CN203103992U - 一种电池模组管理控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电池模组管理控制系统，特别是一种针对电池模组充放电管理的控制系统。包括充放电回路的电子开关和开关控制器；并分别与电池模组及中央处理单元连接，其中，电子开关分别用于控制电池模组充电回路和放电回路的导通和断开；开关控制器与电池管理系统中的中央控制单元相连接，用于接收和反馈电池各参数信号，并控制电子开关做出相应的指令动作；设置电池模组充放电控制系统，在充电回路和放电回路分别可以通过电子开关进行控制，当系统监测到电池单体故障时，可以及时切断该电池模组的充、放电回路使其离线，以保证车辆或设备的继续运行；当车辆涉水、浸水时，可以瞬间关闭切断所有模组间的串、并联，使各电池模组相对独立。

Description

一种电池模组管理控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于电池模组管理控制系统，特别是一种针对电池模组充放电管理的控制系统。 

背景技术

作为储电工具的动力电池，在使用过程中，一旦发生过充、过放电，电池就要损坏、容量降低，寿命减少；严重的情况下，还会发生爆裂和起火燃烧，目前常采用电池管理系统(BMS)来解决此类问题。在传统的BMS中，电池均衡模块只进行电池模组内各单体或模组间的过充、过放电而引起的电池不一致性的均衡控制管理。但在实际电池模组使用过程中，当系统检测到电池单体故障时，BMS中的电池均衡模块只进行均衡控制，而未改变此电池模组的充放电状态，从而长时间使用可能会导致此电池模组中的其他正常的电池单体处于过充、过放电状态，影响其正常使用，并且当车辆在涉水、浸水时，可能会发生高压漏电，影响车辆和人员安全，从而降低了电池的使用寿命、稳定性和安全性能。 

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足，改变上述原有的BMS只进行电池均衡管理控制的情况，提供一种电池模组管理控制系统，本实用新型将在上述现有的每个电池模组的均衡控制系统上，各设置一个管理电池模组的充放电的控制系统，可提高电池的使用寿命、稳定性和安全性能。 

一种电池模组管理控制系统是采取以下技术方案实现：一种电池模组充放电控制系统，与电池模组及中央处理单元连接，其特征在于：所述的电池模组充放电控制系统包括充放电回路的电子开关和开关控制器，并分别与电池模组及中央处理单元连接，其中，电子开关分别用于控制电池模组充电回路和放电回路的导通和断开；开关控制器与电池管理系统中的中央控制单元相连接，用于接收和反馈电池各参数信号，并控制电子开关做出相应的指令动作；在电池管理系统中，设置电池模组充放电控制系统，在充电回路和放电回路分别可以通过电子开关进行控制，当系统监测到电池单体故障时，可以及时切断该电池模组的充、放电回路使其离线，以保证车辆或设备的继续运行；当车辆涉水、浸水时，可以瞬间关闭切断所有模组间的串、并联，使各电池模组相对独立，避免整车高压漏电造成人员伤害事故。本系统具有通用的电池管理系统功能。 

上述电池模组管理控制系统用于电动汽车、UPS等需要充放电的设备中，通过在原有电池管理系统中加设控制电池模组的充放电开关控制系统，为电池的安全稳定地使用，以及原电池管理控制系统的正常运行，提供了更加可靠的保证。电池模组开关控制系统可有选择地控制电子开关的状态。例如：当系统检测到单体故障时，可以切断充、放电回路将故障模组离线，或者只切断充电回路，故障模组还可继续放电，从而以保证车辆或设备的继续运行；当车辆涉水、浸水时，可以瞬间切断所有模组间的串、并联，使各电池模组相对独立，避免整车高压漏电造成人员伤害事故。采用电池模组管理控制系统对电池模组进行控制管理，可以更准确地选择电池模组均衡控制模式，提高电池模组的使用寿命和安全可靠性。 

电池模组管理控制系统是这样工作的：当系统监测到某个电池模组中的电池单体电压过高或过低时，第一种方法可使用原有的电池均衡控制模块进行管理控制；第二种方法可首先通过电池模组上的电子开关切断其充电电路或放电电路，然后通过电池模组中的各电池单体的开关网络进行均衡控制，使其电压达到中央控制单元所预设的阈值范围内，再次接通电池模组上的充电电路或放电电路，从而进行相应的充放电过程。当系统监测到电池模组中有电池单体发生故障时，可以通过电子开关分别对充电回路和放电回路进行控制，切断充、放电回路将故障模组离线，或者只切断充电回路，故障模组还可继续放电，保证其他电池模组的正常运行，在随后的维修阶段对发生故障的电池模组或单体进行更换；当车辆涉水、浸水时，可以通过各电池模组上的电子开关瞬间切断所有模组间的串、并联线路，使各电池模组相对独立，避免整车高压漏电造成人员伤害事故。 

