CN218004984U - 电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种电池管理系统，所述电池管理系统包括电池簇硬件单元和电池模组监控单元，其中，所述电池簇硬件单元和所述电池模组监控单元通过通讯线缆连接；所述电池模组监控单元包括多个以菊花链双环组网方式连接的模组监控模块；所述电池簇硬件单元包括AFE模块，所述AFE模块预先配置有所述电池模组监控单元中模组监控模块的数量。根据本申请的一些实施例，电池簇硬件单元和所述电池模组监控单元通过通讯线缆连接，实现了即插即用的方式实现通讯组网，使得维护操作方便可靠。利用AFE模块对模组监控模块作进行管理，大幅降低了模组监控模块的程序下载和地址设置所引入的调试维护工作。

Description

电池管理系统

技术领域

本申请涉及新型储能管理领域，具体而言，涉及一种电池管理系统。

背景技术

近年来，国家加大了对新型储能的支持，根据我国新型储能规划纲要，提出截止到2025年，实现新型储能由商业化初期向规模化发展的转变，新型储能装机规模达30GW以上。预计到2030年，实现新型储能的市场化全面发展。

新型储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统重要组成部分，新型储能为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动等多种服务。新型储能的锂离子电池储能具有电池容量大及性能稳定等特点，是目前储能产品开发中最可行的技术路线。

电池管理系统是将电池组监测、温度管控集成在一起，以保证电池安全可靠运行，并提升电池的利用率。

本发明人发现，电池管理系统各级管理单元之间通讯传输以及维护复杂，在后续长期运行过程中需要增加更多的资源投入。

实用新型内容

本申请提出一种电池管理系统，用于解决电池管理系统各级管理单元之间王维护复杂的问题。

根据本申请的一方面，提出一种电池管理系统，所述电池管理系统包括电池簇硬件单元和电池模组监控单元，其中：所述电池簇硬件单元和所述电池模组监控单元通过通讯线缆连接；所述电池模组监控单元包括多个以菊花链双环组网方式连接的模组监控模块；所述电池簇硬件单元包括AFE模块，所述AFE模块预先配置有所述电池模组监控单元中模组监控模块的数量。

根据一些实施例，所述电池簇硬件单元的AFE模块和所述电池模组监控单元通过RJ45接口实现通讯线缆连接。

根据一些实施例，所述电池模组监控单元中模组监控模块的个数为1～32个。

根据一些实施例，所述模组监控模块包括模组AFE子模块，所述模组AFE模块通过外接线和多个电芯电连接。

根据一些实施例，所述电芯的个数为8～18个。

根据一些实施例，所述模组监控模块包括第一通讯接口和第二通讯接口，其中：所述第一通讯接口和所述模组监控模块的上一级的通讯接口连接；所述第二通讯接口和所述模组监控模块的下一级的通讯接口连接。

根据一些实施例，所述电池簇硬件单元还包括：正向通道隔离变，一端和所述AFE模块电连接，另一端和所述电池簇硬件单元的第一对外接口电连接；第一接口转换模块，和所述正向通道隔离变电连接；处理器，和所述第一接口转换模块电连接；第二接口转换模块，一端和所述处理器电连接；反向通道隔离变，一端和所述第二接口转换模块的另一端电连接，另一端和所述电池簇硬件单元的第二对外接口电连接。

根据一些实施例，所述模组监控模块还包括：隔离变，第一端和所述模组AFE子模块电连接，第二端和所述第一通讯接口电连接，第三端和所述第二通讯接口电连接。

根据一些实施例，所述电芯的第一端和所述模组AFE子模块的第一端口电连接，所述电芯的第二端和所述模组AFE子模块的第二端口电连接。

根据一些实施例，所述多个电芯串联连接。

根据本申请的一些实施例，电池簇硬件单元和所述电池模组监控单元通过通讯线缆连接，实现了即插即用的方式实现通讯组网，使得维护操作方便可靠。利用AFE模块对模组监控模块作进行管理，大幅降低了模组监控模块的程序下载和地址设置所引入的调试维护工作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示出根据本申请示例实施例的一种电池管理系统装置框图。

图2示出根据本申请示例实施例的一种电池管理系统示意图。

图3示出根据本申请示例实施例的一种模组监控模块示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或操作等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

下面将参照附图，对根据本申请的具体实施例进行详细说明。

图1示出根据本申请示例实施例的一种电池管理系统装置框图。如图1所示的电池管理系统装置包括电池簇硬件单元101和电池模组监控单元102。

根据本申请的一些示例实施例，电池簇硬件单元101和电池模组监控单元通过通讯线缆连接。例如，电池簇硬件单元101和电池模组监控单元102通过RJ45接口实现通讯线缆连接。

