電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理領(lǐng)域，特別是涉及一種電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電池組均衡技術(shù)，根據(jù)均衡過程中能量的消耗情況主要分為能量耗散型和能量非耗散型兩大類。其中，能量耗散型電量均衡系統(tǒng)一方面容易導(dǎo)致能量的浪費，另一方面會帶來熱量管理的問題。能量非耗散型電量均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，器件多，成本高，可靠性低，在電池組應(yīng)用中當能量低的單體電池與能量高的單體電池相差較遠時電池組內(nèi)所需的均衡時間也較長。而現(xiàn)有的電池均衡控制方法多數(shù)是根據(jù)單體電池電壓的高低進行判斷以控制能量轉(zhuǎn)移。眾所周知，電池電壓并不能準確地反映電池剩余電量，例如電壓高的電池并不一定是電量最多的電池，則按簡單的電壓判斷方法進行電量均衡，有可能加劇電池組電量的不均衡，從而降低電池組的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種電池管理系統(tǒng)，能夠更加精準的實現(xiàn)電池組內(nèi)和組間電量均衡，并且成本低、可靠性高，能夠有效提升電量均衡效果。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種電池管理系統(tǒng)，用于對至少兩組電池組進行電量均衡，每一電池組包括至少兩個電池單體，電池管理系統(tǒng)包括中央控制單元和對應(yīng)于每一電池組的電量均衡裝置，中央控制單元與每一電量均衡裝置之間通過第一總線連接，電量均衡裝置之間通過第一組間供電總線和第二組間供電總線連接，電量均衡裝置用于對所對應(yīng)的電池組內(nèi)的電池單體進行組內(nèi)電量均衡，并進一步在中央控制單元的控制下對不同的電池組進行組間電量均衡。
[0005]其中，電量均衡裝置包括:狀態(tài)采集模塊，用于采集每一電池單體的狀態(tài)信息；組內(nèi)開關(guān)組模塊，包括數(shù)量與電池單體對應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組；隔離穩(wěn)壓恒流模塊，隔離穩(wěn)壓恒流模塊的正輸入端連接對應(yīng)的電池組的總正極，隔離穩(wěn)壓恒流模塊的負輸入端連接對應(yīng)的電池組的總負極，隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一正輸出端連接第二總線，隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一負輸出端連接第三總線；處理模塊，用于根據(jù)電池單體的狀態(tài)信息確定需進行電量均衡的電池單體，并控制對應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組將需進行電量均衡的電池單體的正極和負極分別連接至第二總線和第三總線，以利用電池組對需進行電量均衡的電池單體進行組內(nèi)電量均衡。
[0006]其中，每一組內(nèi)開關(guān)組包括第一組內(nèi)開關(guān)和第二組內(nèi)開關(guān)，其中第一組內(nèi)開關(guān)的一端連接對應(yīng)的電池單體的正極，第一組內(nèi)開關(guān)的另一端連接第二總線，第二組內(nèi)開關(guān)的一端連接對應(yīng)的電池單體的負極，第二組內(nèi)開關(guān)的另一端連接第三總線，且處理模塊在確定需進行電量均衡的電池單體后控制對應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組的第一組內(nèi)開關(guān)和第二組內(nèi)開關(guān)閉合。
[0007]其中，狀態(tài)信息至少包括電壓值、電流值以及溫度值中的一種。
[0008]其中，處理模塊根據(jù)狀態(tài)信息計算電池單體的荷電狀態(tài)，并進一步根據(jù)荷電狀態(tài)確定需進行電量均衡的電池單體。
[0009]其中，每一電量均衡裝置進一步包括一組間開關(guān)，組間開關(guān)連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第二正輸出端與第一組間供電總線之間，或連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第二負輸出端與第二組件供電總線之間，中央控制單元或各處理模塊根據(jù)各電池組的電池單體的狀態(tài)信息確定各電池組的總狀態(tài)信息，中央控制單元根據(jù)總狀態(tài)信息確定需進行電量均衡的電池組，并控制對應(yīng)的組間開關(guān)將需進行電量均衡的電池組的總正極和總負極分別連接至第一組間供電總線和第二組間供電總線，將需進行電量均衡的電池組的富余電量經(jīng)第一組間供電總線和第二組間供電總線進行轉(zhuǎn)移。
[0010]其中，電量均衡裝置進一步包括第一保護開關(guān)，第一保護開關(guān)連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的正輸入端與電池組的總正極之間，或者連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的負輸入端與電池組的總負極之間，處理模塊進一步在確定需進行電量均衡的電池單體或電池組后控制第一保護開關(guān)閉合。
