【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池管理系統(tǒng)及其均流電路板。

背景技術(shù)：

電池在生產(chǎn)過程中由于原材料及生產(chǎn)工藝的不同，其容量、內(nèi)阻、電壓及自放電率均會(huì)存在一定的差異。同時(shí)，在使用過程中隨著充放電循環(huán)次數(shù)的增加及存儲(chǔ)的時(shí)間、溫度等因素的影響，每個(gè)電池的損耗程度將不同，每個(gè)電池的充電電流及放電電流也將不同。當(dāng)電池組中某個(gè)電池?fù)p耗嚴(yán)重時(shí)，其充電電流和放電電流會(huì)迅速增大。然而，充電電流和放電電流的增大不僅加速了電池組的老化，而且還會(huì)引起發(fā)熱問題，當(dāng)溫度過大時(shí)，甚至?xí)龤щ姵貎?nèi)部材料從而引起電池組的爆炸。

鑒于此，實(shí)有必要提供一種電池管理系統(tǒng)以及均流電流板以克服以上缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能使電池組中每個(gè)電芯的充電電流一致且放電電流一致的均流電路板。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種均流電路板，所述均流電路板包括控制芯片及多個(gè)均流單元，所述控制芯片與電池管理單元及每個(gè)均流單元相連，每個(gè)均流單元包括電子開關(guān)及儲(chǔ)能元件，每個(gè)電子開關(guān)的第一端與所述控制芯片相連，每個(gè)電子開關(guān)的第二端與相應(yīng)的電芯相連，每個(gè)電子開關(guān)的第三端與相應(yīng)的儲(chǔ)能元件相連，所述控制芯片根據(jù)所述電池管理單元發(fā)送的指令控制每個(gè)電子開關(guān)的導(dǎo)通和截止頻率，從而使每個(gè)電芯的充電電流一致且放電電流一致。

本發(fā)明的目的是還提供一種應(yīng)用上述均流電路板的電池管理系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于管理多個(gè)電池組且包括電池控制單元、多個(gè)電池管理單元及多個(gè)如上所述的均流電路板，所述電池管理單元、所述均流電路板及所述電池組數(shù)量相連且一一對(duì)應(yīng)，所述電池控制單元通過相應(yīng)的電池管理單元及相應(yīng)的均流電路板與相應(yīng)的電池組相連，所述電池控制單元發(fā)送的指令通過相應(yīng)的電池管理單元傳輸給相應(yīng)的均流電路板，每個(gè)均流電路板根據(jù)接收到的指令使相應(yīng)的電池組中每個(gè)電芯的充電電流一致且放電電流一致。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過每個(gè)均流電路板中的控制芯片根據(jù)接收到的指令控制每個(gè)電子開關(guān)的導(dǎo)通和截止頻率，從而使相應(yīng)的電池組中每個(gè)電芯的充電電流一致且放電電流一致，進(jìn)而有效地避免了每個(gè)電池組因某些電芯的充電電流過大或放電電流過大而導(dǎo)致的老化加速及發(fā)熱等問題。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例提供的電池管理系統(tǒng)的原理框圖。

圖2為圖1中均流電路板的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人士在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為與另一個(gè)元件“相連”時(shí)，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人士通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

請(qǐng)一并參閱圖1及圖2，本發(fā)明的實(shí)施例提供的電池管理系統(tǒng)10用于管理多個(gè)電池組20。所述電池管理系統(tǒng)10包括bcu(batterycontrolunit，電池控制單元)100、多個(gè)bmu(batterymanagementunit，電池管理單元)200及多個(gè)均流電路板300。所述bmu200、所述均流電路板300及所述電池組20數(shù)量相連且一一對(duì)應(yīng)。所述bcu100通過相應(yīng)的bmu200及相應(yīng)的均流電路板300與相應(yīng)的電池組20相連。所述bcu100發(fā)送的指令通過相應(yīng)的bmu200傳輸給相應(yīng)的均流電路板300。每個(gè)均流電路板300根據(jù)接收到的指令使相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的充電電流一致且放電電流一致。在本實(shí)施方式中，每個(gè)電池組20包括多個(gè)串聯(lián)及/或并聯(lián)的電芯26。

