CN204012769U - 一种分布式电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分布式电池管理系统，涉及电池管理系统技术领域；该分布式电池管理系统包括：相互串联的若干电池单元、若干个采样均衡模块、控制模块以及功率模块，采样均衡模块连接至每一个电池单元上，用于执行电池电压的采集、电池温度的采集、以及保持电池电量均衡；所述控制模块与上述的采样均衡模块连接，从采样均衡模块收集电池数据并分析，该控制模块还与用电设备以及主继电器连接；所述功率模块连接在控制模块上，通过上述的主继电器进行控制，是继电与预充电执行单元；本实用新型的有益效果是：本实用新型能够使电池电压采集更加准确，确保电池过欠压保护准确，确保电池安全，祛除了过大电流放电带来的隐忧。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池管理系统，更具体的说，本实用新型涉及一种分布式电池管理系统。
背景技术
电池管理系统通常负责电池组中电池电量的计算、电池保护，电池间的电量平衡控制、以及电池管理系统内外的信号通信等。在现有技术中，一般使用到电池的产品，都需要搭配电池管理系统来控制。
目前市场上现有的电池管理系统主要有下面2种形式：第一种为保护板形式，第二种为被动均衡电池管理系统形式，这两种形式均存在较大的缺陷：其中第一种仅由硬件组成，没有嵌入软件作为控制单元，因没有办法考虑线上损耗，在采样电池电压时，会有较大的误差，不能完全保障电池不过充过放电，只能通过降低使用的电池容量来保障电池电压的安全，不能充分利用电池的容量；并且没有预充电功能，启动瞬间有极大电流，是潜在危害因素，会造成设备本身具有不稳定的隐忧，同时过大的放电电流也是电池损伤的隐忧；损耗式均衡，浪费能量，均衡电流太小，效果不好。第二种具有预充电功能，解决了瞬态大电流问题，但依然是消耗式的均衡方式，限制了均衡电流的大小，且同样的浪费能量。
并且，对于上述的保护方式，只提供了最基本的保护，并不具备电池容量恢复功能，长时间使用，如电池一致性不太好，会导致电池容量下降过快，最终使得电池寿命达不到预期要求。
发明内容
本实用新型的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种分布式电池管理系统，该分布式电池管理系统能够使电池电压采集更加准确，确保电池过欠压保护准确，确保电池安全，祛除了过大电流放电带来的隐忧。
本实用新型的技术方案是这样实现的，其改进之处在于：该分布式电池管理系统包括：一种分布式电池管理系统，其改进之处在于：该分布式电池管理系统包括：
相互串联的若干电池组，其中，每个电池组含有6-12个电池单元；
若干个采样均衡模块，每个采样均衡模块内置6-12个采集均衡单元，采集均衡单元连接至每一个电池组上，可管理6-12个电池单元，所述采集均衡单元用于执行电池电压的采集、电池温度的采集、以及保持电池电量均衡；
控制模块，与上述的采样均衡模块连接，从采样均衡模块收集电池数据并分析，该控制模块还与用电设备以及主继电器连接；
功率模块，连接在控制模块上，通过上述的主继电器进行控制，是继电与预充电执行单元。
优选地，所述每个采集均衡单元包括电池单元输入端、信息反馈端、均衡变压器T1、均衡芯片U1以及连接在均衡芯片U1上的外围电路，所述电池单元输入端连接在均衡变压器T1上，经由控制芯片U1构成回路，均衡变压器T1的输出端连接至电池组上，以实现电池单元的能量转移。
优选地，所述每个采样均衡模块均还包含控制芯片U13、通讯变压器T14以及连接在控制芯片U13的引脚上的周边电路，所述周边电路包括RJ45接口，该RJ45接口电性连接在通讯变压器T14的输出绕组上；所述控制芯片U13管理6-12个采集均衡单元，并与收集信息的控制模块通讯。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型与目前市面上的类似产品相比，均衡效果明显；另外本实用新型可以采集每节电池的均衡电流大小，使电池电压采集更加准确，确保电池过欠压保护准确；具备电池容量恢复能力，由于采用能量转移式均衡方式，可以将高容量电池的电量转移到低容量的电池，在电池电压过低时，可为欠压电池补电，确保电池安全；并且还具有预充电功能，保证启动瞬间不会有过大的电流，祛除了过大电流放电带来的隐忧。
【附图说明】
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型采样均衡模块的采集均衡单元电路图；
图3为本实用新型采样均衡模块的控制核心电路图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
