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(guò)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(fèi)，另一方面會(huì)帶來(lái)熱量管理的問(wèn)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(dāng)能量低的單體電池與能量高的單體電池相差較遠(yuǎn)時(shí)電池組內(nèi)所需的均衡時(shí)間也較長(zhǎng)。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(jìn)行判斷以控制能量轉(zhuǎn)移。眾所周知，電池電壓并不能準(zhǔn)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(jiǎn)單的電壓判斷方法進(jìn)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(wèn)題是提供一種電池管理系統(tǒng)，能夠更加精準(zhǔn)的實(shí)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(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種電池管理系統(tǒng)，用于對(duì)至少兩組電池組進(jìn)行電量均衡，每一電池組包括至少兩個(gè)電池單體，電池管理系統(tǒng)包括中央控制單元和對(duì)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(guò)第一總線連接，電量均衡裝置之間通過(guò)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(duì)所對(duì)應(yīng)的電池組內(nèi)的電池單體進(jìn)行組內(nèi)電量均衡，并進(jìn)一步在中央控制單元的控制下對(duì)不同的電池組進(jìn)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(duì)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(duì)應(yīng)的電池組的總正極，隔離穩(wěn)壓恒流模塊的負(fù)輸入端連接對(duì)應(yīng)的電池組的總負(fù)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(fù)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(jìn)行電量均衡的電池單體，并控制對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組將需進(jìn)行電量均衡的電池單體的正極和負(fù)極分別連接至第二總線和第三總線，以利用電池組對(duì)需進(jìn)行電量均衡的電池單體進(jìn)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(duì)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(duì)應(yīng)的電池單體的負(fù)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(jìn)行電量均衡的電池單體后控制對(duì)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(jì)算電池單體的荷電狀態(tài)，并進(jìn)一步根據(jù)荷電狀態(tài)確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體。
[0009]其中，每一電量均衡裝置進(jìn)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(fù)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(jìn)行電量均衡的電池組，并控制對(duì)應(yīng)的組間開關(guān)將需進(jìn)行電量均衡的電池組的總正極和總負(fù)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(jìn)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(jìn)行轉(zhuǎn)移。
[0010]其中，電量均衡裝置進(jìn)一步包括第一保護(hù)開關(guān)，第一保護(hù)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(fù)輸入端與電池組的總負(fù)極之間，處理模塊進(jìn)一步在確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體或電池組后控制第一保護(hù)開關(guān)閉合。
[0011]其中，電量均衡裝置進(jìn)一步包括第二保護(hù)開關(guān)，第二保護(hù)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(fù)輸出端與第三總線之間，處理模塊進(jìn)一步在確定需進(jìn)行電量均衡的電池單體后控制第二保護(hù)開關(guān)閉口 O
[0012]其中，每一電量均衡裝置進(jìn)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(fù)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(guò)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(jìn)行電量均衡的電池單體，并控制對(duì)應(yīng)的組內(nèi)開關(guān)組將需進(jìn)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(duì)需進(jìn)行電量均衡的電池單體進(jìn)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(jìn)行電量均衡的電池組，并控制對(duì)應(yīng)的組間開關(guān)將需進(jìn)行電量均衡的電池組的總正極和總負(fù)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(jìn)行電量均衡的電池組進(jìn)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(zhǔn)的實(shí)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(shuō)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(shí)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(gè)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(guò)第一總線13連接，電量均衡裝置11之間通過(guò)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(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)用于對(duì)電池組PACK1、PACK2、PACKM (M彡3)進(jìn)行電量均衡。以電池組PACKM為例，電池組PACKM包括至少兩個(gè)電池單體BTN (I),BTN (N)，其中N彡2。電池組PACKM與對(duì)應(yīng)的電量均衡模塊11連接。電量均衡裝置11用于對(duì)所對(duì)應(yīng)的電池組PACKM內(nèi)的電池單體BTN (N)進(jìn)行組內(nèi)電量均衡，并進(jìn)一步在中央控制單元12的控制下對(duì)不同的電池組PACKM進(jìn)行組間電量均衡。
[0018]在本實(shí)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(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)用于對(duì)超過(guò)三組電池組PACKl、PACK2、PACKM進(jìn)行電量均衡，具體需要根據(jù)實(shí)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(hù)開關(guān)116、第二保護(hù)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(duì)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(jìn)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(guò)第四總線18與處理模塊115連接，處理模塊115通過(guò)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(guò)Ql端與第一保護(hù)開關(guān)116連接，又通過(guò)Q2端與第二保護(hù)開關(guān)117連接，再通過(guò)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(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)的電池單體BTN(N)的負(fù)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(duì)應(yīng)的電池組PACKM的總正極，隔離穩(wěn)壓恒流模塊114的負(fù)輸入端