一種鋰電池bms新型電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電池管理系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)。本實用新型包括鋰電池組，采集電路，MCU，主控MCU和電氣開關(guān)；所述電氣開關(guān)與所述主控MCU相連；所述鋰電池組與所述采集電路相連，所述采集電路與所述MCU相連，每個所述采集電路對應(yīng)一個獨立的所述MCU，每個獨立的所述MCU通過串行總線與所述主控MCU相連。本實用新型實現(xiàn)了單節(jié)鋰電池組易更換、系統(tǒng)易維護、方便擴壓減壓的目的，同時提高了儲能產(chǎn)品的安全性。
【專利說明】—種鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電池管理系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種應(yīng)用在儲能系統(tǒng)中鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電池管理系統(tǒng)(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，簡稱BMS)是電池與用戶之間的紐帶，主要對象是二次電池。二次電池存在下面的一些缺點，如存儲能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復(fù)雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。電池管理系統(tǒng)(BMS)主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。
[0003]基于磷酸鐵鋰電池的綠色儲能產(chǎn)品目前應(yīng)用最廣，但由于鋰電池的特性，在使用過程中無可避免的會有電池組的損壞及失效，在目前鋰電池儲能系統(tǒng)中，當其中的一組電池失效而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)發(fā)生異常時，設(shè)計者無法對其進行快捷的維修或更換，甚至是發(fā)生上述情況后需要對整個電池系統(tǒng)進行更換，維護成本高或不便維護是儲能系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的一大技術(shù)難題。
[0004]目前現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)的電池組電壓一旦設(shè)計好之后便不可在自身上修改，當系統(tǒng)電壓要求隨著應(yīng)用環(huán)境改變后，整個鋰電池組面臨的是更換、報廢。使得產(chǎn)品成本增加，給使用推廣帶來不便。
[0005]隨著綠色能源的逐步普及，鋰電池儲能系統(tǒng)應(yīng)用也越來越廣泛，如何設(shè)計一種方便維護和更換并且可隨意擴壓、減壓的儲能系統(tǒng)，并同時具有較高的安全性，仍是目前研究的難題；目前還沒有有效的方案來解決上述問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，本實用新型實現(xiàn)了單節(jié)鋰電池組易更換，系統(tǒng)易維護，方便電源系統(tǒng)擴壓減壓的目的，同時提高了儲能產(chǎn)品的安全性。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)；包括:鋰電池組，采集電路，MCU，主控MCU和電氣開關(guān)；
[0008]所述電氣開關(guān)與所述主控MCU相連；所述鋰電池組與所述采集電路相連，所述采集電路與所述MCU相連，每個所述采集電路對應(yīng)一個獨立的所述MCU，每個獨立的所述MCU通過串行總線與所述主控MCU相連。
[0009]優(yōu)選地，所述鋰電池組包含鋰電池的數(shù)量為4?24串，所述鋰電池組是每一串所述鋰電池逐級串聯(lián)，每一串所述鋰電池的容量相同；所述鋰電池組的總電壓為所有串的所述鋰電池的電壓之和；每一串是所述鋰電池是至少一個的單個標稱電壓的鋰電池并聯(lián)。
[0010]更加優(yōu)選地,所述MCU的數(shù)量不少于I個。
[0011 ] 更加優(yōu)選地，所述一個MCU對應(yīng)一個所述鋰電池組。[0012]更加優(yōu)選地，所述電氣開關(guān)采用繼電器或接觸器。
[0013]更加優(yōu)選地，所述采集電路為電池管理芯片。
[0014]更加優(yōu)選地，所述電池管理芯片采用LTC6802電池監(jiān)測芯片。
[0015]更加優(yōu)選地，所述LTC6802電池監(jiān)測芯片采用電平移動串行接口。
