电路串联。
[0009] 优选的,所述充放电控制电路为第一开关元件,所述充电控制子电路为第二开关元件,所述放电控制子电路为第三开关元件,所述限流调整子电路为第四开关元件。
[0010] 优选的,所述第一开关元件为直流接触器,所述第二开关元件为第二 MOS管,所述第三开关元件为第三MOS管,所述第四开关元件为第四MOS管;所述第二 MOS管和所述第三MOS管反向并联连接在所述单体电池的两端。
[0011] 优选的,还包括:ー个以上电压检测器件和/或ー个以上电流检测器件和/或一个以上温度检测器件;所述电压检测器件连接于所述并联电池组充放电智能管理装置的电压检测点处,所述电流检测器件连接于所述并联电池组充放电智能管理装置的电流检测点处,所述温度检测器件安装在所述并联电池组充放电智能管理装置的温度检测点处;所述主控板分别与所述电压检测器件、所述电流检测器件和所述温度检测器件连接。
[0012] 优选的,所述电压检测器件为电压传感器,所述电流检测器件为电流传感器,所述温度检测器件为温度传感器。
[0013] 优选的,所述电压检测点包括:每ー个所述单体电池的端电压检测点和/或所述系统端的端电压检测点;所述电流检测点包括:每ー个所述单体电池支路的电流检测点和/或所述系统端的总电流检测点;所述温度检测点包括:所述并联电池组充放电智能管理装置所处环境的温度检测点和/或每ー个所述单体电池的外表面温度检测点。
[0014] 优选的,还包括:面板,所述面板与所述主控板连接。
[0015] 本实用新型还提供一种并联电池组充放电智能管理方法,包括以下步骤:
[0016] SI,所述主控板获取所述并联电池组充放电智能管理装置中所述系统端和/或各个所述电池单元的当前状态;
[0017] S2,所述主控板根据所述当前状态控制所述充放电控制电路和各个所述单体电池控制模块的工作状态。
[0018] 优选的,所述当前状态包括:充电状态、放电状态、所述电压检测点处的电压值、所述电流检测点处的电流值、所述温度检测点处的温度值;其中,所述电压检测点包括:每ー个所述单体电池的端电压检测点和/或所述系统端的端电压检测点;所述电流检测点包括:每ー个所述单体电池支路的电流检测点和/或所述系统端的总电流检测点;所述温度检测点包括:所述并联电池组充放电智能管理装置所处环境的温度检测点和/或每ー个所述单体电池的外表面温度检测点。
[0019] 优选的,SI之后,还包括:
[0020] S3,所述主控板判断所述当前状态是否正常,如果判断结果为否,则向所述面板发
送报警信息。
[0021] 本实用新型的有益效果如下:
[0022] 本实用新型提供的并联电池组充放电智能管理装置,具有以下优点:(I)主控板能够实时获取并联电池组中各个单体电池的充放电状态,并通过控制与各个单体电池对应的単体电池控制模块的通断状态来控制各个单体电池的充放电情况,避免了各个单体电池的过充或过放电情况的发生,从而提高了并联电池组的整体使用功效和整体使用寿命。(2)主控板能够实时获取并联电池组中系统端的电压值和/或电流值,并通过该电压值和/或电流值来控制并联电池组充放电情况,从而扩展了对并联电池组充放电状态进行监测的范围,进一歩避免了各个单体电池的过充或过放电情况的发生,延长了并联电池组的整体使用寿命。(3)主控板能够实时检测并联电池组的充电或放电过程中的电压值、电流值或电池所处环境的温度情况,从而根据检测到的值与预设值进行比较,当超过预设值时向外界报警,从而提高了并联电池组使用过程中的安全性。
附图说明 [0023] 图I为本实用新型提供的并联电池组充放电智能管理装置的结构示意图。具体实施方式
[0024] 以下结合附图对本实用新型提供的并联电池组充放电智能管理装置和方法进行详细介绍:
