CN211653084U - 一种17串电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池管理系统技术领域，公开了一种17串电池管理系统，包括第一管理单元、第二管理单元和控制单元；该17串电池管理系统通过采用第一管理单元采集16串电池的电压值，第二管理单元采集第17串电池的电压值，控制单元根据第一管理单元和第二管理单元分别发送的电压值控制16串电池和第17串电池在需要时开启或关闭电池的均衡电路，从而实现对全部17串电池的管理，降低了系统的生产和维护成本，电路结构得到了简化。

Description

一种17串电池管理系统

技术领域

本实用新型涉及锂电池管理系统技术领域，具体涉及一种17串电池管理系统。

背景技术

当今锂电池技术应用越来越广泛，在使用中经常需要将多个锂电池串联成电池组，为保证电池组安全平稳地运行，需要使用电池管理系统。现有技术中没有针对17串锂电池的专用管理芯片，采集17串锂电池的电压值的一般做法是使用两个专用的AFE前端芯片进行采集，这种做法成本较高，电路复杂，不利于推广应用以及降低生产和维护成本。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种17串电池管理系统，该电池管理系统采用一个管理单元采集16串电池的电压值，另一个管理单元采集第17路电池的电压值，降低了成本，电路结构得到了简化。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种17串电池管理系统，其特征在于，包括第一管理单元、第二管理单元和控制单元，所述第一管理单元与所述控制单元连接，用于采集前16串电池的电压值并将前16串电池的电压值发送给所述控制单元，以及接收控制单元发送的均衡指令并根据均衡指令开启或关闭前16串电池的均衡电路；所述第二管理单元与所述控制单元连接，用于采集第17串电池的电压值并将第17串电池的电压值发送给所述控制单元，以及接收控制单元发送的均衡指令并根据均衡指令开启或关闭第17串电池的均衡电路；所述控制单元分别与所述第一管理单元、第二管理单元连接，用于接收前16串以及第17串电池的电压值，根据前16串以及第17串电池的电压值确定均衡指令，将均衡指令发送给所述第一管理单元和第二管理单元。

在本实用新型中，优选的，所述第一管理单元还包括电流采集电路，用于采集电池的电流值；所述第一管理单元还用于将采集到电池的电流值发送给所述控制单元；所述控制单元还用于接收所述第一管理单元发送的电流值，并根据该电流值确定电池的充放电状态。

在本实用新型中，优选的，所述第二管理单元包括低压保护电路，用于当采集到第17串电池的电压值低于低压阈值时使第17串电池停止放电。

在本实用新型中，优选的，所述17串电池管理系统还包括至少两个温度传感器，所述温度传感器与所述控制单元连接，用于检测17串电池的温度以及第一管理单元和第二管理单元中至少一个MOS场效应管的温度，所述控制单元还用于根据检测到的电池温度和MOS场效应管温度确定17串电池是否停止充电或放电的指令，并将该指令发送给所述第一管理单元和所述第二管理单元，所述第一管理单元和所述第二管理单元还用于根据该指令分别控制前16串电池和第17串电池停止充电或放电，或者不停止充电或放电。

在本实用新型中，优选的，所述17串电池管理系统还包括第一隔离电路，所述第一隔离电路两端分别与所述第一管理单元和所述控制单元连接，用于防止所述第一管理单元与所述控制单元之间的信号干扰。

在本实用新型中，优选的，所述17串电池管理系统还包括第二隔离电路，所述第二隔离电路两端分别与所述第二管理单元和所述控制单元连接，用于防止所述第二管理单元与所述控制单元之间的信号干扰。

在本实用新型中，优选的，所述17串电池管理系统还包括外部通讯单元和DC-DC降压电路，所述外部通讯单元与所述控制单元连接，用于接收所述控制单元发送的内部信息以及外部请求方发送的外部信息，将接收到的内部信息转换为外部信息并发送给所述外部请求方，将接收到的外部信息转换为内部信息并发送给所述控制单元连接；所述DC-DC降压电路与所述外部通讯单元连接，用于向所述外部通讯单元供电。

在本实用新型中，优选的，所述外部通讯单元包括第三隔离电路，所述外部通讯单元通过所述第三隔离电路与所述控制单元连接，所述第三隔离电路用于防止所述外部通讯单元与所述控制单元之间的信号干扰。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的17串电池管理系统通过采用第一管理单元采集16串电池的电压值，第二管理单元采集第17串电池的电压值，控制单元根据第一管理单元和第二管理单元分别发送的电压值控制16串电池和第17串电池在需要时开启或关闭电池的均衡电路，从而实现对全部17串电池的管理，降低了系统的生产和维护成本，电路结构得到了简化。

