CN203674810U - 储能元件管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种储能元件管理系统，连接由多个储能单元所组成的储能单元串。其中储能元件管理系统包括分时采集控制电路、电平转换与采集电路和分时采集选择电路。分时采集控制电路输出第一控制信号。分时采集选择电路连接分时采集控制电路并接收第一控制信号，且分时采集选择电路根据第一控制信号而分时段选择性地连接多个储能单元之一。电平转换与采集电路连接分时采集选择电路，并采集分时采集选择电路所选择的一个储能单元的参数以产生相应的采集结果。
Description
技术领域
本实用新型涉及储能元件技术领域，特别是涉及储能元件管理系统。
背景技术
储能产品，例如电池或者类似电池的其它储能元件，已经广泛地应用在各类电子产品中，而储能产品在使用时需要利用储能元件管理系统对其进行管理。以电池为例，电池管理系统需要对电池的参数进行采集和比较，通过采集和比较的结果来实现对电池状态的判断，从而可对电池执行保护、均衡等管理动作。因此，电池管理系统中的采集电路和比较电路直接决定了电池管理系统的性能。
随着由多个电池所组成的电池组的应用的日益广泛，目前已经推出了许多用于管理多个电池所组成的电池组的电池管理系统，其对于每一个电池分别独立的采集电路和比较电路，以分别采集和比较各个电池的参数。
但是，随着电池组中电池个数的增加，对于每一个电池均分别采用独立的采集电路和比较电路，其无疑会大大增加电池管理系统的芯片面积，增加了产品的成本。且电池管理系统对于电池的一致性要求比较高，而对于每一个电池分别采用独立的采集电路和比较电路，其精度一般不能达到一致性的要求，其需要对每个采集电路和比较电路进行调整，其也会增加使用电池管理系统的成本。此外，多个独立的采集电路和比较电路也无疑会增加整个电池管理芯片的功耗，而低功耗则是电池管理系统中最重要的要求之一。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种新的储能元件管理系统，其能够减少整个系统的电路面积，成本较低，降低功耗，且一致性精度较高。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种储能元件管理系统，连接由多个储能单元所组成的储能单元串。其中所述储能元件管理系统包括分时采集控制电路、电平转换与采集电路和分时采集选择电路。所述分时采集控制电路输出第一控制信号。所述分时采集选择电路连接所述分时采集控制电路并接收所述第一控制信号，且所述分时采集选择电路根据所述第一控制信号而分时段选择性地连接所述多个储能单元之一。所述电平转换与采集电路连接所述分时采集选择电路，并采集所述分时采集选择电路所选择的一个所述储能单元的参数以产生相应的采集结果。
其中，所述储能元件管理系统进一步包括阈值选择电路和比较电路。所述分时采集控制电路进一步输出第二控制信号，所述阈值选择电路连接所述分时采集控制电路并接收所述第二控制信号以产生相应的阈值。所述比较电路连接所述电平转换与采集电路和所述阈值选择电路，并比较所述电平转换与采集电路所输出的所述采集结果和所述阈值选择电路所输出的所述阈值以产生相应的比较结果。
其中，所述储能元件管理系统进一步储能单元保护与控制电路，其连接所述电平转换与采集电路和所述比较电路，接收所述电平转换与采集电路所输出的采集结果和所述比较电路所输出的比较结果，并根据所述采集结果和所述比较结果而执行相应的保护与控制操作。
其中，所述储能单元串中的各个储能单元为电池。
其中，所述分时采集选择电路包括多个控制开关，每一个所述选择开关分别连接所述储能单元串中的一个对应的所述储能单元和所述电平转换与采集电路之间。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型的储能元件管理系统可以利用分时采集控制电路和分时采集选择电路而使一个电平转换与采集电路和一个比较电路，即可以分时段地采集多个储能单元的参数并与对应的阈值进行比较，减少了电平转换与采集电路和比较电路的数目，从而减少了整个储能元件管理系统的面积，降低了成本，且可以减少电平转换与采集电路和比较电路的功耗，其对于低功耗要求严格的储能元件管理系统具有非常积极的意义。此外，由于储能单元串中的多个储能单元可以利用同一个电平转换与采集电路和比较电路执行采集操作和比较操作，因此其可以提高了多个储能单元的参数被采集时的一致性精度，从而可以更好地使储能元件管理系统对储能单元进行保护和均衡等控制操作，提高了储能单元串中各个储能单元的性能和寿命。