参照图1所示，本实用新型揭示的一种分布式电池管理系统，该分布式电池管理系统包括以下几个部分：
相互串联的若干电池组10，其中，每个电池组10包含6-12个电池单元，电池组串为负载提供电能；
多个采样均衡模块20，每一个采样均衡模块20分别连接至每一个电池组10上，用于执行电池组内所有电池单元电压的采集、电池温度的采集、以及保持电池电量均衡；
控制模块30，为本实用新型的系统控制部件，该控制模块30与上述的所有采样均衡模块20连接，从采样均衡模块20收集电池数据并分析，产生控制信号；
功率模块40，主要包含预充电路，动力继电器和熔断器，控制模块30产生的控制信号直接控制预充电继电器和动力继电器，是继电与预充电执行单元。
进一步的，结合上述分布式电池管理系统的几个组成部分以及参照图1、图2、图3，我们对该分布式电池管理系统的电路工作原理进行详细的描述：
每个采样均衡模块20均包含6-12个采集均衡单元、控制芯片U13，以及通讯单元。参照图2，每个采集均衡单元包括电池单元输入端、信息反馈端、均衡变压器T1、均衡芯片U1以及连接在均衡芯片U1上的外围电路，所述电池单元输入端连接在均衡变压器上，经由控制芯片U1构成回路，均衡变压器T1的输出端连接至其他电池组，工作时芯片U1控制变压器运作，实现电池单元的能量转移，同时反馈电池电压，均衡电流，以及单元温度给到控制芯片U13。参照图3，控制芯片U13连接6-12个采集均衡单元的信息反馈端，收集本模块内所有电池单元的信息并直接控制采集均衡单元。控制芯片U13同时作为模块的通讯单元，其通信引脚经过共模电感T13，通信隔离变压器T14，连接至RJ45接口，实现与控制模块30完全隔离的通讯方式。控制模块30管理一个或多个采样均衡模块20，从采样均衡模块中收集信息，整理信息，形成控制信号控制所有采样均衡模块的工作，并且也产生控制信号以控制功率模块40。
本实用新型可以采集每节电池的均衡电流大小，使电池电压采集更加准确，确保电池过欠压保护准确；具备电池容量恢复能力，由于采用能量转移式均衡方式，可以将高容量电池的电量转移到低容量的电池，在电池电压过低时，可为欠压电池补电，确保电池安全；并且还具有预充电功能，保证启动瞬间不会有过大的电流，祛除了过大电流放电带来的隐忧。
以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。
Claims (3)
1.一种分布式电池管理系统，其特征在于：该分布式电池管理系统包括：
相互串联的若干电池组，其中，每个电池组含有6-12个电池单元；
若干个采样均衡模块，每个采样均衡模块内置6-12个采集均衡单元，采集均衡单元连接至每一个电池单元上，可管理6-12个电池单元，所述采集均衡单元用于执行电池电压的采集、电池温度的采集、以及保持电池电量均衡；
控制模块，与上述的采样均衡模块连接，该控制模块还与用电设备以及主继电器连接；
功率模块，连接在控制模块上，通过上述的主继电器进行控制，是继电与预充电执行单元。
2.根据权利要求1所述的一种分布式电池管理系统，其特征在于：所述每个采集均衡单元包括电池单元输入端、信息反馈端、均衡变压器T1、均衡芯片U1以及连接在均衡芯片U1上的外围电路，所述电池单元输入端连接在均衡变压器T1上，经由控制芯片U1构成回路，均衡变压器T1的输出端连接至电池组上，以实现电池单元的能量转移。
3.根据权利要求2所述的一种分布式电池管理系统，其特征在于：所述每个采样均衡模块均还包含控制芯片U13、通讯变压器T14以及连接在控制芯片U13的引脚上的周边电路，所述周边电路包括RJ45接口，该RJ45接口电性连接在通讯变压器T14的输出绕组上；所述控制芯片U13管理6-12个采集均衡单元，并与收集信息的控制模块通讯。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105958140A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-21 | 广东亿纬赛恩斯新能源系统有限公司 | 锂离子动力电池保护装置及方法 |
| CN106585400A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-04-26 | 芜湖市吉安汽车电子销售有限公司 | 一种新能源汽车动力电池管理系统 |
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2014
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