RU2539871C2 - Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators - Google Patents

Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators Download PDF

Info

Publication number
RU2539871C2
RU2539871C2 RU2012139280/07A RU2012139280A RU2539871C2 RU 2539871 C2 RU2539871 C2 RU 2539871C2 RU 2012139280/07 A RU2012139280/07 A RU 2012139280/07A RU 2012139280 A RU2012139280 A RU 2012139280A RU 2539871 C2 RU2539871 C2 RU 2539871C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
control
microcontroller
connected via
units
Prior art date
Application number
RU2012139280/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012139280A (en
Inventor
Олег Иванович Сидоренко
Владимир Александрович Подлипалин
Алексей Александрович Евсейкин
Светлана Владимировна Бузаджи
Наталия Андреевна Полулях
Константин Сергеевич Дистранов
Эдуард Евгеньевич Данилов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии" (ООО "СУХЭ")
Priority to RU2012139280/07A priority Critical patent/RU2539871C2/en
Publication of RU2012139280A publication Critical patent/RU2012139280A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2539871C2 publication Critical patent/RU2539871C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: hierarchical three-tier control system for a battery of electric energy accumulators relates to the field of electric engineering and it can be used for manufacturing of high-voltage batteries for transportation and power-generating sectors. Concept of the invention lies in the fact that in microcontroller units of the hierarchical three-tier control system there is software and hardware mechanism for tier-by-tier power supply control based on electronic key blocks controlled by the microcontrollers; these blocks control state of the electronic keys with galvanic isolation, which start-up voltage converters connected to terminals of the battery modules and accumulators and feeding microcontrollers of the blocks as well as manual controls for start-up of voltage converters for the system microcontroller units.
EFFECT: provision of staged tier-by-tier automatic and manual switching the power supply system on and off.
1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей для нужд транспорта и энергетики.The present invention relates to the field of electrical engineering and can be used to create high-voltage batteries for the needs of transport and energy.

Известна иерархическая система управления батареей электрических накопителей энергии [см. статью «Особенности построения аппаратуры контроля и защиты высоковольтных литий-ионных аккумуляторных батарей для систем электроснабжения космических аппаратов» / труды НПП «ВНИИЭМ», 2011, т. 123, №4, с.29-34, авторы М.Ф. Ганзбург, А.И. Груздев, В.И. Трофименко (ОАО «АВЭКС»)].Known hierarchical control system of the battery of electrical energy storage [see article “Features of the construction of control and protection equipment for high-voltage lithium-ion batteries for spacecraft power supply systems” / proceedings of NPP VNIIEM, 2011, v. 123, No. 4, p.29-34, authors M.F. Hansburg, A.I. Gruzdev, V.I. Trofimenko (JSC "AVEKS")].

Известная система на нижнем уровне управления содержит модули электрических накопителей энергии с датчиками температуры, блоками задания идентификационных номеров накопителей и модулей и индикаторами их состояния, а также с устройствами выравнивания, коммутации, контроля и управления, связанными по последовательному каналу связи с модулем измерения тока батареи и контроллером последовательного канала на среднем уровне управления, подключенным по последовательному каналу связи с блоком управления батареей верхнего уровня управления, подключенным по каналу последовательного кода к соединенному с батареей блоку регулирования и контроля, осуществляющему функцию запитки иерархической системы управления батареей.The known system at the lower control level contains modules of electric energy storage devices with temperature sensors, blocks for setting identification numbers of storage devices and modules and indicators of their status, as well as alignment, switching, monitoring and control devices connected via a serial communication channel to the battery current measurement module and a serial channel controller at an average control level connected via a serial communication channel with a top-level battery control unit I, is connected by a serial link connected to the battery unit management and control, performing the function of a battery powering the hierarchical control system.

Недостатком известной иерархической системы является невозможность ее поэтапного поуровневого автоматического и ручного включения и отключения по первичному и вторичному питанию, что бывает необходимо при наладочных и ремонтных работах.A disadvantage of the well-known hierarchical system is the impossibility of its phased automatic and manual stage-by-stage switching on and off for primary and secondary power supply, which is necessary during commissioning and repair work.