附图说明
图1是本实用新型实施例的储能元件管理系统的示意图；
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的储能元件管理系统及其对应的储能元件管理方法其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如下。
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。
图1为本实用新型实施例的储能元件管理系统的示意图。如图1所示，本实用新型实施例的储能元件管理系统100用于管理由多个储能单元210所组成的储能单元串200。其中，储能单元210可以是电池或者类似于电池的其它储能元件，这些储能单元210可串联在一起以构成储能单元串200。
储能元件管理系统100包括分时采集控制电路110、分时采集选择电路120、电平转换与采集电路130、比较电路140、阈值选择电路150、和储能单元保护与控制电路160。
其中，分时采集控制电路110可根据实际需要而产生对应的第一控制信号CS1，其连接分时采集选择电路120以输出第一控制信号CS1至分时采集选择电路120。
分时采集选择电路120连接在储能单元串200和电平转换与采集电路130之间，从而可以根据接收的第一控制信号CS1而分时段地导通储能单元串200中的各个储能单元210和电平转换与采集电路130之间的路径，则电平转换与采集电路130可以分时段地采集储能单元串200中各个储能单元210的参数。也就是说，电平转换与采集电路130可以通过分时采集控制电路110与分时采集选择电路120，而在不同的时间段分别对储能单元串200中的各个储能单元210分别进行参数采集，以产生相应的采集结果。换句话说，分时采集选择电路120连接分时采集控制电路110并接收第一控制信号CS1，且分时采集选择电路120根据第一控制信号CS1而分时段选择性地连接多个储能单元210之一；而电平转换与采集电路130连接分时采集选择电路120，并采集分时采集选择电路120所选择的一个储能单元210的参数以产生相应的采集结果。
本领域技术人员可以理解的是，分时采集选择电路120可以包括多个控制开关，其中，每一个控制开关分别连接在储能单元串200中的一个对应的储能单元210和电平转换与采集电路130之间，从而可以控制对应的储能单元210和电平转换与采集电路130之间的路径是否导通。如果导通，则电平转换与采集电路130可通过控制开关而连接至对应的储能单元210，从而采集对应的储能单元210的参数。
此外，分时采集控制电路110输出给分时采集选择电路120的第一控制信号CS1可以根据需要而由多个脉冲所组成，每一个脉冲可以导通一个对应的控制开关，从而导通电平转换与采集电路130和对应的储能单元210之间的路径。当然，本领域技术人员可以理解的是，第一控制信号CS1也可以根据其它的实际需要而进行变更，以满足使用者的实际需要。
电平转换与采集电路130可以进一步连接至比较电路140和储能单元保护与控制电路160，以分别在不同的时间段将对储能单元串200中的各个不同的储能单元210参数的采集结果传输给比较电路140和储能单元保护与控制电路160。
分时采集控制电路110可进一步根据实际需要而产生对应的第二控制信号CS2，其中，第二控制信号CS2匹配第一控制信号CS1。阈值选择电路150连接分时采集控制电路110所输出的第二控制信号CS2，以根据第二控制信号CS2而在不同的时间段分别产生相应的阈值。阈值选择电路150进一步连接比较电路140而将阈值传输给比较电路140，则比较电路140可以根据电平转换与采集电路130所传来的对应储能单元210参数的采集结果，和阈值选择电路150所传来的对应的阈值而进行比较，从而产生相应的比较结果。在此，可以设定阈值选择电路150输出至比较电路140的阈值对应于电平转换与采集电路150输出至比较电路140的对应储能单元210参数的采集结果，也就是说，所述阈值和所述采集结果均是对应于同一个对应的储能单元210，因此，比较电路140可比较同一个对应的储能单元210的采集结果和相应的阈值，从而产生相应的比较结果。
