CN205489628U - 二次锂电池组管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二次锂电池组管理系统，包括锂电池组，锂电池组连接充电机、本地控制单元和电流传感器，本地控制单元连接温度传感器和主控制单元，电流传感器连接供电电源、充电机和负载，本地控制单元包括处理器模块，处理器模块连接电压检测模块、电源模块、电流检测模块、充放电控制模块、温度测试模块、数据通信模块、状态显示模块和存储模块；电压检测模块依次连接电源模块、电流检测模块和充放电控制模块；温度测试模块连接温度传感器，电源模块通过均衡模块与处理器模块连接。本系统能够有效防止二次电池组出现过充电和过放电现象，提高锂电池组的利用率，延长锂电池组的使用寿命。

Description

二次锂电池组管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种电池电源管理系统，尤其是一种二次锂电池组管理系统。

背景技术

二次电池又称为可充电电池，二次电池利用化学反应的可逆性，组建成一个新电池。即当一个化学反应转化为电能之后，还可以用电能使化学体系修复，然后再利用化学反应转化为电能，二次电池的充放电循环可达数千次到上万次，故其相对干电池而言更经济实用。

随着环境污染和能源危机的加剧，节能环保的电动汽车成为汽车行业未来发展的趋势。锂电池在所有二次电池中具有最高的能量密度比和功率密度比，因此成为应用最为广泛的电动汽车电池。由于锂电池材料的固有特性，使其在过充电、过放电及过温时都会 引起严重的性能衰减甚至安全问题。如果不对锂电池组进行有效的管理，电池组的性能将会迅速衰减，最终导致电池组无法使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种二次锂电池组管理系统，能够有效防止二次电池组出现过充电和过放电现象，提高锂电池组的利用率，延长锂电池组的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型的一个实施例所采取的技术方案是：

二次锂电池组管理系统包括锂电池组，锂电池组连接充电机、本地控制单元和电流传感器，本地控制单元连接温度传感器和主控制单元，电流传感器连接供电电源、充电机和负载，本地控制单元包括处理器模块，处理器模块连接电压检测模块、电源模块、电流检测模块、充放电控制模块、温度测试模块、数据通信模块、状态显示模块和存储模块；电压检测模块依次连接电源模块、电流检测模块和充放电控制模块；温度测试模块连接温度传感器，电源模块通过均衡模块与所述处理器模块连接，电源模块包括防反接电路，防反接电路依次连接滤波电路和电源转换电路。

本二次锂电池组管理系统产生的有益效果为：

本系统可以实现免维护智能电源管理，包括对锂电池组的电压、电流、温度信息采集和处理，提供过流，过压，欠压等报警和记录功能，以及锂电池组智能充电策略和均衡充电等功能，能够有效防止二次锂电池组出现过充电和过放电现象，提高锂电池组的利用率，延长锂电池组的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的二次锂电池组管理系统的一个实施方式的示意图。

图2是本实用新型的二次锂电池组管理系统的本地控制单元的一个实施方式的示意图。

图3是本实用新型的二次锂电池组管理系统的电源模块一个实施方式的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细描述。

参考图1~图3，在本实用新型的一个实施方式中，二次锂电池组管理系统包括锂电池组，锂电池组连接充电机、本地控制单元和电流传感器，本地控制单元连接温度传感器和主控制单元，电流传感器连接供电电源、充电机和负载，本地控制单元包括处理器模块，处理器模块连接电压检测模块、电源模块、电流检测模块、充放电控制模块、温度测试模块、数据通信模块、状态显示模块和存储模块；电压检测模块依次连接电源模块、电流检测模块和充放电控制模块；温度测试模块连接温度传感器，电源模块通过均衡模块与所述处理器模块连接，电源模块包括防反接电路，防反接电路依次连接滤波电路和电源转换电路。电源转换电路可以是一个DC-DC电源连接5V转3.3V芯片。

处理器模块控制电池单元电压测试模块完成电池模块的电压测试；控制充放电控制模块实现按照配置信息控制充电与放电；控制均衡模块进行电池单元间的容量均衡；控制CAN协议控制器等实现与管理系统信息交互；温度测试模块实现对电池模块的温度测试；处理器模块接收管理系统的命令、完成相应的测试后再把测试结果记录的方式写入存储器或发送到管理系统等。