[0016]更加優(yōu)選地，多片所述LTC6802電池監(jiān)測芯片直接串聯(lián)連接。
[0017]本實用新型的工作過程是，
[0018]每個獨立MCU可通過采集前端對最大為24串的電池組進行電量采集，而多個MCU可對更多串數(shù)的電池組進行電量采集，之后通過串行總線將電池信息上傳至主控MCU，主控MCU根據(jù)MCU的數(shù)量及上傳信息的內(nèi)容對當前系統(tǒng)狀態(tài)做出判斷。當系統(tǒng)中某節(jié)電池失效或者被更換時，主控MCU接收到上傳的報錯信息后，對系統(tǒng)的電源做出相應(yīng)控制，從而實現(xiàn)在線式的鋰電池維護或更換，提高系統(tǒng)安全性。
[0019]當有新的電池組接入(擴壓)或者現(xiàn)有電池組被抽離時，主控MCU通過串行總線檢測現(xiàn)有MCU可正常工作的數(shù)量，對電氣開關(guān)做出相應(yīng)控制，達到在線式擴壓減壓的目的。單節(jié)的電池失效或被更換時，MCU檢測到斷線狀態(tài)，上傳異常狀態(tài)信息，主控MCU不將其計算在正常工作之列。
[0020]其中，所述MCU(Micro Control Unit)中文名稱為微控制單元,又稱單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)或者單片機,是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計算機的CPU、RAM、R0M、定時計數(shù)器和多種1/0接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。
[0021]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0022]( I)本實用新型提出了 一種鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，不僅可以很方便的對單節(jié)鋰電池組進行更換；還可隨意對電池組進行擴壓和減壓。
[0023](2)本實用新型系統(tǒng)容易維護，同時提高了儲能產(chǎn)品的安全性；使儲能產(chǎn)品的后期維護成本大大降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1示例性地示出了本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2示例性地示出了本實用新型系統(tǒng)電源輸出開關(guān)切換原理示意圖。
[0026]圖1?圖2中所示的附圖標記如下:1、采集電路，2、MCU，3、主控MCU，4、串行總線，
5、電氣開關(guān)，6、鋰電池組。
【具體實施方式】
[0027]為了更好地理解本實用新型所解決的技術(shù)問題、所提供的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型的實施，但并不用于限定本實用新型。
[0028]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，
[0029]在優(yōu)選的實施例中，圖1示例性地示出了本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；包括:鋰電池組6，采集電路1，MCU2，主控MCU3和電氣開關(guān)5 ;
[0030]所述電氣開關(guān)5與所述主控MCU3相連；所述鋰電池組6與所述采集電路I相連，所述采集電路I與所述MCU2相連，每個所述采集電路I對應(yīng)一個獨立的所述MCU2，每個獨立的所述MCU2通過串行總線4與所述主控MCU3相連。
[0031]在更加優(yōu)選的實施例中，所述鋰電池組6包含鋰電池的數(shù)量為4?24串，所述鋰電池組6是每一串所述鋰電池逐級串聯(lián)，每一串所述鋰電池的容量相同；所述鋰電池組6的總電壓為所有串的所述鋰電池的電壓之和；每一串是所述鋰電池是至少一個的單個標稱電壓的鋰電池并聯(lián)。
[0032]在更加優(yōu)選的實施例中，所述MCU2的數(shù)量不少于I個。
[0033]在更加優(yōu)選的實施例中，所述一個MCU2對應(yīng)一個所述鋰電池組6。
[0034]在更加優(yōu)選的實施例中，所述主控MCU3是一個以MCU2為核心的控制單元；所述主控MCU3負責對其他所有MCU2傳遞過來的信息進行匯總，對整個電源系統(tǒng)進行整體控制。
[0035]在更加優(yōu)選的實施例中，所述電氣開關(guān)5采用繼電器或接觸器；所述電氣開關(guān)5由主控MCU3控制其打開和關(guān)閉，從而實現(xiàn)了整個電源系統(tǒng)的輸出控制。
[0036]在更加優(yōu)選的實施例中，所述采集電路I為電池管理芯片。
