CN212967804U

CN212967804U - 一种退役动力电池管理系统

Info

Publication number: CN212967804U
Application number: CN202021981883.6U
Authority: CN
Inventors: 范文健; 王天生; 李琼
Original assignee: SAIC GM Wuling Automobile Co Ltd
Current assignee: SAIC GM Wuling Automobile Co Ltd
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2030-09-11

Abstract

本实用新型公开一种退役动力电池管理系统。所述系统包括退役动力电池、电池监测管理模块、充放电控制模块、中央处理单元及功率开关模块，电池监测管理模块用于监测退役动力电池的电压电流参数，并将监测数据输出至中央处理单元；充放电控制模块在中央处理单元或电池监测管理模块的作用下输出控制信号至功率开关模块，使退役动力电池为负载供电或由充电电源为退役动力电池充电；所述功率开关模块包括不同额定电流的开关。本实用新型能够实现退役动力电池的自动充放电管理控制；能够兼容宽范围电流输出，为不同功耗的负载提供电源。

Description

一种退役动力电池管理系统

技术领域

本实用新型属于电动汽车动力电池技术领域，具体涉及一种退役动力电池管理系统。

背景技术

目前，随着世界能源消耗的日益增加,大气污染日渐严重,发展新能源汽车已成为现代工业发展的重要任务。电动汽车以其效率高、污染小等特点成为了汽车行业发展的主导方向。锂离子动力电池组是电动汽车中的储能环节,当电动汽车动力电池组的可用容量下降到出厂容量的80％时,将不再适合在电动汽车中使用。动力电池组的制造工艺先进,即使退役后仍然保持很高的安全性和电性能,若将这些锂电池进行报废回收处理将造成极大的资源浪费。因此，可考虑将退役动力电池进行梯次回收利用。

目前市面上的电池管理系统存在输出电流范围窄，无法满足多应用场景的需求。在退役动力电池梯次利用过程中，为了适应更多的应用对象，可以开发兼容宽范围电流输出的退役电池管理系统，以减小电池管理系统设计开发的工作量，提高退役动力电池的使用效率和降低退役电池梯次利用的成本。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出一种退役动力电池管理系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种退役动力电池管理系统，包括退役动力电池、电池监测管理模块、充放电控制模块、中央处理单元及功率开关模块，电池监测管理模块用于监测退役动力电池的电压电流参数，并将监测数据输出至中央处理单元；充放电控制模块在中央处理单元或电池监测管理模块的作用下输出控制信号至功率开关模块，使退役动力电池为负载供电或由充电电源为退役动力电池充电；所述功率开关模块包括不同额定电流的开关。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过设置退役动力电池、电池监测管理模块、充放电控制模块、中央处理单元及功率开关模块，所述功率开关模块包括不同额定电流的开关，能够实现退役动力电池的自动充放电管理控制；能够兼容宽范围电流输出，为不同功耗的负载提供电源。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种退役动力电池管理系统的组成框图；

图2为电池监测管理模块的一种电路原理简图；

图3为充放电控制模块与功率开关模块连接的一种电路原理简图。

图中：1-退役动力电池，2-电池监测管理模块，3-中央处理单元，4-充放电控制模块，5-功率开关模块，6-显示器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例一种退役动力电池管理系统，如图1所示，所述系统包括退役动力电池1、电池监测管理模块2、充放电控制模块4、中央处理单元3及功率开关模块5，电池监测管理模块2用于监测退役动力电池1的状态参数，并将监测数据输出至中央处理单元3；充放电控制模块4在电池监测管理模块2或中央处理单元3的作用下输出控制信号至功率开关模块5，使退役动力电池1为负载供电或由充电电源为退役动力电池1充电；所述功率开关模块5包括不同额定电流的开关。

在本实施例中，所述系统主要由中央处理单元3、电池监测管理模块2、充放电控制模块4、功率开关模块5和退役动力电池1组成。中央处理单元3与电池监测管理模块2、充放电控制模块4相连，电池监测管理模块2与退役动力电池1和充放电控制模块4相连，充放电控制模块4与功率开关模块5相连。电池监测管理模块2用于实时监测退役动力电池1的状态参数，如测量电池包每节电池的电压等，并将测得的状态参数送到中央处理单元3；还输出控制信号至充放电控制模块4。中央处理单元3是系统的数据处理及控制中心，根据所述状态参数对退役电池工作过程的SOC(State of Charge，剩余电量)进行准确估计，进行处理后对外输出显示；还输出控制信号至充放电控制模块4。充放电控制模块4在中央处理单元3或电池监测管理模块2控制下，输出充电或放电控制信号至功率开关模块5，使退役动力电池1通过功率开关模块5为负载提供电源，或由外接的充电电源通过功率开关模块5为退役动力电池1充电。功率开关模块5由充放电开关组成，开关的通断受充放电控制模块4的控制。为了能够兼容宽范围电流输出，功率开关模块5设置为多个不同额定电流的开关部件，分别为不同功耗的负载供电，这是也是将开关称为功率开关的原因。