二次锂电池组管理系统基于24v电源供电，采用非隔离24V宽压DC-DC开关电源产生5.0v的CAN总线驱动电源，采用高精度的电源芯片产生3.3v给电路板IC提供电源。

基于功率开关管、二极管或专用集成电路实现输入电源防反接保护功能电路。电源输入的正、负极连接正确时，电池检测组件正常工作；电源输入的正、负极连接错误时，电源模块不工作，但连接错误并不会损坏二次锂电池组管理系统，排除反接错误后，二次锂电池组管理系统能够正常工作。

在本实用新型的管理系统的一种实施方式中，处理器模块通过数据总线连接时钟电路，时钟电路设有晶体补偿器、时钟日历和电源失效指示器。能够实现周期或轮询报警、智能后备电池切换和后备电池供电的用户SRAM。

在本实用新型的管理系统的一种实施方式中，处理器模块与通信模块通过CAN总线连接，通信模块包括CAN协议控制器和CAN接口驱动器，CAN协议控制器和CAN接口驱动器之间采用隔离芯片连接。

通过CAN总线，可以主动向管理系统上报当期状态下电池单元的电压、温度等。测试过程中，如果发现电池温度或电压异常，将可以主动向管理系统上报温度异常等告警信息。

CAN协议控制器和CAN接口驱动器之间采用隔离芯片，数据传输速率达到2M，实现CAN总线的TTL逻辑控制信号与CAN线路侧的信号隔离、芯片的瞬时交流隔离电压达到2500v、直流隔离电压达到1000v，能够满足电压模块堆叠中的应用。

参考图1，在本实用新型的管理系统的一种实施方式中，供电电源和充电机之间设有继电器3、电流传感器和负载之间设有继电器2、锂电池组和充电机之间设有继电器1。

系统的工作原理如下：

本地控制单元通过数据通信模块接收主控制单元的命令消息，本地控制单元的处理器模块解析消息后协调电压检测模块对电池电压测试；处理器模块控制温度测试模块测试电池模块的温度；处理器模块控制均衡模块控制锂电池组均衡各个电池单元；处理器模块控制充放电控制模块对锂电池组的充电与放电；处理器模块控制电流检测模块测试充电与放电的电流大小。二本地控制单元对主控制单元的数据处理策略，选择把电池单元电压测试数据、总电压、电池单元的温度测试数据存储于存储器中，或者把数据同时发送到主控制单元。

二次锂电池组管理系统在锂电池组的测试过程中，能够根据主控制单元对锂电池组测试的策略主动上报电池单元电压异常或温度异常的消息，请求主控制单元对特定锂电池组的应急响应与处理措施。

上述实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种二次锂电池组管理系统，其特征在于：包括锂电池组，所述锂电池组连接充电机、本地控制单元和电流传感器，所述本地控制单元连接温度传感器和主控制单元，所述电流传感器连接供电电源、充电机和负载，所述本地控制单元包括处理器模块，所述处理器模块连接电压检测模块、电源模块、电流检测模块、充放电控制模块、温度测试模块、数据通信模块、状态显示模块和存储模块；所述电压检测模块依次连接电源模块、电流检测模块和充放电控制模块；所述温度测试模块连接温度传感器，所述电源模块通过均衡模块与所述处理器模块连接，所述电源模块包括防反接电路，所述防反接电路依次连接滤波电路和电源转换电路。

2. 根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于：所述处理器模块通过数据总线连接时钟电路，所述时钟电路设有晶体补偿器、时钟日历和电源失效指示器。

3. 根据权利要求1或2所述的管理系统，其特征在于：所述处理器模块与所述通信模块通过CAN总线连接，所述通信模块包括CAN协议控制器和CAN接口驱动器，所述CAN协议控制器和CAN接口驱动器之间采用隔离芯片连接。

4. 根据权利要求3所述的管理系统，其特征在于：所述供电电源和充电机之间、所述电流传感器和所述负载之间、所述锂电池组和充电机之间均设有继电器。