По совокупности сходных существенных признаков наиболее близкой к данному изобретению является иерархическая система управления батареей электрических накопителей [см. статью А.И. Груздева «Концепция построения системы контроля и управления высокоэнергоемких литиевых аккумуляторных батарей», «Электрохимическая энергетика», 2005, т. 5, №2, с. 90-93].In terms of a combination of similar essential features, the hierarchical control system for a battery of electric drives is closest to this invention [see article A.I. Gruzdeva “The concept of building a system for monitoring and control of high energy-intensive lithium batteries”, “Electrochemical Energy”, 2005, v. 5, No. 2, p. 90-93].

Известная трехуровневая иерархическая система управления запитана от батареи и состоит из микроконтроллерных блоков управления накопителями (БУН) на нижнем уровне управления, подключенных по внутримодульному последовательному каналу связи с гальванической развязкой к соответствующим микроконтроллерным блокам управления модулями (БУМ) накопителей среднего уровня управления, подключенных по межмодульному последовательному каналу связи с гальванической развязкой к микроконтроллерному блоку управления батареей (БУБ) верхнего уровня управления, связанному с бортовым зарядным устройством (БЗУ) и внешней ЭВМ по гальванически развязанному последовательному каналу связи и подключенному к коммутатору батареи. Блок БУБ известной системы содержит подключенный через коммутатор и LC-фильтр к клеммам батареи понижающий преобразователь напряжения, подключенный через LC-фильтр к микроконтроллеру блока. Блоки БУМ содержат подключенные через LC-фильтры к клеммам соответствующих батарейных модулей понижающие преобразователи напряжения, подключенные через LC-фильтры к микроконтроллерам блоков. Блоки БУН содержат подключенные через LC-фильтры к клеммам соответствующих накопителей повышающие преобразователи напряжения, подключенные через LC-фильтры к микроконтроллерам блоков.The well-known three-level hierarchical control system is battery-powered and consists of microcontroller storage control units (BUN) at the lower control level, connected via an intermodular serial communication channel with galvanic isolation to the corresponding microcontroller control units (BOOM) of mid-level control drives connected via intermodular serial communication channel with galvanic isolation to the microcontroller battery control unit (BUB) of the upper level I control associated with the on-board charger (BZU) and external computer via a galvanically isolated serial communication channel and connected to the battery switch. The BUB unit of the known system comprises a step-down voltage converter connected via a switch and an LC filter to the battery terminals, connected via an LC filter to the unit microcontroller. The BOOM blocks contain step-down voltage converters connected via LC filters to the terminals of the corresponding battery modules and connected via LC filters to the microcontrollers of the blocks. The BUN blocks contain step-up voltage converters connected via LC filters to the terminals of the respective drives, connected via LC filters to the microcontrollers of the blocks.

Недостатком известной системы, выбранной в качестве прототипа, является невозможность ее поэтапного поуровневого автоматического и ручного включения и отключения по питанию, что бывает необходимо при наладочных и ремонтных работах, поскольку блоки управления БУН, БУМ и БУБ известной системы включаются сразу после подключения их к батарее.A disadvantage of the known system, selected as a prototype, is the impossibility of its phased automatic and manual level turning on and off by power, which is necessary during commissioning and repair work, since the control units BUN, BOOM and BUB of the known system turn on immediately after connecting them to the battery.

Перед заявленным изобретением была поставлена задача устранения указанного недостатка и реализации такого аппаратно-программного управления электропитанием, которое обеспечивает поэтапное поуровневое включение и отключение питания микроконтроллерных блоков системы.The claimed invention was tasked with eliminating this drawback and implementing such hardware-software power management that provides phased level-by-level switching on and off of the microcontroller units of the system.

