CN207200314U - 一种电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电池管理系统，用于提供交流电的交流配电装置、用于提供直流电的直流配电装置；其中，还包括多个充电组，多个充电组独立与交流配电装置以及直流配电装置连接；充电组包括充电器以及与充电器电连接的电池，充电器具有多个端口，充电器第一端接电池正极，充电器第二端接电池负极；电池通过开关与相邻充电组中电池连接；充电器第三端接相邻充电组中电池的一端。本实用新型的电池管理系统采用单节电池充放电智能型充电方法，可以缩短蓄电池的充电时间，提高充电效率，节约能源、延长蓄电池使用寿命以及降低能耗。
Description
技术领域
本实用新型属于蓄电池技术，特别涉及一种电池管理系统。
背景技术
现有机房内的充电设备对蓄电池组充电模式为统一充电，当电池组内某一节或几节电池欠压时，充电设备会持续对蓄电池组内的所有蓄电池进行充电，对电池组内非欠压的蓄电池产生过充现象，因此严重影响了蓄电池的正常使用寿命。
由于蓄电池加工工艺的原因，每节电池的内阻不完全一致，这就需要充电过程中对每节电池的充电电压不一样，但由于现有充电技术的缺陷(不能按照蓄电池本身内阻设定充电电压)，极其造成单体电池之间的不均衡。
现有的蓄电池组为串联式供电，当其中某一节电池故障时，整个电池组无法正常使用。蓄电池组内个别蓄电池性能劣化、损坏或连接处接触不良时，需要更换整组蓄电池。
随着各行业的对供电系统高可靠性重要性的不断提升，需要及时对蓄电池工作状态进行监测和控制，以便保证机房内设备能够正常运行。但现有技术远远不能满足其要求，亟待需要在线实时地监测到整个蓄电池组中每一块蓄电池的运行状态和性能，并在发现异常时，告知管理部门及时处理。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供了一种缩短充电时间、提高充电效率以及延长电池使用寿命的电池管理系统。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池管理系统：
包括用于提供交流电的交流配电装置、用于提供直流电的直流配电装置；其中，还包括多个充电组，多个所述充电组独立与所述交流配电装置以及所述直流配电装置连接；所述充电组包括充电器以及与充电器电连接的电池，所述充电器具有多个端口，所述充电器第一端接所述电池正极，所述充电器第二端接所述电池负极；所述电池通过开关与相邻充电组中电池连接；所述充电器第三端接所述相邻充电组中电池的一端。
优选的方案是，所述充电器包括多个开关管电路、至少两个电感、变压器以及整流滤波电路。
优选的方案是，第一开关管电路与第二开关管电路串联连接；第一电感与第二电感串联连接后并联在所述第二开关管电路两端；所述变压器的输入端与所述第二电感并联；所述变压器的输出端与整流滤波电路连接。
优选的方案是，所述整流滤波电路包括整流管和至少一个电解电容。
优选的方案是，所述充电器还包括滤波电路，所述滤波电路并联在所述第一开关管电路和所述第二开关管电路两端。
优选的方案是，所述开关管电路包括开关管、寄生二极管以及寄生电容；所述开关管、所述寄生二极管以及所述寄生电容之间并联连接。
优选的方案是，所述电池管理系统还包括用于监控所述电池使用情况的监控器。
优选的方案是，所述电池为蓄电池。
本实用新型的有益效果：本实用新型的电池管理系统中各充电组独立充电，采用分布式针对性采样及管理模式，保证蓄电池组新旧电池混用，延长整组蓄电池使用寿命，减少投资；设置的监控器能够实时监测电压、内阻、温度、充放电电流等相关信息，实时告警及上传。本实用新型的电池管理系统采用单节电池充放电智能型充电方法，可以缩短蓄电池的充电时间，提高充电效率，节约能源、延长蓄电池使用寿命以及降低能耗。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电池管理系统的结构示意图。
图2是本实用新型实施例中充电器开关电路的电路模块图。
图3是本实用新型实施例中充电器开关电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1为本实用新型实施例的电池管理系统的结构示意图。
本实用新型实施例提供的电池管理系统包括：
用于提供交流电的交流配电装置3、用于提供直流电的直流配电装置4；其中，还包括多个充电组10，多个充电组10独立与交流配电装置3以及直流配电装置4连接；充电组10包括充电器1以及与充电器1电连接的电池2，充电器1具有多个端口，充电器1第一端接电池2正极，充电器1第二端接电池2负极；电池2通过开关与相邻充电组中电池连接；充电器1第三端接相邻充电组中电池的一端。
优选的，电池管理系统还包括用于监控所述电池2使用情况的监控器5，上述电池为蓄电池。
监控器5能够在线实时地监测和控制到整个蓄电池组中每一块蓄电池的运行状态和性能，故障时及时上报。
图2是本实用新型实施例中充电器开关电路的电路模块图。
图3是本实用新型实施例中充电器开关电路的电路图。
