CN203326628U - 电池智能管理系统 - Google Patents

Abstract

电池智能管理系统，包括充电管理系统和放电管理系统，所述充电管理系统包括控制模块、多个并联的动态均衡模块、电流互感器、电源接口、显示模块、维护用接口和充电机接口，每个动态均衡模块还连接有两个温度传感器Ⅰ，其中一个动态均衡模块还与电流互感器连接，其它的动态均衡模块均与霍尔电流传感器Ⅰ连接；所述放电管理系统包括所述控制模块，所述控制模块还分别与霍尔电流传感器Ⅱ、多个温度传感器Ⅱ和放电继电器。该电池智能管理系统能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。

Description

电池智能管理系统

技术领域

本实用新型属于一种电子产品，具体为一种电池智能管理系统，该电池智能管理系统可广泛应用于新能源汽车、不间断电源(UPS)、太阳能或风能储能电站、应急移动电站等领域。 

背景技术

电池管理系统（BMS）主要实现对各类电池进行充放电的智能管理，防止对电池进行过充和过放而对电池超出损伤和损坏，优化电池的使用，能够最大程度的释放电池组的能量出来，从而延长电池使用寿命。 

由于电池在制造过程中很难确保具有完全的均一性，各串联的电池单元之间会存在充电或放电特性的差异。因此，当使用串联电池单元的电池组时，会存在这样的问题：充电时，同一电池组中，有些电池单元被过度充电，但有些电池单元却尚未达到饱和；放电时，同一电池组中，有些电池单元尚未完全放电，但有些电池单元却被过度放电。此外，如果电池单元长期被过度放电/充电，在构成电池单元的材料中可能会出现显著劣化，使得电池单元的特性变得不同，而这种劣化是加剧电池单元间差异的主要原因之一。 

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种电池智能管理系统，该电池智能管理系统能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。 

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 

电池智能管理系统，包括充电管理系统和放电管理系统，

所述充电管理系统包括控制模块、多个并联的动态均衡模块、电流互感器、电源接口、显示模块、维护用接口和充电机接口，所述控制模块分别与电源接口、显示模块、维护用接口、充电机接口和充电继电器连接连接，所述多个并联的动态均衡模块分别与控制模块、电源接口和充电机接口连接，每个动态均衡模块还连接有两个温度传感器Ⅰ，其中一个动态均衡模块还与电流互感器连接，其它的动态均衡模块均与霍尔电流传感器Ⅰ连接；所述电流互感器与多个电池组串联；

所述放电管理系统包括所述控制模块，所述控制模块还分别与霍尔电流传感器Ⅱ、多个温度传感器Ⅱ和放电继电器，所述控制模块与每个电池组并联，所述霍尔电流传感器Ⅱ与多个电池组串联。

作为优选方案，所述的动态均衡模块的数量和温度传感器Ⅱ的数量均与电池组的数量相等。所述的控制模块还连接有开关量输入模块和绝缘监测模块。 

本实用新型的有益效果是：该电池智能管理系统用于监测并指示电池状况(电压、温度、电流、剩余能量)、在异常情况下向用户发出报警信号（声光）、严重时根据制定的控制策略切断电力传送电路以保护电池从而延长电池使用寿命，另外电池管理系统还有能量均衡作用，使得系统中电池剩余能量趋于一致，延长系统的整体放电时间。 

附图说明

图1为充电管理系统的电气连接图。 

图2为控制模块的电气连接图。 

图3为动态均衡模块的电气连接图。 

图4为放电管理系统的电气连接图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 

如图1～3所示，本实用新型所述的电池智能管理系统，包括充电管理系统和放电管理系统，所述充电管理系统包括控制模块1、多个并联的动态均衡模块2、电流互感器3、电源接口4、显示模块5、维护用接口6和充电机接口7，所述控制模块1分别与电源接口4、显示模块5、维护用接口6、充电机接口7和充电继电器11连接连接，显示模块5可以实时显示电池单体电压、温度、剩余容量、充放电电流等数据；所述多个并联的动态均衡模块2分别与控制模块1、电源接口4和充电机接口7连接，每个动态均衡模块2还连接有两个温度传感器Ⅰ22，其中一个动态均衡模块2还与电流互感器3连接；其它的动态均衡模块2均与霍尔电流传感器Ⅰ21连接；所述电流互感器3与多个电池组8串联；动态均衡模块2的数量与电池组8的数量相等。 