Поставленная задача решается тем, что предложена иерархическая трехуровневая система управления высоковольтной батареей электрических накопителей энергии, запитанная от батареи и содержащая микроконтроллерные блоки БУН на нижнем уровне управления, подключенные по внутримодульному последовательному каналу связи с гальванической развязкой к соответствующим микроконтроллерным блокам БУМ среднего уровня управления, подключенным по межмодульному последовательному каналу связи с гальванической развязкой к микроконтроллерному блоку БУБ верхнего уровня управления, связанному с БЗУ и внешней ЭВМ по гальванически развязанному последовательному каналу связи и подключенному к коммутатору батареи. Блок БУБ содержит подключенный через коммутатор и LC-фильтр к клеммам батареи понижающий преобразователь напряжения, подключенный через LC-фильтр к микроконтроллеру блока. Блоки БУМ содержат подключенные через LC-фильтры к клеммам соответствующих батарейных модулей понижающие преобразователи напряжения, подключенные через LC-фильтры к микроконтроллерам блоков. Блоки БУН содержат подключенные через LC-фильтры к клеммам соответствующих накопителей повышающие преобразователи напряжения, подключенные через LC-фильтры к микроконтроллерам блоков.The problem is solved by the fact that a hierarchical three-level control system for a high-voltage battery of electric energy storage devices is proposed, powered by a battery and containing BUN microcontroller units at the lower control level, connected via an intramodular serial communication channel with galvanic isolation to the corresponding MCU mid-level control microcontroller blocks connected via intermodular serial communication channel with galvanic isolation to the microcontroller unit Bub upper control layer associated with the BSC and the external computer through the galvanically isolated serial link connected to the battery and a switch. The BUB unit contains a step-down voltage converter connected via a switch and an LC filter to the battery terminals, connected via an LC filter to the unit microcontroller. The BOOM blocks contain step-down voltage converters connected via LC filters to the terminals of the corresponding battery modules and connected via LC filters to the microcontrollers of the blocks. The BUN blocks contain step-up voltage converters connected via LC filters to the terminals of the respective drives, connected via LC filters to the microcontrollers of the blocks.

Новым в предложенной системе является то, что в нее введен аппаратно-программный механизм поуровневого управления электропитанием системы, состоящий в блоке БУБ из управляемого микроконтроллером электронного ключа, подключающего выход понижающего преобразователя напряжения блока к управляющим входам электронных ключей с гальванической развязкой блоков БУМ, подключающих клемму «+» соответствующего батарейного модуля к входу запуска понижающего преобразователя напряжения блока. Выход понижающего преобразователя напряжения блоков БУМ через управляемый от соответствующего микроконтроллера электронный ключ подключен к управляющим входам электронных ключей с гальванической развязкой соответствующих блоков БУН, подключающих клемму «+» соответствующих накопителей к входу запуска повышающего преобразователя напряжения блока. Электронные ключи с гальванической развязкой блоков БУН и БУМ зашунтированы механическими переключателями. Клеммы «-» батарейных модулей и батареи через кнопки соединены с входами разовых команд микроконтроллеров блоков БУМ и блока БУБ соответственно, а коммутатор батареи содержит дополнительный вход управления включением от внешних систем.New in the proposed system is that it introduces a hardware-software mechanism for level-by-level power management of the system, consisting of a BUB unit from an electronic key controlled by a microcontroller, connecting the output of a step-down voltage converter of the unit to the control inputs of electronic keys with galvanic isolation of the BOOM units connecting the terminal " + ”Of the corresponding battery module to the start input of the step-down voltage converter of the unit. The output of the step-down voltage converter of the BOOM blocks through an electronic key controlled from the corresponding microcontroller is connected to the control inputs of the electronic keys with galvanic isolation of the corresponding BUN blocks, connecting the + terminal of the corresponding drives to the start input of the step-up voltage converter of the block. Electronic keys with galvanic isolation of BUN and BUM blocks are shunted by mechanical switches. The “-" terminals of the battery modules and the battery are connected via buttons to the inputs of the one-time commands of the microcontrollers of the BOOM blocks and the BUB unit, respectively, and the battery switch contains an additional input for switching on control from external systems.