附图说明

图1为17串电池管理系统地结构示意图。

图2为第一管理单元的电路图。

图3为第二管理单元的电路图。

图4为控制单元的电路图。

图5为第一隔离电路的电路图。

图6为外部通讯单元的电路图。

图7为DC-DC降压电路的电路图。

附图中：1-第一管理单元、2-第二管理单元、3-控制单元、4-温度传感器、5-第一隔离电路、6-第二隔离电路、7-外部通讯单元、8-DC-DC降压电路。

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做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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图7，本实用新型一较佳实施方式提供一种17串电池管理系统，包括第一管理单元1、第二管理单元2、控制单元3、温度传感器4、第一隔离电路5、第二隔离电路6、外部通讯单元7和DC-DC降压电路8。

在本实施方式中，第一管理单元1与第一隔离电路5连接，第一隔离电路5与控制单元3连接。第一管理单元1的芯片可采用ML5238，第一管理单元1的功能包括：采集前16串电池的电压值、采集电池的电流值，将前16串电池的电压值和电池的电流值发送给控制单元3，以及接收控制单元3发送的均衡指令并根据均衡指令开启或关闭前16串电池的均衡电路，根据控制单元3发送的指令控制前16串电池停止或者不停止充电或放电。第一隔离电路5为光耦隔离电路，用于防止第一管理单元1与控制单元3之间的信号干扰。第一管理单元1包括电流采集电路，用于采集17串电池的电流值，并由第一管理单元1将电流值发送给控制单元3。

第二管理单元2与第二隔离电路6连接，第二隔离电路6与控制单元3连接。第二管理单元2的芯片可采用92F7250，第二管理单元2的功能包括：采集第17串电池电压，将第17串电池电压发送给控制单元3，根据控制单元3发送的均衡指令控制第17串电池的均衡电路开启或关闭，根据控制单元3发送的指令控制第17串电池停止或者不停止充电或放电。第二管理单元2包括低压保护电路，用于在第17串电池电压低于低压阈值时控制第17串电池停止放电，低压保护电路可采用S-8261AAGMD-G2GT2S芯片进行控制。第二隔离电路6为光耦隔离电路，其电路结构与第一隔离电路5相同，用于防止第二管理单元2与控制单元3之间的信号干扰。

温度传感器4的数量为五个，其中四个设置在17串电池附近的位置，用于检测电池温度，第五个设置在第二管理单元2的MOS场效应管N16附近，用于检测该MOS场效应管N16的温度。控制单元3的芯片可采用STM32F072cbt6，温度传感器4与控制单元3连接，由控制单元3通过温度传感器4检测电池温度和第二管理单元2中的MOS场效应管N16的温度，温度值直接由控制单元3读取，控制单元3具有根据检测到的电池温度和MOS场效应管N16温度确定17串电池是否停止充电或放电的指令、将该指令发送给第一控制单元1和第二控制单元2的功能。

外部通讯单元7包括第三隔离电路9，外部通讯单元7通过第三隔离电路9与控制单元3连接，第三隔离电路9用于防止外部通讯单元7与控制单元3之间的信号干扰。外部通讯单元7的芯片采用SP485，用于接收控制单元3发送的内部信息以及外部请求方发送的外部信息，将接收到的内部信息转换为外部信息并发送给外部请求方，将接收到的外部信息转换为内部信息并发送给控制单元连接3，此处外部信息采用RS485通讯信号。