作为一种可选实施例，所述电池监测管理模块2主要由bq76930和bq78350组成。

本实施例给出了电池监测管理模块2的一种技术方案。电池监测管理模块2主要由bq76930和bq78350组成。bq76930(或bq76920/bq76940)是一种稳健耐用型模拟前端AFE(Analog Front End)器件，通常用作电池管理系统的完整电池组监控和保护解决方案的一部分。其充分考虑低功耗要求，可通过使能/禁用集成电路中的子模块来控制整个芯片的电流消耗；而且还可以通过切换模式将电池组切换至超低功耗状态。可实时检测电压、电流和芯片温度，最大可支持三个外部热敏电阻对电池管理系统易发热部位进行温度检测，具有放电过流、放电短路、过压保护、欠压保护等功能。Bq76930可处理多达10节串联电池，若电池串数更多时，可将其替换为bq76940，可处理多达15节电池。bq78350是一款锂电子电池电量监测和电池管理控制器，可与bq769x0系列模拟前端AFE保护器件配套使用，可提供全套电池管理系统子系统。Bq78350与bq769x0 AFE配套使用可支持3～15节电池应用，可提供精确的电量监测和健康状况监控器，还提供了电池平衡功能以及整套电压、电流和温度保护特性。此外，该控制器通过配套AFE支持外部热敏电阻；支持预充电、充电禁止和充电暂停；最多可驱动一个5段LED或LCD显示屏，以指示充电状态。由bq76930和bq78350组成的电池监测管理模块2如图2所示。图中，bq76930的VC0～VC10与退役动力电池1的10节电池分别相连，实现对退役动力电池1每节电池电压的监测；bq78350的SCL、SDA、ALERT等端口与bq76930相应端口相连，实现bq78350与bq76930的数据通信。bq78350根据bq76930发来的监测数据输出控制信号至充放电控制模块4。

作为一种可选实施例，所述充放电控制模块4主要由bq76200组成。

本实施例给出了充放电控制模块4的一种技术方案。充放电控制模块4主要由bq76200组成。bq76200器件是一款低功耗芯片。通过附加FET控制功能支持对深度耗尽型电池进行低电流预充电。独立的使能输入允许单独导通和关断输入口与放电口，从而提供灵活的电池系统实施方案。图3是bq76200与功率开关模块5的接线图，bq76200的几个使能控制端(CHG_EN、CP_EN、DSG_EN、PCHG_EN、PMON_EN)分别与电池监测管理模块2或中央处理单元3的输出端口相连；其预充电控制端口PCHG、充电控制端口CHG分别与开关管K1、K2的控制端相连，K1、K2可分别简称为预充电开关和充电开关；其放电控制端口DSG与开关管K3的控制端相连，K3可简称为放电开关。充电时，PCHG使K1导通，K3截止，外接充电电源(加在PACK+和PACK-之间)的正极电流由PACK+通过与K3并联的二极管、K1及1MΩ限流电阻流向退役动力电池1，通过地流回PACK-，进行预充电；预充电结束后，CHG使K2导通，进行正常充电。放电(为负载供电)时，DSG使K3导通，K1、K2均截止，退役动力电池1经并在K1、K2上的二极管、K3向负载供电。

作为一种可选实施例，所述功率开关模块5包括MOS阵列构成的开关电路、不同电流的直流接触器。

本实施例给出了功率开关模块5的一种技术方案。如图3所示，功率开关模块5由预充电开关K1、充电开关K2和放电开关K3组成。为了兼容宽范围电流，放电开关K3设置成不同额定电流的开关，K3可以是由MOS阵列构成的开关电路，通过选择不同数量的MOS管可以构成不同电流的开关；也可以是不同电流的直流接触器。

作为一种可选实施例，所述系统还包括与中央处理单元3相连的显示器6。

在本实施例中，所述系统还包括与中央处理单元3相连的显示器6。设置显示器6主要是用来显示退役动力电池1的状态信息、充放电工作状态及一些故障报警信息等。

作为一种可选实施例，所述系统还包括与退役动力电池1相连为中央处理单元3供电的直流电源模块。

本实施例给出了为中央处理单元3供电的一种技术方案。在本实施例中，设置一个输入端与退役动力电池1相连的低压稳压电源模块，输出中央处理单元3正常工作需要的直流电压。如可选用XL7015芯片。

上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种退役动力电池管理系统，其特征在于，包括退役动力电池、电池监测管理模块、充放电控制模块、中央处理单元及功率开关模块，电池监测管理模块用于监测退役动力电池的电压电流参数，并将监测数据输出至中央处理单元；充放电控制模块在中央处理单元或电池监测管理模块的作用下输出控制信号至功率开关模块，使退役动力电池为负载供电或由充电电源为退役动力电池充电；所述功率开关模块包括不同额定电流的开关。

2.根据权利要求1所述的退役动力电池管理系统，其特征在于，所述电池监测管理模块主要由bq76930和bq78350组成。

3.根据权利要求1所述的退役动力电池管理系统，其特征在于，所述充放电控制模块主要由bq76200组成。

4.根据权利要求1所述的退役动力电池管理系统，其特征在于，所述功率开关模块包括MOS阵列构成的开关电路、不同电流的直流接触器。

5.根据权利要求1所述的退役动力电池管理系统，其特征在于，所述系统还包括与中央处理单元相连的显示器。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的退役动力电池管理系统，其特征在于，所述系统还包括与退役动力电池相连为中央处理单元供电的直流电源模块。