Технический результат заявленного изобретения состоит в обеспечении возможности поэтапного поуровневого автоматического и ручного включения и выключения электропитания системы.The technical result of the claimed invention consists in providing the possibility of a phased level-by-level automatic and manual on and off power supply of the system.

На чертеже представлена функциональная блок-схема заявленной системы.The drawing shows a functional block diagram of the claimed system.

Заявленная система содержит микроконтроллерные блоки БУН 1 на нижнем уровне управления, подключенные по внутримодульному последовательному каналу связи 2 с гальванической развязкой (на чертеже не показана) к соответствующим микроконтроллерным блокам БУМ 3 среднего уровня управления, подключенным по межмодульному последовательному каналу связи 4 с гальванической развязкой (на чертеже не показана) к микроконтроллерному блоку БУБ 5 верхнего уровня управления, связанному с БЗУ и ЭВМ (на чертеже не показаны) по гальванически развязанному последовательному каналу связи и подключенному к коммутатору 7 батареи. Блок БУБ 5 содержит подключенный через коммутатор 7 и LC-фильтр (на чертеже не показан) к клеммам батареи «+» и «-» понижающий преобразователь напряжения 8, подключенный через LC-фильтр (на чертеже не показан) к микроконтроллеру 9 блока. Блоки БУМ 3 содержат подключенные через LC-фильтры (на чертеже не показаны) к клеммам «+» и «-» соответствующих батарейных модулей понижающие преобразователи напряжения 10, подключенные через LC-фильтры (на чертеже не показаны) к микроконтроллерам 11 блоков. Блоки БУН 1 содержат подключенные через LC-фильтры (на чертеже не показаны) к клеммам «+» и «-» соответствующих накопителей повышающие преобразователи напряжения, подключенные через LC-фильтры (на чертеже не показаны) к микроконтроллерам 13 блоков БУН 1. Блок БУБ 5 содержит управляемый от микроконтроллера 9 электронный ключ 14, подключающий выход понижающего преобразователя напряжения 8 к управляющим входам электронных ключей 15 блоков БУМ 3, подключающих клемму «+» соответствующего батарейного модуля к входу запуска понижающего преобразователя напряжения 10 блока БУМ 3. Выход понижающего преобразователя напряжения 10 через управляемый от соответствующего микроконтроллера 11 электронный ключ 16 подключен к управляющим входам электронных ключей 17 с гальванической развязкой (на чертеже не показана) соответствующих блоков БУН 1, подключающих клеммы «+» накопителей батареи к входу запуска повышающих преобразователей напряжения 12 соответствующих блоков БУН 1. Электронные ключи 17 и 15 с гальванической развязкой блоков БУН 1 и БУМ 3 зашунтированы механическими переключателями 18. Клеммы «-» батарейных модулей и батареи через кнопки 19 соединены с входами разовых команд микроконтроллеров 11 и 9 блоков БУМ 3 и БУБ 5 соответственно, а коммутатор 7 батареи дополнительно содержит вход управления от внешних систем, подключенный к шине 20 сигнала включения коммутатора 7.The claimed system contains microcontroller blocks BUN 1 at the lower control level, connected via an intermodular serial communication channel 2 with galvanic isolation (not shown) to the corresponding microcontroller blocks BOOM 3 of a medium control level connected via intermodular serial communication channel 4 with galvanic isolation (at the drawing is not shown) to the microcontroller unit BUB 5 of the upper control level associated with the BZU and the computer (not shown) in a galvanically isolated manner serial communication channel and connected to the switch 7 of the battery. The BUB 5 unit contains a step-down voltage converter 8 connected via a switch 7 and an LC filter (not shown) to the battery terminals "+" and "-", connected via an LC filter (not shown) to the microcontroller 9 of the unit. The BOOM 3 blocks contain step-down voltage converters 10 connected via LC filters (not shown in the drawing) to the terminals “+” and “-” of the corresponding battery modules, connected via LC filters (not shown) to the microcontrollers 11 of the blocks. The BUN 1 blocks contain step-up voltage converters connected via LC filters (not shown in the drawing) to the terminals “+” and “-” of the respective drives, connected via LC filters (not shown) to the microcontrollers 13 of the BUN 1. Block BUB 5 contains an electronic switch 14, controlled from the microcontroller 9, connecting the output of the step-down voltage converter 8 to the control inputs of the electronic keys 15 of the BOOM 3 blocks, connecting the + terminal of the corresponding battery module to the start-up input of the step-down converter voltage 10 of the BOOM unit 3. The output of the step-down voltage converter 10 through an electronic key 16 controlled from the corresponding microcontroller 11 is connected to the control inputs of the electronic keys 17 with galvanic isolation (not shown in the drawing) of the corresponding BUN units 1 connecting the battery terminals “+” to the input triggering boost voltage converters 12 of the corresponding BUN units 1. Electronic keys 17 and 15 with galvanic isolation of the BUN 1 and BOOM 3 blocks are shunted by mechanical switches 18. Terminals " - "battery modules and batteries through the buttons 19 are connected to the inputs of the one-time commands of the microcontrollers 11 and 9 of the blocks BOOM 3 and BUB 5, respectively, and the battery switch 7 further comprises a control input from external systems connected to the bus 20 of the enable signal of the switch 7.