根据一些实施例，电池模组监控单元102包括多个以菊花链双环组网方式连接的模组监控模块，电池簇硬件单元101包括AFE(Analog Front End，简称模拟前端)模块，每个模组监控模块包括模组AFE子模块。其中，AFE模块预先配置有电池模组监控单元中模组监控模块的数量。每个模组监控模块在电池管理系统环网中的物理位置即为其模组AFE子模块在菊花链中所处的节点。每个模组监控模块作为一个通讯节点，通过电池簇硬件单元101的处理器识别模组监控单元在整个系统中的物理位置，模组监控模块作为电池管理系统最底层的管理模块，不需要手动设置地址，也再不需要单独下载程序，大幅降低了程序下载及地址设置所引入的调试维护工作，实现了系统自动组网。

根据一些实施例，电池模组监控单元102中支持模组监控模块的个数为1～32个，因此，相较于目前的储能配置系统的电压普遍低于2000V的现状，根据图1所示的电池管理系统更适用于多种常见的系统配置。

根据一些实施例，模组AFE子模块通过外接线和多个电芯电连接，且多个电芯之间串联连接。其中，电芯的个数为8～18个。

根据一些实施例，电芯的第一端和模组AFE子模块的第一端口电连接，电芯的第二端和所述模组AFE子模块的第二端口电连接。

根据一些实施例，模组监控模块包括第一通讯接口和第二通讯接口，其中：第一通讯接口和模组监控模块的上一级的通讯接口连接；第二通讯接口和模组监控模块的下一级的通讯接口连接。

根据一些实施例，模组监控模块还包括隔离变，其中，隔离变的第一端和模组AFE子模块电连接，隔离变的第二端和第一通讯接口电连接，隔离变的第三端和第二通讯接口电连接。

根据一些实施例，电池簇硬件单元还包括正向通道隔离变、第一接口转换模块、第二接口转换模块和反向通道隔离变。其中，正向通道隔离变的一端和AFE模块电连接，另一端和电池簇硬件单元的第一对外接口电连接；第一接口转换模块的一端和正向通道隔离变电连接，另一端和电池簇硬件单元101的处理器电连接；第二接口转换模块的一端和处理器电连接；反向通道隔离变的一端和第二接口转换模块的另一端电连接，另一端和电池簇硬件单元的第二对外接口电连接。

根据一些实施例，电池簇硬件单元101利用处理器通过切换选线的方式实现正反向通讯切换。

根据图1所示的实施例，电池簇硬件单元和电池模组监控单元通过通讯线缆连接，实现了即插即用的方式实现通讯组网，使得维护操作方便可靠。

根据另一些实施例，利用AFE模块对模组监控模块作进行管理，大幅降低了模组监控模块程序下载，地址设置所引入的调试维护工作。以及利用工作电压超过2000V的隔离变，使得电池管理系统能支持电压2000V以下的系统配置，拓展了产品的普适性，更加便于工程实施。

图2示出根据本申请示例实施例的一种电池管理系统示意图，下面结合图2，对根据本申请示例实施例的一种电池管理系统进行详细说明。

如图2所示的电池管理系统包括电池簇硬件单元1和电池模组监控单元2。

图3示出根据本申请示例实施例的一种模组监控模块示意图，如图3所示的模组监控模块包括第一通讯接口201和第二通讯接口202。

根据一些实施例，电池模组监控单元2包括多个以菊花链双环组网方式连接的模组监控模块。如图3所示的电池管理系统，电池模组监控单元2包括N个模组监控模块，例如，模组监控模块21、模组监控模块22，…，模组监控模块2n。

如图2和图3所示，电池簇硬件单元1和电池模组监控单元2通过通讯线缆206连接。根据本申请的一些实施例，第一通讯接口201和第二通讯接口202为RJ45接口。电池簇硬件单元1与电池模组监控单元2之间通过RJ45接口，使用以太网线作为通讯媒介，实现系统的双环网组网工作。通过这种装配方式，实现了电池簇硬件单元1和电池模组监控单元2装配过程中即插即用，使得维护操作方便可靠。

根据一些实施例，模组监控模块的第一通讯接口和模组监控模块的上一级的通讯接口连接，模组监控模块的第二通讯接口和模组监控模块的下一级的通讯接口连接。

如图3所示，电池模组监控单元2中的模组监控模块21的第一通讯接口A和电池簇硬件单元1的第一对外接口A相连接，模组监控模块21的第二通讯接口B和模组监控模块22的第一通讯接口B相连接，模组监控模块22的第二通讯接口A和模组监控模块23的第一通讯接口A连接，电池模组监控单元2中的最后一级电池模组监控单元2n的第二通讯接口B和电池簇硬件单元1的第二对外接口B连接。