比较电路140进一步连接储能单元保护与控制电路160，以将比较结果输出至储能单元保护与控制电路160，则储能单元保护与控制电路160可以根据电平转换与采集电路130所输出的采集结果和比较电路140所输出的比较结果，而执行相应的保护与控制操作。
在本实用新型中，电平转换与采集电路130通过分时采集选择电路120除了可以对储能单元串200的各个储能单元210进行参数采集，例如采集各个储能单元210的电压等等，此外，电平转换与采集电路130还可以通过分时采集选择电路120对其他的参数300进行采集，例如采集整个芯片的基准、温度传感器的温度或者外部输入源的电压等等。
此外，本领域技术人员可以理解的是，本实用新型的储能元件管理系统100可以包括多组由分时采集控制电路110、分时采集选择电路120、电平转换与采集电路130、比较电路140、阈值选择电路150、和储能单元保护与控制电路160所组成的管理单元。例如，如果储能单元串200中的储能单元210的数目过多，则可以将这些数目较多的储能单元210分成多组，每一组分别利用一组由分时采集控制电路110、分时采集选择电路120、电平转换与采集电路130、比较电路140、阈值选择电路150、和储能单元保护与控制电路160所组成的管理单元而分别进行管理，从而可以缩减整个储能元件管理系统100的操作时间。当然，本领域技术人员可以理解的是，每一组由分时采集控制电路110、分时采集选择电路120、电平转换与采集电路130、比较电路140、阈值选择电路150、和储能单元保护与控制电路160所组成的管理单元，也可以是分别用来采集和比较储能单元串200中的各个储能单元210的一种参数。
综上所述，本实用新型的储能元件管理系统可以利用分时采集控制电路和分时采集选择电路而使一个电平转换与采集电路和一个比较电路，即可以分时段地采集多个储能单元的参数并与对应的阈值进行比较，减少了电平转换与采集电路和比较电路的数目，从而减少了整个储能元件管理系统的面积，降低了成本，且可以减少电平转换与采集电路和比较电路的功耗，其对于低功耗要求严格的储能元件管理系统具有非常积极的意义。此外，由于储能单元串中的多个储能单元可以利用同一个电平转换与采集电路和比较电路执行采集操作和比较操作，因此其可以提高了多个储能单元的参数被采集时的一致性精度，从而可以更好地使储能元件管理系统对储能单元进行保护和均衡等控制操作，提高了储能单元串中各个储能单元的性能和寿命。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种储能元件管理系统，连接由多个储能单元所组成的储能单元串，其特征在于，所述储能元件管理系统包括：
分时采集控制电路，输出第一控制信号；
分时采集选择电路，连接所述分时采集控制电路并接收所述第一控制信号，且所述分时采集选择电路根据所述第一控制信号而分时段选择性地连接所述多个储能单元之一；
电平转换与采集电路，连接所述分时采集选择电路，并采集所述分时采集选择电路所选择的一个所述储能单元的参数以产生相应的采集结果。
2.根据权利要求1所述的储能元件管理系统，其特征在于，所述储能元件管理系统进一步包括：
阈值选择电路，其中，所述分时采集控制电路进一步输出第二控制信号，所述阈值选择电路连接所述分时采集控制电路并接收所述第二控制信号以产生相应的阈值；
比较电路，连接所述电平转换与采集电路和所述阈值选择电路，并比较所述电平转换与采集电路所输出的所述采集结果和所述阈值选择电路所输出的所述阈值以产生相应的比较结果。
3.根据权利要求2所述的储能元件管理系统，其特征在于，所述储能元件管理系统进一步包括：
储能单元保护与控制电路，连接所述电平转换与采集电路和所述比较电路，接收所述电平转换与采集电路所输出的采集结果和所述比较电路所输出的比较结果，并根据所述采集结果和所述比较结果而执行相应的保护与控制操作。
4.根据权利要求1所述的储能元件管理系统，其特征在于，所述储能单元串中的各个所述储能单元为电池。
5.根据权利要求1所述的储能元件管理系统，其特征在于，所述分时采集选择电路包括多个控制开关，其中，每一个所述选择开关分别连接所述储能单元串中的一个对应的所述储能单元和所述电平转换与采集电路之间。
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