Заявленная система работает следующим образом.The claimed system operates as follows.

В штатном режиме включение электропитания системы происходит следующим образом.In normal mode, the power supply to the system is as follows.

По сигналу управления от внешних систем по шине 20 включается коммутатор 7, подключающий первичное напряжение питания от батареи к понижающему высоковольтному преобразователю напряжения 8 блока БУБ 5. Первичное питание на блоки БУН 1 и БУМ 3 всегда подано. Преобразователь 8 включается и запитывает микроконтроллер 9. После тестирования канала связи 6 от внешней ЭВМ поступает команда на включение системы. Микроконтроллер 9 включает электронный ключ 14 и напряжение с выхода преобразователя 8 начинает поступать на управляющие входы электронных ключей 15 с гальванической развязкой блоков БУМ 3 и открывает их. Положительное напряжение с клемм «+» соответствующих батарейных модулей через ключи 15 поступает на вход запуска понижающих преобразователей 10 блоков БУМ 3, которые включаются и запитывают микроконтроллеры 11. После тестирования межмодульных каналов связи 4 блоком БУБ 5 выдается команда на включение блоков БУН 1. Микроконтроллеры 11 включают электронные ключи 16 и напряжение с выхода понижающих преобразователей 10 начинает поступать на управляющие входы электронных ключей 17 с гальванической развязкой блоков БУН 1 и открывает их. Положительное напряжение с клемм «+» соответствующих батарейных накопителей через ключи 17 подается на вход запуска повышающих преобразователей 12 блоков БУН 1, которые включаются и запитывают микроконтроллеры 13 блоков БУН 1. Процедура штатного включения заканчивается тестированием внутримодульных каналов связи 2, которое проводят микроконтроллеры 11 блоков БУМ 3. Таким образом, можно от внешней ЭВМ включать и выключать как систему управления батареей, так и систему управления любого батарейного модуля например, для экономии энергии при эксплуатации батарей или сброса микроконтроллеров системы управления батареей при наладочных работах. При наладках и ремонтных работах блок БУБ 5 можно включить автономно без внешней ЭВМ путем включения батарейного коммутатора 7 по шине 20. Если при этом нажать кнопку 19 в блоке БУБ 5, то сработают электронный ключ 14 и электронные ключи с гальванической развязкой 15, запустив в работу преобразователи 10 блоков БУМ 3. Если при этом нажать кнопку 19 в одном из блоков БУМ 3, то через открывшийся ключ 16 отпирающие напряжение поступит с выхода преобразователя 10 на входы управления электронных ключей 17 с гальванической развязкой, запускающих в работу преобразователи напряжения 12, запитывающие микроконтроллеры 13 соответствующих блоков БУН 1. При выключенном блоке БУБ 5 можно вручную включить любой блок БУМ 3 с помощью переключателя 18 блока БУМ 3, а при выключенных блоках БУМ 3 можно включить любой блок БУН 1 с помощью переключателя 18 блока БУН 1. Таким образом, обеспечивается режим автономной отработки блоков управления системы. Электронные ключи 14, 16 в блоках БУБ 5 и БУМ 3 системы могут быть реализованы на транзисторах IRLML6402TR (International Rectifier), электронные ключи 15, 17 с гальванической развязкой блоков БУМ 3 и БУН 1 - на оптронах FODM8801A (Fairchild). В качестве переключателей 18 блоков БУМ 3 и БУН 1 могут быть выбраны переключатели типа SDMR-1-T (Bourns), а в качестве кнопок 19 блоков БУБ 5, БУМ 3 - кнопки типа 