[0037]在更加優(yōu)選的實施例中，所述電池管理芯片采用LTC6802電池監(jiān)測芯片；電池管理芯片將采集到的電池電壓通過串行通訊傳遞給MCU2。
[0038]在更加優(yōu)選的實施例中，所述LTC6802電池監(jiān)測芯片采用電平移動串行接口 ；LTC6802是一款電池監(jiān)測芯片，內(nèi)部包括12位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，高精度電壓參考源，高電壓輸入多路轉(zhuǎn)換器和串行接口。每片LTC6802可測量12節(jié)串聯(lián)電池電壓，最大允許測量電壓60伏?？赏瑫r監(jiān)測全部電池電壓或單獨監(jiān)測串聯(lián)電池中的任一節(jié)電池。
[0039]在更加優(yōu)選的實施例中，多片所述LTC6802電池監(jiān)測芯片直接串聯(lián)連接；芯片之間無需光耦或隔離器件。
[0040]具體的實施例:
[0041]每個MCU2控制采集前端對電池組的狀態(tài)信息進行采集(最大24串)，將采集的電池信息經(jīng)串行總線4上傳至主控MCU3，主控MCU3通過上傳的狀態(tài)信息確定是否開啟系統(tǒng)電源電氣開關(guān)5。這樣可以大大提高系統(tǒng)供電安全，同時在電池組進行更換或者失效的情況下，主控MCU3控制電源輸出也是斷開的，所以維修人員只需針對性的對已失效的電池組進行更換而不需要將系統(tǒng)其他部件一起更換。
[0042]如圖2所示；B+代表系統(tǒng)電源的正極，B-代表系統(tǒng)電源的負極；當系統(tǒng)需要擴壓時，將待擴壓的電池組串聯(lián)至原系統(tǒng)，主控MCU3通過串行總線4接收到擴壓電池組的狀態(tài)信息后，將原系統(tǒng)電源開關(guān)關(guān)閉，打開新接入相對應(yīng)的電源開關(guān)完成擴壓操作，
[0043]本實施例為3組電池組，但不限于3組。根據(jù)不同要求的系統(tǒng)，電池組數(shù)量可無限串聯(lián)。
[0044]以上通過優(yōu)選的和具體的實施例詳細的描述了本實用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實用新型并不局限于以上所述實施例，凡在本實用新型的基本原理之內(nèi)，所作的任何修改、組合及等同替換等，均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，其特征在于，包括:鋰電池組，采集電路，MCU，主控MCU和電氣開關(guān)；所述電氣開關(guān)與所述主控MCU相連；所述鋰電池組與所述采集電路相連，所述采集電路與所述MCU相連，每個所述采集電路對應(yīng)一個獨立的所述MCU，每個獨立的所述MCU通過串行總線與所述主控MCU相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，其特征在于，所述鋰電池組包含鋰電池的數(shù)量為4?24串，所述鋰電池組是每一串所述鋰電池逐級串聯(lián)，每一串所述鋰電池的容量相同；所述鋰電池組的總電壓為所有串的所述鋰電池的電壓之和；每一串是所述鋰電池是至少一個的單個標稱電壓的鋰電池并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，其特征在于，所述MCU的數(shù)量不少于I個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，其特征在于，所述一個MCU對應(yīng)一個所述鋰電池組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣開關(guān)采用繼電器或接觸器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，其特征在于，所述采集電路為電池管理芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，其特征在于，所述電池管理芯片采用LTC6802電池監(jiān)測芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，其特征在于，所述LTC6802電池監(jiān)測芯片采用電平移動串行接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰電池BMS新型電源系統(tǒng)，其特征在于，多片所述LTC6802電池監(jiān)測芯片直接串聯(lián)連接。
【文檔編號】H02J7/00GK203747460SQ201420063969
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】關(guān)念, 閃俊杰 申請人:北京海特遠舟新能源科技有限公司