[0011]其中，電量均衡裝置進一步包括第二保護開關(guān)，第二保護開關(guān)連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一正輸出端與第二總線之間，或者連接于隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第一負輸出端與第三總線之間，處理模塊進一步在確定需進行電量均衡的電池單體后控制第二保護開關(guān)閉口 O
[0012]其中，每一電量均衡裝置進一步包括二極管，二極管的正極連接隔離穩(wěn)壓恒流模塊的第二正輸出端，負極連接第一組間供電總線。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)通過采集電池單體的狀態(tài)信息，根據(jù)電池單體的狀態(tài)信息確定需進行電量均衡的電池單體，并控制對應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組將需進行電量均衡的電池單體連接至第二總線和第三總線，以利用電池組對需進行電量均衡的電池單體進行組內(nèi)電量均衡；另外，中央控制單元根據(jù)電池組的總狀態(tài)信息確定需進行電量均衡的電池組，并控制對應(yīng)的組間開關(guān)將需進行電量均衡的電池組的總正極和總負極分別連接至第一組間供電總線和第二組間供電總線，將需進行電量均衡的電池組進行電量均衡。本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)能夠在不影響電池組正常工作的情況下更加精準的實現(xiàn)電池組內(nèi)和組間電量均衡，并且成本低、可靠性高，能夠有效提升電量均衡效果。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)與電池組間連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1中的電量均衡裝置與電池組連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]參閱圖1，圖1是本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)與電池組間連接的結(jié)構(gòu)示意圖。電池管理系統(tǒng)包括至少兩個電量均衡裝置11和中央控制單元12。中央控制單元12與每一電量均衡裝置11之間通過第一總線13連接，電量均衡裝置11之間通過第一組間供電總線14和第二組間供電總線15連接。
[0017]在本實施例中，電池管理系統(tǒng)用于對電池組PACK1、PACK2、PACKM (M彡3)進行電量均衡。以電池組PACKM為例，電池組PACKM包括至少兩個電池單體BTN (I),BTN (N)，其中N彡2。電池組PACKM與對應(yīng)的電量均衡模塊11連接。電量均衡裝置11用于對所對應(yīng)的電池組PACKM內(nèi)的電池單體BTN (N)進行組內(nèi)電量均衡，并進一步在中央控制單元12的控制下對不同的電池組PACKM進行組間電量均衡。
[0018]在本實施例中，電池組PACKl和電池組PACK2與電池管理系統(tǒng)的連接關(guān)系與電池組PACKM相同，在此不再贅述。其他實施例中，電池管理系統(tǒng)用于對超過三組電池組PACKl、PACK2、PACKM進行電量均衡，具體需要根據(jù)實際而定。
[0019]如圖2所示，圖2是圖1中的電量均衡裝置與電池組連接的結(jié)構(gòu)示意圖。電量均衡裝置11包括狀態(tài)采集模塊111、組內(nèi)開關(guān)組模塊112、隔離穩(wěn)壓恒流模塊114、處理模塊115、第一保護開關(guān)116、第二保護開關(guān)117、組間開關(guān)118和二極管119。其中，組內(nèi)開關(guān)組模塊112包括與電池單體BTN (N)對應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組113，組內(nèi)開關(guān)組113包括第一組內(nèi)開關(guān)1131和第二組內(nèi)開關(guān)1132。
[0020]下面以電池組PACKM和其組內(nèi)的電池單體BTN (N)為例進行各部件的連接關(guān)系的描述。電量均衡模塊11的狀態(tài)采集模塊111與電池組PACKM連接，狀態(tài)采集模塊111通過第四總線18與處理模塊115連接，處理模塊115通過第五總線19與組內(nèi)開關(guān)組模塊112連接。并且，處理模塊115包括Ql端、Q2端以及Q3端。處理模塊115通過Ql端與第一保護開關(guān)116連接，又通過Q2端與第二保護開關(guān)117連接，再通過Q3端與組間開關(guān)118連接。組內(nèi)開關(guān)組模塊112中的組內(nèi)開關(guān)組113與對應(yīng)電池單體BTN (N)連接。其中組內(nèi)開關(guān)組113中的第一組內(nèi)開關(guān)1131的一端連接對應(yīng)的電池單體BTN (N)的正極，第一組內(nèi)開關(guān)1131的另一端連接第二總線16 ;組內(nèi)開關(guān)組113中的第二組內(nèi)開關(guān)1132的一端連接對應(yīng)的電池單體BTN(N)的負極，第二組內(nèi)開關(guān)1132的另一端連接第三總線17。隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的正輸入端VIN+連接對應(yīng)的電池組PACKM的總正極，隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的負輸入端