根据本申请的一些实施例，电池簇硬件单元1包括AFE模块，且在AFE模块中预先配置有电池模组监控单元2中模组监控模块的数量。根据一些实施例，电池模组监控单元2中支持模组监控模块的个数为1～32个，因此，相较于目前的储能配置系统的电压普遍低于2000V的现状，根据图2所示的电池管理系统更适用于多种常见的系统配置。

如图3所示，电池簇硬件单元1还包括处理器，电池簇硬件单元1利用处理器通过切换选线的方式实现正反向通讯切换。

根据一些实施例，模组监控模块包括模组AFE子模块，每个模组监控模块在电池管理系统环网中的物理位置即为其模组AFE子模块在菊花链中所处的节点。每个模组监控模块作为一个通讯节点，通过电池簇硬件单元101的处理器识别模组监控单元在整个系统中的物理位置，模组监控模块作为电池管理系统最底层的管理模块，不需要手动设置地址，也再不需要单独下载程序，大幅降低了程序下载及地址设置所引入的调试维护工作，实现了系统自动组网。

如图3所示，模组监控模块的模组AFE子模块204通过外接线和多个串联连接的电芯电连接。例如，如图3所示的N个串联的电芯。其中，电芯的第一端和模组AFE子模块的第一端口电连接，电芯的第二端和模组AFE子模块的第二端口电连接。

根据一些实施例，每个模组AFE子模块204连接8～18个电芯。

根据本申请的一些实施例，电池簇硬件单元1还包括：正向通道隔离变，其一端和AFE模块电连接；第一接口转换模块1，一端和正向通道隔离变的另一端电连接，另一端和处理器电连接；第二接口转换模块2，一端和处理器电连接；反向通道隔离变，一端和第二接口转换模块2的另一端电连接，另一端和电池簇硬件单元1的第二对外接口B电连接；AFE模块的另一端和电池簇硬件单元1的第一对外接口A电连接。

根据一些实施例，图3所示的模组监控模块包括工作电压超过2000V的隔离变，因此，能支持电压范围到2000V系统电压的拓展。

在此需要说明的是，根据图2所示的示例实施例，不仅适用于电池储能管理系统，也适用于电芯信息采集系统。

根据本申请的一些实施例，电池簇硬件单元和所述电池模组监控单元通过通讯线缆连接，实现了即插即用的方式实现通讯组网，使得维护操作方便可靠。利用AFE模块对模组监控模块作进行管理，大幅降低了模组监控模块的程序下载和地址设置所引入的调试维护工作。

根据一些实施例，利用工作电压超过2000V的隔离变，使得电池管理系统能支持电压2000V以下的系统配置，拓展了产品的普适性，更加便于工程实施。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括电池簇硬件单元和电池模组监控单元，其中：

所述电池簇硬件单元和所述电池模组监控单元通过通讯线缆连接；

所述电池模组监控单元包括多个以菊花链双环组网方式连接的模组监控模块；

所述电池簇硬件单元包括AFE模块，所述AFE模块预先配置有所述电池模组监控单元中模组监控模块的数量。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池簇硬件单元的AFE模块和所述电池模组监控单元通过RJ45接口实现通讯线缆连接。

3.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池簇硬件单元还包括：

正向通道隔离变，一端和所述AFE模块电连接，另一端和所述电池簇硬件单元的第一对外接口电连接；

第一接口转换模块，和所述正向通道隔离变电连接；

处理器，和所述第一接口转换模块电连接；

第二接口转换模块，一端和所述处理器电连接；

反向通道隔离变，一端和所述第二接口转换模块的另一端电连接，另一端和所述电池簇硬件单元的第二对外接口电连接。

4.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述模组监控模块包括第一通讯接口和第二通讯接口，其中：

所述第一通讯接口和所述模组监控模块的上一级的通讯接口连接；

所述第二通讯接口和所述模组监控模块的下一级的通讯接口连接。

5.根据权利要求4所述的电池管理系统，其特征在于：

所述模组监控模块还包括模组AFE子模块，所述模组AFE模块通过外接线和多个电芯电连接。

6.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述模组监控模块还包括：

隔离变，第一端和所述模组AFE子模块电连接，第二端和所述第一通讯接口电连接，第三端和所述第二通讯接口电连接。

7.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于：

所述电芯的第一端和所述模组AFE子模块的第一端口电连接，所述电芯的第二端和所述模组AFE子模块的第二端口电连接。

8.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：

所述电池模组监控单元中模组监控模块的个数为1～32个。

9.根据权利要求7所述的电池管理系统，其特征在于：

所述多个电芯串联连接。

10.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于：

所述电芯的个数为8～18个。

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