DC-DC降压电路8与外部通讯单元7连接，其芯片采用BD9G341，用于向外部通讯单元7供电。

工作原理：

17串电池管理系统工作时，第一管理单元1采集前16串电池的电压值以及通过17串电池的电流值，并将采集到的电压值和电流值通过第一隔离电路5发送给控制单元3，第一个隔离单元5在第一管理单元1与控制单元3之间起到防止信号干扰的作用。第二管理单元2采集第17串电池的电压值，并将采集到的电压值通过第二隔离电路6发送给控制单元3，第二个隔离单元6在第二管理单元2与控制单元3之间起到防止信号干扰的作用。温度传感器4在控制单元3的控制下检测电池和MOS场效应管N16的温度值，控制单元3直接从温度传感器4读取温度值。控制单元3接收第一管理单元1发送的前16串电池的电压值和流入电池的电流值，接收第二管理单元2发送的第17串电池的电压值，根据电流值确定17串电池处于充电状态还是放电状态，根据17串电池的电压值确定针对每个电池的均衡指令，均衡指令可能是开启或关闭均衡电路。然后，控制单元3将针对前16串电池的均衡指令通过第一隔离电路5发送给第一管理单元1和，将针对第17串电池的均衡指令通过第二隔离电路6发送给第二管理单元2，第一管理单元1和第二管理单元2根据接收到的均衡指令开启或关闭均衡电路。控制单元3还根据检测到的电池和MOS场效应管N16的温度值确定电池是否停止充电或放电的指令，并将该指令发送给第一管理单元1和第二管理单元2，第一管理单元1和第二管理单元2根据该指令分别控制前16串电池和第17串电池停止充电或放电，或者不停止充电或放电。当第二管理单元2采集到第17串电池的电压低于低压阈值时，低压保护电路控制第17串电池放电的通路断开，第17串电池停止放电。DC-DC降压电路8将较高的直流电源转化成适用于外部通讯单元7的低压直流电源，向外部通讯单元7供电。外部通讯单元7内设置的第三隔离电路在控制单元3与外部通讯单元7互相发送信号时起到防止信号干扰的作用。当17串电池管理系统的外部向该系统请求数据信息时，外部发送的请求信息的指令进入外部通讯单元7，外部通讯单元7将该指令转换成控制单元3可读取的内部信息并发送给控制单元3，控制单元3根据该内部信息将17串电池的电压值、电流值、电池和MOS场效应管N16的温度值等信息发送给外部通讯单元7，外部通讯单元7将上述信息转换成外部可读取的RS485通讯信号，即外部信息，然后将该外部信息发送给外部的请求方。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (8)

1.一种17串电池管理系统，其特征在于，包括第一管理单元、第二管理单元和控制单元，

所述第一管理单元与所述控制单元连接，用于采集前16串电池的电压值并将前16串电池的电压值发送给所述控制单元，以及接收控制单元发送的均衡指令并根据均衡指令开启或关闭前16串电池的均衡电路；

所述第二管理单元与所述控制单元连接，用于采集第17串电池的电压值并将第17串电池的电压值发送给所述控制单元，以及接收控制单元发送的均衡指令并根据均衡指令开启或关闭第17串电池的均衡电路；

所述控制单元分别与所述第一管理单元、第二管理单元连接，用于接收前16串以及第17串电池的电压值，根据前16串以及第17串电池的电压值确定均衡指令，将均衡指令发送给所述第一管理单元和第二管理单元。

2.根据权利要求1所述的一种17串电池管理系统，其特征在于，所述第一管理单元还包括电流采集电路，用于采集电池的电流值；

所述第一管理单元还用于将采集到电池的电流值发送给所述控制单元；

所述控制单元还用于接收所述第一管理单元发送的电流值，并根据该电流值确定电池的充放电状态。

3.根据权利要求2所述的一种17串电池管理系统，其特征在于，所述第二管理单元包括低压保护电路，用于当采集到第17串电池的电压值低于低压阈值时使第17串电池停止放电。

4.根据权利要求3所述的一种17串电池管理系统，其特征在于，所述17串电池管理系统还包括至少两个温度传感器，所述温度传感器与所述控制单元连接，用于检测17串电池的温度以及第一管理单元和第二管理单元中至少一个MOS场效应管的温度，所述控制单元还用于根据检测到的电池温度和MOS场效应管温度确定17串电池是否停止充电或放电的指令，并将该指令发送给所述第一管理单元和所述第二管理单元，所述第一管理单元和所述第二管理单元还用于根据该指令分别控制前16串电池和第17串电池停止充电或放电，或者不停止充电或放电。

5.根据权利要求4所述的一种17串电池管理系统，其特征在于，所述17串电池管理系统还包括第一隔离电路，所述第一隔离电路两端分别与所述第一管理单元和所述控制单元连接，用于防止所述第一管理单元与所述控制单元之间的信号干扰。

6.根据权利要求5所述的一种17串电池管理系统，其特征在于，所述17串电池管理系统还包括第二隔离电路，所述第二隔离电路两端分别与所述第二管理单元和所述控制单元连接，用于防止所述第二管理单元与所述控制单元之间的信号干扰。

7.根据权利要求6所述的一种17串电池管理系统，其特征在于，所述17串电池管理系统还包括外部通讯单元和DC-DC降压电路，所述外部通讯单元与所述控制单元连接，用于接收所述控制单元发送的内部信息以及外部请求方发送的外部信息，将接收到的内部信息转换为外部信息并发送给所述外部请求方，将接收到的外部信息转换为内部信息并发送给所述控制单元连接；所述DC-DC降压电路与所述外部通讯单元连接，用于向所述外部通讯单元供电。

8.根据权利要求7所述的一种17串电池管理系统，其特征在于，所述外部通讯单元包括第三隔离电路，所述外部通讯单元通过所述第三隔离电路与所述控制单元连接，所述第三隔离电路用于防止所述外部通讯单元与所述控制单元之间的信号干扰。

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