所述電池管理系統(tǒng)10還包括多個(gè)電壓采集模塊500及多個(gè)均衡模塊600。所述電壓采集模塊500、所述均衡模塊600及所述電池組20數(shù)量相連且一一對(duì)應(yīng)。每個(gè)電壓采集模塊500與相應(yīng)的電池組20及相應(yīng)的均流電路板300相連。每個(gè)均衡模塊600與相應(yīng)的電池組20、相應(yīng)的均流電路板300及相應(yīng)的bmu200相連。每個(gè)電壓采集模塊500采集相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的電壓，并將采集到的電壓通過相應(yīng)的均流電路板300及相應(yīng)的bmu200傳輸給所述bcu100。所述bcu100通過相應(yīng)的bmu200發(fā)送指令給相應(yīng)的均衡模塊600，每個(gè)均衡模塊600根據(jù)接收到的指令對(duì)相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的容量進(jìn)行均衡。

請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D2，所述均流電路板300包括控制芯片310及多個(gè)均流單元320。所述控制芯片310與相應(yīng)的bmu200及每個(gè)均流單元320相連。每個(gè)均流單元320包括電子開關(guān)321及儲(chǔ)能元件322。每個(gè)電子開關(guān)321的第一端與所述控制芯片310相連，每個(gè)電子開關(guān)321的第二端與相應(yīng)的電池組20中相應(yīng)的電芯26相連，每個(gè)電子開關(guān)321的第三端與相應(yīng)的儲(chǔ)能元件322相連。所述控制芯片310根據(jù)所述bmu200發(fā)送的指令控制每個(gè)電子開關(guān)321的導(dǎo)通和截止頻率，從而使相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的充電電流一致且放電電流一致。在本實(shí)施方式中，每個(gè)均流電路板300所包括的電子開關(guān)321的數(shù)量與相應(yīng)的電池組20所包括的電芯26的數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng)。

當(dāng)每個(gè)電子開關(guān)321導(dǎo)通時(shí)，每個(gè)電芯26通過相應(yīng)的電子開關(guān)321及相應(yīng)的儲(chǔ)能元件322進(jìn)行充電或放電。當(dāng)每個(gè)電子開關(guān)321斷開時(shí)，每個(gè)儲(chǔ)能元件322進(jìn)行短時(shí)間的充電或放電。

每個(gè)均流單元320還包括電流傳感器323。每個(gè)電流傳感器323與所述控制芯片310及相應(yīng)的儲(chǔ)能元件322相連。每個(gè)電流傳感器323用于感測(cè)相應(yīng)的電芯26的充電電流及放電電流，并將感測(cè)到的電流值傳輸給所述控制芯片310。

每個(gè)均流單元320還包括電芯接口326。每個(gè)電子開關(guān)321的第二端通過相應(yīng)的電芯接口326與相應(yīng)的電芯26相連。

每個(gè)均流單元320還包括溫度傳感器328。每個(gè)溫度傳感器328與所述控制芯片310相連，每個(gè)溫度傳感器328感測(cè)相應(yīng)的電芯26的溫度，并將感測(cè)到的溫度值傳輸給所述控制芯片310。

所述均流電路板300還包括用于與其它均流電路板300相連且允許大電流通過的第一接口330。所述均流電路板300通過所述第一接口330與其它均流電路板300通訊。

所述均流電路板300還包括用于與相應(yīng)的電壓采集模塊500相連的第二接口350。所述均流電路板300通過所述第二接口350接收相應(yīng)的電壓采集模塊500采集到的相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的電壓。

所述均流電路板300還包括與均衡模塊600相連的第三接口360。所述均流電路板300通過所述第三接口360與所述均衡模塊600通訊。

在本實(shí)施方式中，所述電子開關(guān)321可以為三極管、mos管或igbt。所述電子開關(guān)321的第一端、第二端及第三端可以分別對(duì)應(yīng)三極管的基極、集電極及發(fā)射極，mos管的柵極、漏極及源極，或igbt的門極、集電極及發(fā)射極。

下面將對(duì)本發(fā)明電池管理系統(tǒng)10及其均流電路板300的工作原理進(jìn)行說明。

工作時(shí)，所述bcu100通過相應(yīng)的bmu200發(fā)送指令給相應(yīng)的均流電路板300的控制芯片310。所述控制芯片310根據(jù)接收到的指令控制每個(gè)電子開關(guān)321的導(dǎo)通和截止頻率，以使相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的充電電流一致且放電電流一致。當(dāng)每個(gè)電子開關(guān)321導(dǎo)通時(shí)，每個(gè)電芯26通過相應(yīng)的電子開關(guān)321及相應(yīng)的儲(chǔ)能元件322進(jìn)行充電或放電；當(dāng)每個(gè)電子開關(guān)321斷開時(shí)，每個(gè)儲(chǔ)能元件322進(jìn)行短時(shí)間的充電或放電，以使相應(yīng)的電流傳感器323能持續(xù)地感測(cè)到電流。每個(gè)電流感測(cè)單元感測(cè)到的電流為相應(yīng)的電芯26的充電電流或放電電流。每個(gè)電流感測(cè)單元將感測(cè)到的電流值傳輸給所述控制芯片310，所述控制芯片310將所述電流值通過相應(yīng)的bmu200傳輸給所述bcu100。

