本發(fā)明涉及一種維護(hù)系統(tǒng)的裝置，尤其是鋰電池模組多通道均衡充放電維護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

鋰電池應(yīng)用行業(yè)屬于新興行業(yè)，鋰電池特殊性，傳統(tǒng)鉛酸蓄電池維護(hù)設(shè)備技術(shù)尚不滿足鋰電池的均衡應(yīng)用，且現(xiàn)有均衡維護(hù)僅只有電壓監(jiān)測技術(shù)，不具備內(nèi)部溫度監(jiān)測技術(shù)，也不具備雙向dc-dc控制來實現(xiàn)充電和放電，同時達(dá)不到單獨充放的獨立工作控制。獨立充放電模式實現(xiàn)鋰電池模組的快速均衡，而且電壓電流的控制精度高，對鋰電池模組的均衡效果更好。

于2016.10.12公開的，申請公布號為cn106026256a的中國發(fā)明揭示了一種蓄電裝置雙向均衡系統(tǒng)和方法，其是以電阻式均衡器為基礎(chǔ)結(jié)合三個隔離開關(guān)、鋰電池充電控制模塊和dc-dc變換器，具有被均衡單體電池的可選性和均衡能量的雙向性，目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中只能單向均衡的問題，實現(xiàn)蓄電裝置雙向均衡，且能夠在充電均衡中實現(xiàn)從電池模組自身取電或者外部低壓電源。但該發(fā)明僅一個由多個電池單體串接構(gòu)成的單元模組工作，全名充放電的電池單體數(shù)量有限；最大低壓電源僅達(dá)48v，在一定程度上限制了應(yīng)用范圍；工作電流為檔位調(diào)節(jié)模式，不能連續(xù)可調(diào)；且采用雙線方式，使接線比較復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種雙向dc-dc鋰電池模組多通道均衡充放電維護(hù)裝置，包括人機(jī)交互層、模塊控制層以及充放電控制層，所述模塊控制層包括多個功率模塊，所述充放電控制層包括多個充放單元，所述人機(jī)交互層分別與每個所述功率模塊相連，每個功率模塊至少連接一個以上所述充放單元，每個所述充放單元連接一單體電池。該裝置采用充放單元模塊化和功率模塊化的模塊化設(shè)計，充放電控制層采用雙向dc-dc技術(shù)實現(xiàn)鋰電池模組的均衡充放電功能，同時達(dá)到單獨充放的獨立工作制。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：雙向dc-dc鋰電池模組多通道均衡充放電維護(hù)裝置，包括人機(jī)交互層、模塊控制層以及充放電控制層，所述模塊控制層包括多個功率模塊，所述充放電控制層包括多個充放單元，所述人機(jī)交互層分別與每個所述功率模塊相連，每個功率模塊至少連接一個以上所述充放單元，每個所述充放單元連接一單體電池。

所述人機(jī)交互層通過液晶屏顯示預(yù)設(shè)參數(shù)數(shù)據(jù)，接收和發(fā)送指令實現(xiàn)設(shè)備內(nèi)外信息交互。

所述功率模塊進(jìn)一步包括mcu總控單元和電源開關(guān)，所述mcu總控單元通過電源開關(guān)連接所述充放單元。

所述功率模塊還包括至少一風(fēng)扇，所述風(fēng)扇連接所述mcu總控單元，用于整個裝置的電路散熱。

所述充放單元進(jìn)一步包括依次連接的充放電單元通道、單元控制集成電路以及雙向dc-dc，所述充放電單元通道還連接所述電源開關(guān)，所述單元控制集成電路還連接mcu總控單元，所述雙向dc-dc連接所述單體電池。每個充放單元都自帶微控制器，可同時對多個電池進(jìn)行充放電操作或單個充放單元獨立充放電。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1.整機(jī)系統(tǒng)采用三層模塊化設(shè)計包括：人機(jī)交互層、模塊控制層以及充放電控制層，單臺設(shè)備可支持多個功率模塊，每個功率模塊可支持多個充電單元，實現(xiàn)多個單體電池進(jìn)行同時維護(hù)，且不同充電單元能單獨控制，各個充電單元可以不同工況不同時間工作，提高了設(shè)備應(yīng)用場合及隨機(jī)性；

2.雙向dc-dc電路設(shè)計，設(shè)置目標(biāo)電壓后，對不同電壓電芯自動判斷執(zhí)行放電或者充電，解決了單一的充電模式，電壓偏高之后難以調(diào)節(jié)的問題，采用充放電的組合調(diào)節(jié)使用，提高均衡維護(hù)效率及效果，達(dá)到均衡提高的效果；

