鈉硫電池管理單元的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鈉硫電池管理單元，涉及電池控制技術(shù)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種可以對(duì)鈉硫電池狀態(tài)進(jìn)行有效控制的電池管理單元的問(wèn)題，公開(kāi)了一種對(duì)鈉硫電池狀態(tài)進(jìn)行有效控制的鈉硫電池。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鈉硫電池管理單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池控制技術(shù)，尤其涉及一種鈉硫電池管理單元。
【背景技術(shù)】
[0002]鈉硫電池是美國(guó)福特(Ford)公司于1967年首先發(fā)明公布的，其比能量高、可大電流、高功率放電。在儲(chǔ)能電站的具有重大的作用，可以為整個(gè)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”的功能。
[0003]鈉硫電池，是一種以金屬鈉為負(fù)極、硫?yàn)檎龢O、陶瓷管為電解質(zhì)隔膜的二次電池。在一定的工作度下，鈉離子透過(guò)電解質(zhì)隔膜與硫之間發(fā)生的可逆反應(yīng)，形成能量的釋放和儲(chǔ)存。
[0004]鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)包括鈉硫電池子系統(tǒng)和功率轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)(Power Conversionsystem, PCS)兩部分。其中電池子系統(tǒng)由電池儲(chǔ)柜、NAS電池模塊、模塊連接母線(xiàn)和直流斷路開(kāi)關(guān)CB (PCS中已經(jīng)配置)組成。為了更好地對(duì)儲(chǔ)能電池組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持，電池子系統(tǒng)內(nèi)部往往需要一套電池管理系統(tǒng)(BMS)，負(fù)責(zé)鈉流電池的電流電壓的檢測(cè)、SOC估算、總體故障分析、判斷及在線(xiàn)報(bào)警等工作，并將信息通過(guò)工業(yè)總線(xiàn)傳送給PCS。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種可以對(duì)鈉硫電池狀態(tài)進(jìn)行有效控制的電池管理單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明公開(kāi)了一種鈉硫電池管理單元，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種可以對(duì)鈉硫電池狀態(tài)進(jìn)行有效控制的電池管理單元的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鈉硫電池管理單元，其中，包括一主微控制單元，所述主微控制單元上連接有一第一從微控制單元、一第二從微控制單元；
多個(gè)溫度采集模塊與一第一多路開(kāi)關(guān)模塊連接，所述第一多路開(kāi)關(guān)模塊通過(guò)依次連接的一信號(hào)放大模塊、一第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、一第一隔離模塊與所述第一從微控制單元通信；
多個(gè)電壓采集電路與一差動(dòng)放大電路連接，所述差動(dòng)放大電路通過(guò)依次連接的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第二隔離模塊與所述第二從微控制單元通信；
所述主微控制單元通過(guò)一第三隔離模塊與多個(gè)互感器及多個(gè)固態(tài)繼電器通信；
所述主微控制單元還通過(guò)所述第三隔離模塊與總線(xiàn)及一直流回路管理單元模塊通信。
[0008]如上所述的鈉硫電池管理單元，其中，所述第一從微控制單元通過(guò)所述第一隔離模塊與所述第一多路開(kāi)關(guān)模塊通信。
[0009]如上所述的鈉硫電池管理單元，其中，所述第二從微控制單元通過(guò)所述第二隔離模塊與所述第二多路開(kāi)關(guān)模塊通信。
[0010]如上所述的鈉硫電池管理單元，其中，所述總線(xiàn)為RS458總線(xiàn)。
[0011]如上所述的鈉硫電池管理單元，其中，所述多個(gè)固態(tài)繼電器具體為5個(gè)固態(tài)繼電器。
[0012]如上所述的鈉硫電池管理單元，其中，所述多個(gè)互感器具體為5個(gè)互感器。
[0013]如上所述的鈉硫電池管理單元，其中，還包括一冷端補(bǔ)償模塊，所述冷端補(bǔ)償模塊與所述第一從微控制單元通信。
[0014]如上所述的鈉硫電池管理單元，其中，所述電壓采集電路包括:依次連接的一電壓采集模塊、一保護(hù)電路、一差動(dòng)放大電路，所述差動(dòng)放大電路與所述第二多路開(kāi)關(guān)相連。
[0015]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種可以對(duì)鈉硫電池狀態(tài)進(jìn)行有效控制的電池管理單元的問(wèn)題，公開(kāi)了一種對(duì)鈉硫電池狀態(tài)進(jìn)行有效控制的鈉硫電池。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明鈉硫電池管理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
圖1是本發(fā)明鈉硫電池管理單元的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參見(jiàn)圖1，一種鈉硫電池管理單元，其中，包括一主微控制單元17，主微控制單元17上連接有一第一從微控制單元16、一第二從微控制單元26 ；
多個(gè)溫度采集模塊與一第一多路開(kāi)關(guān)12模塊連接，第一多路開(kāi)關(guān)12模塊通過(guò)依次連接的一信號(hào)放大模塊13、一第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊14、一第一隔離模塊15與第一從微控制單元16通信；
多個(gè)電壓采集電路與一差動(dòng)放大電路22連接，差動(dòng)放大電路22通過(guò)依次連接的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊24、第二隔離模塊25與第二從微控制單元26通信；
主微控制單元17通過(guò)一第三隔離模塊18與多個(gè)互感器及多個(gè)固態(tài)繼電器通信； 主微控制單元17還通過(guò)第三隔離模塊18與總線(xiàn)19及一直流回路管理單元模塊通信。