[0025] 本实用新型提供一种并联电池组充放电智能管理装置,包括:用干与负载或外界供电电源连接的系统端、用干与若干个电池単元并联连接的电池端、充放电回路、充放电控制电路和主控板;充放电回路连接于系统端和电池端之间,主控板通过充放电控制电路控制充放电回路的通断;并且,每ー个电池単元包括:单体电池和単体电池控制模块,主控板通过单体电池控制模块控制单体电池的充放电情況。本实用新型中,主控板能够实时获取并联电池组中各个单体电池的充放电状态,并通过控制与各个单体电池对应的单体电池控制模块的通断状态来控制各个单体电池的充放电情况,避免了各个单体电池的过充或过放电情况的发生,从而提高了并联电池组的整体使用功效和整体使用寿命。
[0026] 根据实际使用需要,单体电池控制模块可以包括:充电控制子电路和放电控制子电路;充电控制子电路和放电控制子电路并联连接在单体电池的两端。还可以进ー步包括:限流调整子电路,限流调整子电路与充电控制子电路串联。具体的,充放电控制电路可以为·第一开关元件,充电控制子电路可以为第二开关元件,放电控制子电路可以为第三开关元·件,限流调整子电路可以为第四开关元件。进具体的,第一开关元件可以为直流接触器,第ニ开关元件可以为第二MOS管,第三开关元件可以为第三MOS管,第四开关元件可以为第四MOS管;第二 MOS管和第三MOS管反向并联连接在单体电池的两端。
[0027] 为提高主控板对并联电池组充放电状态全面监测的作用,还包括:ー个以上电压检测器件和/或ー个以上电流检测器件和/或ー个以上温度检测器件;其中,电压检测器件连接于并联电池组充放电智能管理装置的电压检测点处,电流检测器件连接于并联电池组充放电智能管理装置的电流检测点处,温度检测器件安装在并联电池组充放电智能管理装置的温度检测点处;主控板分别与电压检测器件、电流检测器件和温度检测器件连接。在实际应用中,电压检测器件可以为电压传感器,电流检测器件可以为电流传感器,温度检测器件可以为温度传感器。并且,电压检测点包括:每ー个单体电池的端电压检测点和/或系统端的端电压检测点;电流检测点包括:每ー个单体电池支路的电流检测点和/或系统端的总电流检测点;温度检测点包括:并联电池组充放电智能管理装置所处环境的温度检测点和/或每ー个单体电池的外表面温度检测点。因此,主控板可以通过电压检测器件、电流检测器件和温度检测器件上传的电压值、电流值和温度值,从而更全面的获取并联电池组充放电过程中系统端和每ー个单体电池的运行状态,从而根据电压值、电流值和温度值的大小采取对应的执行措施,实现了对并联电池组充放电过程实时全面监控的功能。
[0028] 另外,主控板还与面板连接,通过面板上的各操作按键控制主控板的运行,并且,主控板得到的各种数据通过面板可以上传给上位机。另外,当主控板监测的并联电池组充电或放电数据异常时,还通过面板上的报警器报警。
[0029] 本实用新型还提供一种并联电池组充放电智能管理方法,包括以下步骤:
[0030] SI,主控板获取并联电池组充放电智能管理装置中系统端和/或各个电池単元的当前状态;
[0031] 其中,当前状态包括:充电状态、放电状态、电压检测点处的电压值、电流检测点处的电流值、温度检测点处的温度值;其中,电压检测点包括:每ー个单体电池的端电压检测点和/或系统端的端电压检测点;电流检测点包括:每ー个单体电池支路的电流检测点和/或系统端的总电流检测点;温度检测点包括:并联电池组充放电智能管理装置所处环境的温度检测点和/或每ー个单体电池的外表面温度检测点。
[0032] S2,主控板根据所述当前状态控制充放电控制电路和各个单体电池控制模块的エ作状态。
[0033] 例如:在充电过程中,当检测到某ー个单体电池A的充电电流超过预设极大值时,为避免电流被烧毁,需要关闭用于控制单体电池A充电状态的充电控制子电路A ;此时,如果其他单体电池的充电电流在预设正常值范围内,则其他单体电池仍然正常充电。也就是说,本实用新型中,能够分别对各个単体电池进行独立控制,当存在状态异常的单体电池时,能够针对性的对该导常单体电池进行控制,而不会影响其他正常单体电池的工作情況。
[0034] 需要说明的是,本实用新型可以在主控板处设置各种充电过压、放电欠压、充放电 过流等保护措施,从而提高并联电池组使用安全性。