3.當(dāng)某節(jié)電池已達(dá)到均衡電壓時，不會馬上停止充放電操作，維持較小的充放電電流，在其他電池完成均衡時保持與整組電池的一致性?？s短了近三分之二的維護(hù)時間。

附圖說明

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1為本發(fā)明整個裝置的組成框圖。

具體實施方式

請參閱圖1，本發(fā)明涉及一種雙向dc-dc實現(xiàn)鋰電池模組多通道均衡充放電維護(hù)的裝置，包含人機(jī)交互層、模塊控制層以及充放電控制層。

所述人機(jī)交互層通過液晶屏顯示預(yù)設(shè)參數(shù)數(shù)據(jù)，接收和發(fā)送指令實現(xiàn)設(shè)備內(nèi)外信息交互。

所述模塊控制層包括多個功率模塊，所述功率模塊進(jìn)一步包括mcu總控單元和電源開關(guān)，所述功率模塊還包括至少一風(fēng)扇，所述風(fēng)扇連接所述mcu總控單元，用于整個裝置的電路散熱。

所述充放單元進(jìn)一步包括依次連接的充放電單元通道、單元控制集成電路以及雙向dc-dc。

所述mcu總控單元通過電源開關(guān)連接所述充放單元。所述充放電單元通道還連接所述電源開關(guān)，所述單元控制集成電路還連接mcu總控單元，所述雙向dc-dc連接所述單體電池。每個充放單元都可同時對多個電池進(jìn)行充放電操作或單個充放單元獨立充放電。所述充放電控制層包括多個充放單元，所述人機(jī)交互層分別與每個所述功率模塊相連，每個功率模塊至少連接一個以上所述充放單元，每個所述充放單元連接一單體電池。

所述mcu總控單元屬于模塊控制層，負(fù)責(zé)整個功率模塊的控制和協(xié)調(diào)；

所述電源開關(guān)可通過交流電為85-264v，直流電為310v；

所述充放電單元通道為電源開關(guān)和單元控制集成電路之間電信號傳遞提供通道；

所述單元控制集成電路屬于充放電控制層,負(fù)責(zé)一個充放電單元的控制；

所述雙向dc-dc解決了單一的充電模式，可同時達(dá)到單獨充放的獨立工作制。

本發(fā)明的整個裝置采用充放單元模塊化和功率模塊化的模塊化設(shè)計，充放電控制層采用雙向dc-dc技術(shù)實現(xiàn)鋰電池模組的均衡充放電功能，同時達(dá)到單獨充放的獨立工作制。每個充放電單元由三部分組成，分別為dc-dc部分、單元控制部分、雙向dc-dc部分。如圖1所示的實例中，每臺裝置可支持4個功率模塊，每個功率模塊可支持12節(jié)電池同時均衡，如此單裝置可同時對48節(jié)電池進(jìn)行均衡操作，設(shè)置目標(biāo)電壓后，會自動判斷對不同電壓電芯執(zhí)行放電或者充電，達(dá)到均衡提高的效果，當(dāng)某節(jié)電池已達(dá)到均衡電壓時，不會馬上停止充放電操作，仍然維持較小的充放電電流，在其他電池完成均衡時保持與整組電池的一致性。該過程縮短了近三分之二的維護(hù)時間。

雙向dc-dc實現(xiàn)鋰電池模組多通道均衡充放電維護(hù)系統(tǒng)的裝置其總控制系統(tǒng)是通過串口來控制各單元的操作，采用高集成電路設(shè)計，高速率處理芯片，實現(xiàn)整體啟動工作、或單元(以功率模塊為單位)啟動工作、或指定單芯(以充放單元)啟動工作。整個系統(tǒng)模塊化清晰，并且每節(jié)電池可獨立工作，充電和放電任意設(shè)置。充放單元接受總控制單元的統(tǒng)一控制，采用智能算法實現(xiàn)均衡調(diào)節(jié)，并實時監(jiān)測每節(jié)電池的工作狀態(tài)及電壓、電流、溫度，達(dá)到各電池均衡一致的效果達(dá)到同時維護(hù)效果。多單元模塊獨立工作的設(shè)計解決了當(dāng)前效率低的問題。獨立充放電模式實現(xiàn)鋰電池模組的快速均衡，而且電壓電流的控制精度高，對鋰電池模組的均衡效果更好。每個單元、單通道均具備對單芯鋰電的溫度監(jiān)控，實現(xiàn)測試的二次保護(hù)，防止過溫。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。