[0018]本發(fā)明的第一從微控制單元16通過(guò)第一隔離模塊15與第一多路開(kāi)關(guān)12模塊通f目。
[0019]本發(fā)明的第二從微控制單元26通過(guò)第二隔離模塊25與第二多路開(kāi)關(guān)模塊23通f目。
[0020]本發(fā)明的總線(xiàn)19為RS458總線(xiàn)19。
[0021]本發(fā)明的多個(gè)固態(tài)繼電器具體為5個(gè)固態(tài)繼電器。
[0022]進(jìn)一步的，本發(fā)明的多個(gè)互感器具體為5個(gè)互感器。
[0023]本發(fā)明還包括一冷端補(bǔ)償模塊20，冷端補(bǔ)償模塊20與第一從微控制單元16通信。
[0024]本發(fā)明的電壓采集電路包括:依次連接的一電壓采集模塊、一保護(hù)電路21、一差動(dòng)放大電路22，差動(dòng)放大電路22與第二多路開(kāi)關(guān)相連。
[0025]本發(fā)明的電池管理單元模塊電池管理單元模塊，該模塊分為電壓采集模塊和溫度采集模塊兩部分，其中電壓采集模塊可采集電池組的48路電壓信號(hào)，并將這些信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)供其它模塊使用。
[0026]本發(fā)明的溫度采集模塊則要實(shí)現(xiàn)循環(huán)采樣48個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)的溫度，并經(jīng)過(guò)CPU運(yùn)算后，根據(jù)溫度的變化輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。電池管理單元模塊電池管理單元模塊通過(guò)RS485總線(xiàn)19將運(yùn)算結(jié)果傳送至直流回路管理單元模塊直流回路管理單元模塊。
[0027]本發(fā)明的數(shù)字和模擬電路實(shí)現(xiàn)全隔離，即每個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣通道相互隔離。溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大，采用單片模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣并自帶冷端補(bǔ)償，通過(guò)多路開(kāi)關(guān)切換實(shí)現(xiàn)48通道的溫度信號(hào)采樣。采樣通道與微控制單元之間隔離。電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)差動(dòng)放大器衰減，采用四片模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣(將電池分為4組)，通過(guò)多路開(kāi)關(guān)切換實(shí)現(xiàn)4組共48通道的電壓信號(hào)采樣。采樣通道之間、采樣通道與微控制單元之間隔離。主從微控制單元通過(guò)串口連接通信，主片發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，從片將采樣信號(hào)傳送至主片。主微控制單元17負(fù)責(zé)總線(xiàn)19通信、加熱器控制、互感器接收信號(hào)處理、故障報(bào)警。總線(xiàn)19接口為RS-485，加熱器控制通過(guò)固態(tài)繼電器(外置)，全部輸入輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)隔離。
[0028]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種可以對(duì)鈉硫電池狀態(tài)進(jìn)行有效控制的電池管理單元的問(wèn)題，公開(kāi)了一種對(duì)鈉硫電池狀態(tài)進(jìn)行有效控制的鈉硫電池。
【權(quán)利要求】
1.一種鈉硫電池管理單元，其特征在于，包括一主微控制單元，所述主微控制單元上連接有一第一從微控制單元、一第二從微控制單元； 多個(gè)溫度采集模塊與一第一多路開(kāi)關(guān)模塊連接，所述第一多路開(kāi)關(guān)模塊通過(guò)依次連接的一信號(hào)放大模塊、一第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、一第一隔離模塊與所述第一從微控制單元通信； 多個(gè)電壓采集電路與一差動(dòng)放大電路連接，所述差動(dòng)放大電路通過(guò)依次連接的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第二隔離模塊與所述第二從微控制單元通信； 所述主微控制單元通過(guò)一第三隔離模塊與多個(gè)互感器及多個(gè)固態(tài)繼電器通信； 所述主微控制單元還通過(guò)所述第三隔離模塊與總線(xiàn)及一直流回路管理單元模塊通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉硫電池管理單元，其特征在于，所述第一從微控制單元通過(guò)所述第一隔離模塊與所述第一多路開(kāi)關(guān)模塊通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉硫電池管理單元，其特征在于，所述第二從微控制單元通過(guò)所述第二隔離模塊與所述第二多路開(kāi)關(guān)模塊通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉硫電池管理單元，其特征在于，所述總線(xiàn)為RS458總線(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉硫電池管理單元，其特征在于，所述多個(gè)固態(tài)繼電器具體為5個(gè)固態(tài)繼電器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉硫電池管理單元，其特征在于，所述多個(gè)互感器具體為5個(gè)互感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉硫電池管理單元，其特征在于，還包括一冷端補(bǔ)償模塊，所述冷端補(bǔ)償模塊與所述第一從微控制單元通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉硫電池管理單元，其特征在于，所述電壓采集電路包括:依次連接的一電壓采集模塊、一保護(hù)電路、一差動(dòng)放大電路，所述差動(dòng)放大電路與所述第二多路開(kāi)關(guān)相連。
【文檔編號(hào)】H01M10/42GK103715467SQ201310748869
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】鄭奕, 包偉華, 楊建平, 鄭陳 申請(qǐng)人:上海自動(dòng)化儀表股份有限公司, 上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司