结合图2和图3可知，本实用新型的电池管理系统中的充电器1中采用软开关技术，充电器开关电路包括个开关管电路、至少两个电感、变压器T4以及整流滤波电路17，其中，第一开关管电路12与第二开关管电路13串联连接；第一电感14与第二电感15串联连接后并联在所述第二开关管电路13两端,其中第二电感15与第二开关管13接地端之间串接有电容C8；所述变压器16的输入端与所述第二电感15并联；所述变压器16的输出端与整流滤波电路17连接。充电器1还包括滤波电路11，所述滤波电路11并联在所述第一开关管电路12和所述第二开关管电路13两端。
其中滤波电路11由电容C7、电容C21并联组成，第一开关管电路12由开关管M1、寄生二极管MD1和寄生电容MC1并联组成，第二开关管电路13由开关管M2、寄生二极管MD2和寄生电容MC2并联组成，整流滤波电路17包括整流管Q5、电解电容E1、电解电容E4以及电容C2，各电容之间并联连接后与整流管Q5串联连接。
本实用新型的电池管理系统中的充电器采用软开关技术，软开关主要是指开关管的开通为零电压开通或零电流关断，本实施例为零电压开通。
整个开关电路的工作原理如下：
寄生电容MC1电压与寄生电容MC2电压之和等于电容C7上的电压，电容C7上的电压在各种情况保持基本不变。当开关管M2开通时电流流过电感T3、电感T6、变压器T4、电容C8,然后通过变压器T4次级输出，经整流管Q5整流，给负载或电池供电；当开关管M2关断时，由于电感T3,电感T6的存在,电流不能突变，此时寄生电容MC1提供维持电流，随着电流减小，寄生电容MC1电压降低，寄生电容MC2上的电压升高，当寄生电容MC1电压为零时，此时电流如果还不为零，电流将流过寄生二极管MD1,此时开通开关管M1即为零电压开通，开关管M1开通后,电容C8通过变压器T4、电感T6以及电感T3放电，在放电过程中关断开关管M1,同样由于电感T6和电感T3存在，电流不能突变，此时电流给寄生电容MC1充电，随着寄生电容MC1电压增高，寄生电容MC2上的电压降低，电流不断减小，当寄生电容MC1上电压等于电容C7上的电压时,寄生电容MC2电压为零，如果电流还不为零，电流强制寄生二极管MD2开通，此时开通开关管M2,开关管M2实现零电压开通。总之开关管M1,开关管M2不断轮流开通与关断，开通过程都为零电压开通。
由于每节电池2对应一个充电器1，正常情况下充电组10电流流过电池2，一旦某节电池开路，那么充电组10的电流将流过充电器1内部变压器T4的次级线圈和整流管Q5，实现了对故障电池的旁路。
本实用新型的电池管理系统中各充电组独立充电，采用分布式针对性采样及管理模式，保证蓄电池组新旧电池混用，延长整组蓄电池使用寿命，减少投资；设置的监控器能够实时监测电压、内阻、温度、充放电电流等相关信息，实时告警及上传。本实用新型的电池管理系统采用单节电池充放电智能型充电方法，可以缩短蓄电池的充电时间，提高充电效率，节约能源、延长蓄电池使用寿命以及降低能耗。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施，方式，这些方，式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电池管理系统，包括用于提供交流电的交流配电装置、用于提供直流电的直流配电装置；
其特征在于：
还包括多个充电组，多个所述充电组独立与所述交流配电装置以及所述直流配电装置连接；
所述充电组包括充电器以及与充电器电连接的电池，所述充电器具有多个端口，所述充电器第一端接所述电池正极，所述充电器第二端接所述电池负极；
所述电池通过开关与相邻充电组中电池连接；
所述充电器第三端接所述相邻充电组中电池的一端。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：
所述充电器包括多个开关管电路、至少两个电感、变压器以及整流滤波电路。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于：
第一开关管电路与第二开关管电路串联连接；
第一电感与第二电感串联连接后并联在所述第二开关管电路两端；
所述变压器的输入端与所述第二电感并联；
所述变压器的输出端与整流滤波电路连接。
4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于：
所述整流滤波电路包括整流管和至少一个电解电容。
5.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于：
所述充电器还包括滤波电路，所述滤波电路并联在所述第一开关管电路和所述第二开关管电路两端。
6.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于：
所述开关管电路包括开关管、寄生二极管以及寄生电容；
所述开关管、所述寄生二极管以及所述寄生电容之间并联连接。
7.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：
所述电池管理系统还包括用于监控所述电池使用情况的监控器。
8.根据权利要求1至7任一项所述的电池管理系统，其特征在于：所述电池为蓄电池。
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