7914J-1-050 (Bourns).By a control signal from external systems, a switch 7 is turned on via bus 20, connecting the primary voltage of the battery from the battery to the step-down high-voltage converter 8 of the BUB 5. The primary power to the BUN 1 and BOOM 3 units is always supplied. The converter 8 is turned on and powered by the microcontroller 9. After testing the communication channel 6 from the external computer receives a command to turn on the system. The microcontroller 9 includes an electronic switch 14 and the voltage from the output of the converter 8 begins to flow to the control inputs of the electronic keys 15 with galvanic isolation of the blocks BOOM 3 and opens them. Positive voltage from the “+” terminals of the corresponding battery modules through the keys 15 is fed to the start input of the step-down converters 10 of the BOOM 3 units, which are turned on and powered by the microcontrollers 11. After testing the intermodular communication channels 4 with the BUB 5 unit, a command is issued to turn on the BUN units 1. Microcontrollers 11 turn on the electronic keys 16 and the voltage from the output of the step-down converters 10 starts to flow to the control inputs of the electronic keys 17 with galvanic isolation of the blocks BUN 1 and opens them. Positive voltage from the “+” terminals of the corresponding battery drives through the keys 17 is supplied to the start input of the boost converters 12 of the BUN 1 units, which are turned on and powered by the microcontrollers 13 of the BUN 1 units. The routine start-up procedure ends with the testing of the intra-module communication channels 2, which are carried out by the microcontrollers 11 of the BOOM blocks 3. Thus, it is possible to turn on and off both the battery management system and the control system of any battery module from an external computer, for example, to save energy when spluatatsii batteries or reset microcontroller battery control system for adjustment work. During commissioning and repair work, the BUB 5 unit can be switched on autonomously without an external computer by turning on the battery switch 7 via bus 20. If you press the button 19 in the BUB 5 unit, the electronic key 14 and the electronic keys with galvanic isolation 15 will work, starting up converters 10 blocks BOOM 3. If you press the button 19 in one of the blocks BOOM 3, then through the open key 16, the unlocking voltage will come from the output of the converter 10 to the control inputs of electronic keys 17 with galvanic isolation, which start the work voltage detectors 12 supplying microcontrollers 13 of the corresponding BUN units 1. When the BUB unit 5 is turned off, any BOOM 3 unit can be manually turned on using the switch 18 of the BOOM 3 unit, and when the BOOM 3 units are off, any BUN 1 unit can be turned on using the switch 18 of the BUN unit 1. Thus, the mode of autonomous testing of the control units of the system is provided. Electronic keys 14, 16 in blocks BUB 5 and BOOM 3 of the system can be implemented on transistors IRLML6402TR (International Rectifier), electronic keys 15, 17 with galvanic isolation of blocks BUM 3 and BUN 1 on optocouplers FODM8801A (Fairchild). SDMR-1-T (Bourns) type switches can be selected as switches 18 of BOOM 3 and BUN 1 blocks, and buttons of type 7914J-1-050 (Bourns) as buttons 19 of BUB 5, BOOM 3 blocks.

