電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及后備電源領域，具體涉及一種電池管理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]相關技術中，電池監(jiān)控單元通過多個電池管理單元對多個電池組進行管理和控制。如圖1所示，每個電池管理單元都是通過它所管理的電池組來供電。雖然各個電池管理單元的電路一致，但由于器件本身可能存在差異，每個電池組內電芯的內阻也可能存在差異，這將使得每個電池管理單元的實際功耗存在差異。進而可能導致多個電池組在串聯(lián)使用時，電量出現(xiàn)不均衡的問題。為了保證電池組電量均衡，一般需要開啟均衡電路，這樣會使能耗增加，同時也可能縮短電池組的使用壽命。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的目的在于提出一種電池管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠保證各個電池組電量相一致，進而減少均衡電路的開啟，降低能耗，提高動力電池的使用壽命。
[0004]本實用新型的電池管理系統(tǒng)包括:與輸入輸出母線相連的動力電池，所述動力電池包括多個電池組；多個電池管理單元，所述多個電池管理單元一一對應地與所述多個電池組相連，以對相應的電池組進行監(jiān)測和管理；電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊與所述輸入輸出母線相連；電池監(jiān)控單元，所述電池監(jiān)控單元分別與所述電壓轉換模塊和所述多個電池管理單元相連，所述電池監(jiān)控單元為所述多個電池管理單元供電，并與所述多個電池管理單元相互通信，以對所述動力電池進行監(jiān)測和管理。
[0005]本實用新型的電池管理系統(tǒng)，能夠保證各個電池組電量相一致，進而減少均衡電路的開啟，降低能耗，提高動力電池的使用壽命。
[0006]本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0007]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0008]圖1是相關技術中電池管理系統(tǒng)的結構示意圖；
[0009]圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例的電池管理系統(tǒng)的結構示意圖；
[0010]圖3是根據(jù)本實用新型一個實施例的電池監(jiān)控單元中開關電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面詳細描述本實用新型的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0012]下面參考附圖描述本實用新型實施例的電池管理系統(tǒng)。
[0013]圖2為本實用新型一個實施例的電池管理系統(tǒng)的結構示意圖。
[0014]如圖2所示，該電池管理系統(tǒng)包括:與輸入輸出母線相連的動力電池10、多個電池管理單元20、電壓轉換模塊30和電池監(jiān)控單元40。其中，動力電池10包括多個電池組，多個電池管理單元20 —一對應地與多個電池組相連，以對相應的電池組進行監(jiān)測和管理，電壓轉換模塊30與輸入輸出母線相連，電池監(jiān)控單元40分別與電壓轉換模塊30和多個電池管理單元20相連，電池監(jiān)控單元40為多個電池管理單元20供電，并與多個電池管理單元20相互通信，以對動力電池進行監(jiān)測和管理。
[0015]需要說明的是，在本實用新型的實施例中，輸入輸出母線包括圖2中所示的正母線和負母線。其中，正母線與動力電池正極連接，負母線與動力電池負極連接。
[0016]具體地，動力電池10為多個電池組串聯(lián)而成，可以是5個、7個、10個等電池組串聯(lián)，每個電池組的輸出電壓可以是48V。如圖2所示，在市電存在時，由電源系統(tǒng)向負載供電，多個電池組處于浮充狀態(tài)；當市電停電時，由多個電池組向負載供電。
[0017]優(yōu)選地，每個電池組配備一個電池管理單元，如圖2所示，電池管理單元可以由電源單元、通信模塊、微處理器、電壓溫度采集模塊等組成。其中，電源單元可將外部供給電源電壓(如24V)變換為電池管理單元中電路所需的各種電壓，通信模塊可將采集到的電壓和溫度數(shù)據(jù)上傳給電池監(jiān)控單元40，還可以接收電池監(jiān)控單元40發(fā)來的控制命令，電壓溫度采集模塊用于檢測電池組內各個電芯的電壓和溫度。
[0018]在本實用新型的實施例中，如圖2所示，電池管理系統(tǒng)還包括:低壓蓄電池50和充放電控制模塊60，其中，低壓蓄電池50與電池監(jiān)控單元40相連，以在輸入輸出母線斷電后為電池監(jiān)控單元40供電，充放電控制模塊60用于控制動力電池10充電和放電，充放電控制模塊60設置在動力電池10和輸入輸出母線之間，充放電控制模塊60由電池監(jiān)控單元40控制。
[0019]其中，充放電控制模塊60包括:第一開關61和第二開關62(圖2中的RLY1和RLY2)，第一開關61的一端與輸入輸出母線相連，第一開關61的另一端與第二開關62的一端相連，第二開關62的另一端與動力電池10相連；以及第一二極管63和第二二極管64 (圖2中的D1和D2)，第一二極管63的陽極與輸入輸出母線相連，第一二極管63的陰極與第二二極管64的陰極相連，第二二極管64的陽極與動力電池10相連，第一二極管63的陰極與第一開關61的另一端相連。優(yōu)選地，第一開關61和第二開關62可以是繼電器，便于調節(jié)控制，且安全可靠。
[0020]具體地，正常工作時，第一開關61和第二開關62都處于閉合狀態(tài)，動力電池10正常充電和放電。當單節(jié)電芯過充時，第二開關62斷開，動力電池10不再充電，但仍然可以放電，當檢測到動力電池10放電時，閉合第二開關62，使電流通過第一開關61和第二開關62放電，而不是流經(jīng)第二二極管64放電(二極管壓降較大，損耗很大)。當單節(jié)電芯過放時，斷開第一開關61，動力電池10不再放電，但仍然可以充電，當檢測到動力電池10充電時，閉合第一開關61，使電流通過第一開關61和第二開關62充電，而不是流經(jīng)第一二極管63充電。
[0021]在本實用新型的實施例中，該電池管理系統(tǒng)還包括:采集模塊70，采集模塊70用于采集動力電池10的總電流和總電壓，采集模塊70位于充電控制模塊60和動力電池10之間，采集模塊70與電池監(jiān)控單元40相連，以將采集到的動力電池10的總電流和總電壓發(fā)送給電池監(jiān)控單元40，以便電池監(jiān)控單元40對動力電池10進行監(jiān)測和管理。
[0022]其中，電池監(jiān)控單元40包括:電源模塊41、開關電路42和監(jiān)控電路43，電源模塊41與電壓轉換模塊30和低壓蓄電池50相連，電源模塊41通過開關電路42與多個電池管理單元20相連，以通過開關電路42為多個電池管理單元20供電，監(jiān)控電路43分別與電源模塊41和多個電池管理單元20相連，以對動力電池10進行監(jiān)測和管理。
[0023]具體地，監(jiān)控電路43接收多個電池管理單元20發(fā)送的電壓和溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)上述數(shù)據(jù)對多個電池管理單元20分別發(fā)出控制命令，同時監(jiān)控電路43還可以接收采集模塊70發(fā)來的系統(tǒng)電壓電流信息，并根據(jù)該信息以及多個電池管理單元20發(fā)送的電壓溫度數(shù)據(jù)控制充放電控制模塊60中的第一開關61和第二開關62動作，以實現(xiàn)對整個電池系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。電源模塊41的輸入端接電壓轉換模塊30的輸出端，從電壓轉換模塊30中取電(比如24V直流電)，并通過開關電路42給