如图4所示，所述放电管理系统包括所述控制模块1，所述控制模块1还与霍尔电流传感器Ⅱ9、多个温度传感器Ⅱ10和放电继电器12，所述控制模块1与每个电池组8并联，所述霍尔电流传感器Ⅱ9与多个电池组8串联；所述温度传感器Ⅱ10的数量与电池组8的数量相等。 

所述的控制模块1还连接有开关量输入模块13和绝缘监测模块14。 

本实用新型中多个并联的动态均衡模块2可根据电池组设计，例如48V系统为16串，内置16个动态均衡模块2，温度采集和电压采集，自动对单体电压进行容量均分，充电和放电分别计算容量和SOC。 

本实用新型对充放电进行智能管理满足以下要求： 

1、总体要求：适应工况条件、满足产品性能要求、工作可靠、寿命长的电控部件；重点实现对锂电池组的过充、过放、过流、能量均衡功能；要求具有防水、防潮、防尘、防震功能。

2、电源：电压：外接DC12V/24V或者由被控电池测量端取电，功耗：<2W，不含均衡转换部分效率。 

3、单体电压：路数：16路；测量范围：0～4.6V，最大不超过5V；测量精度：±0.25%，误差不超过10mV。 

4、电流测量：测量范围根据需要可以选择指定型号合适量程的霍尔传感器，测量精度<±1%。 

5、能量累计功能： 充电容量计算误差< 2%； 

6、均衡效果：对于容量误差< 10%的电池组，可以均衡到±35mV以内；均衡过程中，均衡电流和充电机电流由均衡机自由控制以适应不同情况的电池组，均衡电流峰值不超过10A，平均电流大于4A，最高均衡效率大于85%，平均效率大于80%。

7、2路总控制：充电回路和放电回路分别控制，充放电之间互不影响。 

8、温度测量：可以外接两路温度探头，测量范围：-40～100℃。 

9、研发重点：效率高：本模块的调节电流最高可到达5A，对于容量偏差较大的电池组可快速进行均衡，提高电池工作效率，缩短均衡时间；能效比高：本模块是以能量转移的方式进行电池单体容量的均衡，而不是简单地将多余的能量消耗来平衡各单体；能量密度高：单位体积上的可调节能量大；维持性好：单体在进过完善均衡后，可以长期保持很高的一致性，也使电池的活化性增强；完善报警功能，解决长时间无人值守时BMS本身功耗消耗尽锂电池电量的问题。 

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (3)

1.电池智能管理系统，包括充电管理系统和放电管理系统，其特征是：

所述充电管理系统包括控制模块（1）、多个并联的动态均衡模块（2）、电流互感器（3）、电源接口（4）、显示模块（5）、维护用接口（6）和充电机接口（7），所述控制模块（1）分别与电源接口（4）、显示模块（5）、维护用接口（6）、充电机接口（7）和充电继电器（11）连接连接，所述多个并联的动态均衡模块（2）分别与控制模块（1）、电源接口（4）和充电机接口（7）连接，每个动态均衡模块（2）还连接有两个温度传感器Ⅰ（22），其中一个动态均衡模块（2）还与电流互感器（3）连接，其它的动态均衡模块（2）均与霍尔电流传感器Ⅰ（21）连接；所述电流互感器（3）与多个电池组（8）串联；

所述放电管理系统包括所述控制模块（1），所述控制模块（1）还分别与霍尔电流传感器Ⅱ（9）、多个温度传感器Ⅱ（10）和放电继电器（12），所述控制模块（1）与每个电池组（8）并联，所述霍尔电流传感器Ⅱ（9）与多个电池组（8）串联。

2.根据权利要求1所述的电池智能管理系统，其特征是：所述的动态均衡模块（2）的数量和温度传感器Ⅱ（10）的数量均与电池组（8）的数量相等。

3.根据权利要求1所述的电池智能管理系统，其特征是：所述的控制模块（1）还连接有开关量输入模块（13）和绝缘监测模块（14）。

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