Claims (1)

Иерархическая трехуровневая система управления высоковольтной батареей электрических накопителей энергии, запитанная от батареи и содержащая микроконтроллерные блоки управления накопителями на нижнем уровне управления, подключенные по внутримодульному последовательному каналу связи с гальванической развязкой к соответствующим микроконтроллерным блокам управления модулями среднего уровня управления, подключенным по межмодульному последовательному каналу связи с гальванической развязкой к микроконтроллерному блоку управления батареей верхнего уровня управления, связанному с бортовым зарядным устройством и внешней ЭВМ по гальванически развязанному последовательному каналу связи и подключенному к коммутатору батареи, в которой блок управления батареей содержит подключенный через коммутатор и LC-фильтр к клеммам батареи понижающий преобразователь напряжения, подключенный через LC-фильтр к микроконтроллеру блока, блоки управления модулями содержат подключенные через LC-фильтры к клеммам соответствующих батарейных модулей понижающие преобразователи напряжения, подключенные через LC-фильтры к микроконтроллерам блоков, блоки управления накопителями содержат подключенные через LC-фильтры к борнам соответствующих накопителей повышающие преобразователи напряжения, подключенные через LC-фильтры к микроконтроллерам блоков, отличающаяся тем, что в нее введен аппаратно-программный механизм управления электропитанием системы, состоящий в блоке управления батареей из управляемого микроконтроллером электронного ключа, подключающего выход понижающего преобразователя напряжения блока к управляющим входам электронных ключей с гальванической развязкой блоков управления модулями, подключающих клемму «+» соответствующего батарейного модуля к входу запуска понижающего преобразователя напряжения блока, выход понижающего преобразователя напряжения блоков управления модулями через управляемый от соответствующего микроконтроллера электронный ключ подключен к управляющим входам электронных ключей с гальванической развязкой соответствующих блоков управления накопителями, подключающих клемму «+» соответствующих накопителей к входу запуска повышающего преобразователя напряжения блока, электронные ключи с гальванической развязкой блоков управления накопителями и блоков управления модулями зашунтированы механическими переключателями, клеммы «-» батарейных модулей и батареи через кнопки соединены с входами разовых команд микроконтроллеров блоков управления модулями и блока управления батареей соответственно, а коммутатор батареи дополнительно содержит вход управления включением от внешних систем. A hierarchical three-level control system for a high-voltage battery of electric energy storage devices, battery-powered and containing microcontroller control units for drives at the lower control level, connected via an intramodular serial communication channel with galvanic isolation to the corresponding microcontroller control units of mid-level control modules connected via an intermodular serial communication channel isolation to the microcontroller control unit a top-level control battery connected to the on-board charger and an external computer via a galvanically isolated serial communication channel and connected to a battery switch, in which the battery control unit contains a step-down voltage converter connected via an LC switch and an LC filter to the battery terminals and connected through an LC filter to the microcontroller of the block, the module control units contain step-down voltage converters connected via LC filters to the terminals of the corresponding battery modules connected through LC filters to the microcontrollers of the units, the drive control units contain step-up voltage converters connected via LC filters to the bourne of the respective drives, connected via LC filters to the microcontrollers of the units, characterized in that a hardware-software power management mechanism is introduced into it system, consisting in the battery control unit from a microcontroller-controlled electronic key that connects the output of the step-down voltage converter of the unit to the control them to the electronic key inputs with galvanic isolation of the control units of the modules connecting the “+” terminal of the corresponding battery module to the start input of the step-down voltage converter of the unit, the output of the voltage-reducing converter of the control units of the modules through an electronic key controlled from the corresponding microcontroller is connected to the control inputs of electronic keys with galvanic isolation corresponding drive control units connecting the “+” terminal of the respective drives to during the start-up of the boost voltage converter of the unit, electronic keys with galvanic isolation of the drive control units and module control units are shunted by mechanical switches, the “-” terminals of the battery modules and the battery are connected via buttons to the inputs of the single-command microcontroller commands of the module control units and the battery control unit, respectively, and the switch The battery additionally contains an input control on from external systems.
RU2012139280/07A 2012-09-12 2012-09-12 Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators RU2539871C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012139280/07A RU2539871C2 (en) 2012-09-12 2012-09-12 Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012139280/07A RU2539871C2 (en) 2012-09-12 2012-09-12 Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012139280A RU2012139280A (en) 2014-03-20
RU2539871C2 true RU2539871C2 (en) 2015-01-27