本实用新型提供的电池模组管理控制系统，与现有技术中的电池管理系统构成二级管理，改变了现有技术中，当电池单体发生故障或车辆在涉水、浸水时电池模组较差的安全稳定性能，克服了传统技术的不足，提高了电池模组的使用寿命和安全稳定性，为实现良好的电池均衡管理提供了保障。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。 

图2是图1中的电池模组B₁的电路连接示意图。 

图3是图1中针对电池模组B₁的充放电控制系统中的开关控制器SC₁。 

具体实施方式

参照附图1～3，一种电池模组充放电控制系统包括充放电回路的电子开关和开关控制器；并分别与电池模组及中央处理单元连接，其中，电子开关分别用于控制电池模组充电回路和放电回路的导通和断开；开关控制器与电池管理系统中的中央控制单元相连接，用于接收和反馈电池各参数信号，并控制电子开关做出相应的指令动作；在电池管理系统中，设置电池模组充放电控制系统，在充电回路和放电回路分别可以通过电子开关进行控制，当系统监测到电池单体故障时，可以及时切断该电池模组的充、放电回路使其离线，以保证车辆或设备的继续运行；当车辆涉水、浸水时，可以瞬间关闭切断所有模组间的串、并联，使各电池模组相对独立，避免整车高压漏电造成人员伤害事故。 

实施例， 

参照图1：一种电池模组管理控制系统由中央处理单元ECU、总电池模组TB、数据传输CAN总线，与电池模组充放电控制系统构成。其中，中央处理单元ECU，即车辆专用的单片机，由微处理器、存储器、输入/输出接口、模数转换器及整形、驱动等大规模集成电路组成；电池模组充放电控制系统由充电回路和放电回路的电子开关分别为S_1c、S_2c，……，S_nc和S_1e、S_2e，……，S_ne，以及开关控制器SC₁、SC₂，……，SC_n构成。

参照图2：电池模组单元B₁由电池单体E₁、E₂，……E_n，继电器S₁₁、S₁₂，……S_1n，分流电阻或电容或电感R₁、R₂，……R_n构成。其中继电器和分流电阻（电容或电感）用于对电池单体的充放电均衡控制。 

参照图3：一种电池模组充放电控制系统中电池模组的开关控制器SC1由辅助电源APS、控制电路CC、驱动电路DC等构成。其中辅助电源连接一个外部输入的关断信号SD，为该开关控制器内的各模块提供电源；控制电路CC经CAN总线接受由中央处理单元ECU收集并处理的电池模组单元B₁的充电回路的开断反馈信号FB₁和放电回路的开断反馈信号FB₂，选择合适的控制模式并输出相应的充电回路开断驱动信号PWM₁和放电回路开断驱动信号PWM₂；驱动电路DC通过接受控制电路CC的输出的充电回路开断驱动信号PWM₁和放电回路开断驱动信号PWM₂，来控制充电回路的电子开关S_1c和放电回路的电子开关S_1e的开断，从而实现该电池模组管理控制系统的基本功能。 

Claims (3)

1.一种电池模组管理控制系统，其特征在于：包括充放电回路的电子开关和开关控制器；并分别与电池模组及中央处理单元连接，其中，电子开关分别用于控制电池模组充电回路和放电回路的导通和断开；开关控制器与电池管理系统中的中央控制单元相连接，用于接收和反馈电池各参数信号，并控制电子开关做出相应的指令动作；在电池管理系统中，设置电池模组充放电控制系统，在充电回路和放电回路分别可以通过电子开关进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种电池模组管理控制系统，其特征在于：所述的电池模组由电池单体、继电器、分流电阻或电容或电感构成。

3.根据权利要求1所述的一种电池模组管理控制系统，其特征在于：所述的开关控制器由辅助电源APS、控制电路CC、驱动电路DC构成；其中辅助电源APS连接一个外部输入的关断信号SD，为该开关控制器内的各模块提供电源；控制电路CC经CAN总线接受由中央处理单元收集并处理的电池模组的充电回路的开断反馈信号FB₁和放电回路的开断反馈信号FB₂，选择合适的控制模式并输出相应的充电回路开断驱动信号PWM₁和放电回路开断驱动信号PWM₂；驱动电路DC通过接受控制电路CC的输出的充电回路开断驱动信号PWM₁和放电回路开断驱动信号PWM₂，来控制充电回路的电子开关S_1c和放电回路的电子开关S_1e的开断，从而实现该电池模组管理控制系统的基本功能。

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