[0035] SI之后,还包括:
[0036] S3,主控板判断当前状态是否正常,如果判断结果为否,则向面板发送报警信息。
[0037] 本实用新型提供的并联电池组充放电智能管理装置和方法,具有以下优点:(I)主控板能够实时获取并联电池组中各个单体电池的充放电状态,并通过控制与各个单体电池对应的単体电池控制模块的通断状态来控制各个单体电池的充放电情况,避免了各个单体电池的过充或过放电情况的发生,从而提高了并联电池组的整体使用功效和整体使用寿命。(2)主控板能够实时获取并联电池组中系统端的电压值和/或电流值,并通过该电压值和/或电流值来控制并联电池组充放电情况,从而扩展了对并联电池组充放电状态进行监测的范围,进一歩避免了各个单体电池的过充或过放电情况的发生,延长了并联电池组的整体使用寿命。(3)主控板能够实时检测并联电池组的充电或放电过程中的电压值、电流值或电池所处环境的温度情况,从而根据检测到的值与预设值进行比较,当超过预设值时向外界报警,从而提高了并联电池组使用过程中的安全性。
[0038] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1. 一种并联电池组充放电智能管理装置,其特征在于,包括:充放电回路、充放电控制电路、主控板、用干与负载或外界供电电源连接的系统端和用干与若干个电池単元并联连接的电池端;所述充放电回路连接于所述系统端和所述电池端之间,所述主控板通过所述充放电控制电路控制所述充放电回路的通断;并且,每ー个所述电池单元包括:单体电池和単体电池控制模块,所述主控板通过所述単体电池控制模块控制所述单体电池的充放电情況。
2.根据权利要求I所述的并联电池组充放电智能管理装置,其特征在于,所述单体电池控制模块包括:充电控制子电路和放电控制子电路;所述充电控制子电路和所述放电控制子电路并联连接在所述单体电池的两端。
3.根据权利要求2所述的并联电池组充放电智能管理装置,其特征在于,所述单体电池控制模块还包括:限流调整子电路,所述限流调整子电路与所述充电控制子电路串联。
4.根据权利要求3所述的并联电池组充放电智能管理装置,其特征在于,所述充放电控制电路为第一开关元件,所述充电控制子电路为第二开关元件,所述放电控制子电路为第三开关元件,所述限流调整子电路为第四开关元件。
5.根据权利要求4所述的并联电池组充放电智能管理装置,其特征在于,所述第一开关元件为直流接触器,所述第二开关元件为第二 MOS管,所述第三开关元件为第三MOS管,所述第四开关元件为第四MOS管;所述第二 MOS管和所述第三MOS管反向并联连接在所述单体电池的两端。
6.根据权利要求I所述的并联电池组充放电智能管理装置,其特征在于,还包括:一个以上电压检测器件和/或ー个以上电流检测器件和/或ー个以上温度检测器件;所述电压检测器件连接于所述并联电池组充放电智能管理装置的电压检测点处,所述电流检测器件连接于所述并联电池组充放电智能管理装置的电流检测点处,所述温度检测器件安装在所述并联电池组充放电智能管理装置的温度检测点处;所述主控板分别与所述电压检测器件、所述电流检测器件和所述温度检测器件连接。
7.根据权利要求6所述的并联电池组充放电智能管理装置,其特征在于,所述电压检测器件为电压传感器,所述电流检测器件为电流传感器,所述温度检测器件为温度传感器。
8.根据权利要求6所述的并联电池组充放电智能管理装置,其特征在于,所述电压检测点包括:每ー个所述单体电池的端电压检测点和/或所述系统端的端电压检测点;所述电流检测点包括:每ー个所述单体电池支路的电流检测点和/或所述系统端的总电流检测点;所述温度检测点包括:所述并联电池组充放电智能管理装置所处环境的温度检测点和/或每ー个所述单体电池的外表面温度检测点。
9.根据权利要求I所述的并联电池组充放电智能管理装置,其特征在于,还包括:面板,所述面板与所述主控板连接。
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