Family

ID=50280011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012139280/07A RU2539871C2 (en) 2012-09-12 2012-09-12 Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2539871C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2348332A1 (en) * 1973-09-26 1975-04-03 Volkswagenwerk Ag Phase-controlled accumulator charging cct. - has comparator controlling triac and supplied from regulators for either constant current or voltage charging
RU2324263C2 (en) * 2006-07-13 2008-05-10 Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы" (ОАО "АВЭКС") Accumulator battery
RU2343615C1 (en) * 2007-11-22 2009-01-10 Закрытое акционерное общество "ИРИС" Reversible voltage converter for electric power transmission between alternating and constant current systems
RU2419943C1 (en) * 2010-04-28 2011-05-27 Закрытое акционерное общество "ИРИС" Charging-discharging onshore facility for ship storage batteries with electric power supplied from high-voltage network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2348332A1 (en) * 1973-09-26 1975-04-03 Volkswagenwerk Ag Phase-controlled accumulator charging cct. - has comparator controlling triac and supplied from regulators for either constant current or voltage charging
RU2324263C2 (en) * 2006-07-13 2008-05-10 Открытое акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы" (ОАО "АВЭКС") Accumulator battery
RU2343615C1 (en) * 2007-11-22 2009-01-10 Закрытое акционерное общество "ИРИС" Reversible voltage converter for electric power transmission between alternating and constant current systems
RU2419943C1 (en) * 2010-04-28 2011-05-27 Закрытое акционерное общество "ИРИС" Charging-discharging onshore facility for ship storage batteries with electric power supplied from high-voltage network

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОД РЕД. ГАНЗБУРГА М.Ф., ТРУДЫ НПП "ВНИИЭМ", N 4, т. 123, 2011, с. 29 - 34. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012139280A (en) 2014-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10418820B2 (en) Power supply apparatus, power supply system, and control method of power supply apparatus
EP2632011A1 (en) Method for implementing on/off-grid dual-mode operation of bidirectional converter in micro power grid
WO2014171154A1 (en) Power control system, power control device, and method for controlling power control system
NZ732362A (en) Electric vehicle power distribution system
CN102545291A (en) Solar power storage system and solar power supply system
CN102801189A (en) Rechargeable battery power supply starter and cell balancing apparatus
JP2021152551A (en) Load test system
US20150303731A1 (en) Electric Energy Storage Device
CN106464006A (en) Uninterruptible power-supply system
US20160072333A1 (en) Electrical energy buffering system
CN203721146U (en) Solar bus station board with emergency charging function
CN102468659A (en) Charging control system and method thereof
RU2539871C2 (en) Hierarchical three-tier control system for high-voltage battery of electric energy accumulators
CN105610222B (en) Battery unit low-voltage emergency supply circuit and emergency service method
CN104133233B (en) Integrated drive generator backs up intelligent location peculiar to vessel terminal mutually and location information uploads strategy
CN103236725A (en) Power supply method of solar controller control circuit and circuit thereof
RU125409U1 (en) HIERARCHICAL THREE-LEVEL MANAGEMENT SYSTEM OF HIGH-VOLTAGE BATTERY OF ELECTRIC ENERGY STORAGE
CN204879473U (en) Multifunction torch
US20170237275A1 (en) Electricity storage device
CN113690939A (en) Light storage all-in-one machine and control method thereof
KR102011511B1 (en) Power control apparatus for electric vehicle
RU124992U1 (en) HIERARCHICAL THREE-LEVEL SYSTEM FOR HIGH-VOLTAGE ELECTRIC ENERGY STORAGE BATTERY MANAGEMENT
WO2013018601A1 (en) Storage battery system
JP2021513319A (en) Electric assisted bicycle, its power management system and management method
RU2539866C2 (en) Hierarchical three-level control system of high-voltage battery of electrical energy storage units

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150913

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161210

PD4A Correction of name of patent owner
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20180129

PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210218