所述bcu100根據(jù)接收到的電流值來判斷是否需要調(diào)整發(fā)送相應(yīng)的控制芯片310的指令。具體地，當(dāng)所述bcu100根據(jù)接收到的電流值判斷相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的充電電流一致且放電電流一致時(shí)，所述bcu100繼續(xù)發(fā)送原來的指令給相應(yīng)的控制芯片310。當(dāng)所述bcu100根據(jù)接收到的電流值判斷相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的充電電流不一致或放電電流不一致時(shí)，所述bcu100需要調(diào)整發(fā)送相應(yīng)的控制芯片310的指令，直至所述bcu100根據(jù)接收到的電流值判斷相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的充電電流一致且放電電流一致。

當(dāng)所述控制單元輸出的指令改變時(shí)，所述控制芯片310控制每個(gè)電子開關(guān)321的導(dǎo)通和截止頻率將隨之改變，所每個(gè)電流傳感器323感測(cè)到的電流值也將隨之改變。由此可知，所述均流電路板300可以根據(jù)所述bcu100輸出的指令來控制相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的充電電流及放電電流。

在本實(shí)施方式中，所述控制芯片310接收到指令后輸出相應(yīng)的pwm(pulsewidthmodulation，脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)來控制每個(gè)電子開關(guān)321的導(dǎo)通和截止頻率。具體地，所述控制芯片310通過調(diào)整pwm信號(hào)的占空比及頻率來控制所述電子開關(guān)321的導(dǎo)通和截止頻率。在其它實(shí)施方式中，所述控制芯片310可以通過其它方式來控制所述電子開關(guān)321的導(dǎo)通和截止頻率。

可以理解，當(dāng)所述控制芯片310控制每個(gè)電子開關(guān)321一直導(dǎo)通時(shí)，每個(gè)電流傳感器323感測(cè)到電流為相應(yīng)的電芯26充電或放電時(shí)的真實(shí)電流值。每個(gè)電芯26的充電時(shí)的真實(shí)電流值不一定相等，每個(gè)電芯26的放電時(shí)的真實(shí)電流值也不一定相等。

每個(gè)電壓采集模塊500采集相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的電壓，并將采集到的電壓值通過相應(yīng)的第二接口350及相應(yīng)的控制芯片310輸出給相應(yīng)的bmu200。每個(gè)bmu200將接收到的電壓值傳輸給所述電池控制芯片310。

所述bcu100通過每個(gè)bmu200發(fā)送指令給相應(yīng)的均衡模塊600。每個(gè)均衡模塊600根據(jù)接收到的指令對(duì)相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的容量進(jìn)行均衡，從而使相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的一致性更好，進(jìn)行延長(zhǎng)了相應(yīng)的電池組20的使用壽命。

在本實(shí)施方式中，每個(gè)均流電路板300控制電芯26充電電流及放電電流的精度達(dá)到10ma，每個(gè)均流電路板300耐腐蝕、抗氧化、阻燃性好并且機(jī)械強(qiáng)度大能夠支撐相應(yīng)的電池組20中的多個(gè)電芯26；每個(gè)溫度傳感器328感測(cè)溫度的精度達(dá)到1攝氏度，每個(gè)溫度傳感器328可以感測(cè)相應(yīng)的電芯26的極耳溫度。

本發(fā)明通過每個(gè)均流電路板300中的控制芯片310根據(jù)接收到的指令控制每個(gè)電子開關(guān)321的導(dǎo)通和截止頻率，從而使相應(yīng)的電池組20中每個(gè)電芯26的充電電流一致且放電電流一致，進(jìn)而有效地避免了每個(gè)電池組20因某些電芯26的充電電流過大或放電電流過大而導(dǎo)致的老化加速及發(fā)熱等問題。

本發(fā)明并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所描述，因此對(duì)于熟悉領(lǐng)域的人士而言可容易地實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。