本技術涉及鋰離子電池，特別是涉及一種分布式鋰離子電池智能管理裝置。

背景技術：

1、當前bms主要架構分為集中式和分布式。傳統(tǒng)的bms采用集中式架構，將主控模塊和從控模塊進行一體化的設計，將單體電芯電壓采集、電池溫度、電流采集、充放電控制全部集成在一起，將高低壓進行分離、檢測和通信分開處理。集中式采樣通道數(shù)量有限、適用性差，僅適合小電池包使用。

2、集中式架構需要大量的通信線路連接各個電池模塊和中央控制單元，增加了系統(tǒng)的復雜性和成本，并且容易受到干擾和信號丟失的影響，要增加電池容量或模塊數(shù)量時，需要重新設計整個系統(tǒng)結構，擴展性受到了一定的限值，同時集中式架構會導致單元的功耗和熱量集中，造成局部過熱和能耗過高的問題。

3、隨著電池容量及體積越來越大，目前bms基本都是采用分布式的架構，由多個從控模塊、主控模塊、高壓控制單元組成。從控模塊負責檢測單體電壓、溫度、均衡管理、診斷，主控模塊接收從控模塊的數(shù)據(jù)，對動力電池系統(tǒng)進行評估、檢測系統(tǒng)狀態(tài)，進行熱管理、充放電控制、內(nèi)外通信管理等工作。各個子模塊可以獨立處理部分數(shù)據(jù)，減輕了單一中央處理單元的負擔。每個子模塊可以負責監(jiān)測和管理特定區(qū)域或電池組的數(shù)據(jù)，從而提高了系統(tǒng)的響應速度和數(shù)據(jù)處理能力。?因而分布式bms架構需要可以根據(jù)實際需求靈活配置各個子模塊，方便系統(tǒng)的擴展和升級。新的電池組可以通過增加相應的子模塊來實現(xiàn)集成，而無需對整個系統(tǒng)進行大規(guī)模的改動。分布式bms中各個子模塊可以并行工作，實時監(jiān)測和處理電池數(shù)據(jù)，從而提高了系統(tǒng)的響應速度和實時性。這對于需要快速調(diào)整電池管理策略的應用場景特別重要。

4、因此亟需提供一種新型的分布式鋰離子電池智能管理裝置來解決上述問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型所要解決的技術問題是提供一種分布式鋰離子電池智能管理裝置，采用主控板與采集板分離的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)一塊主控板連接最多15塊采集板，使用時只需要外接所需數(shù)量的采集板即可快速搭建系統(tǒng)。

2、為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是：提供一種分布式鋰離子電池智能管理裝置，包括主控板及與其連接的若干個采集板，每個采集板連接一個電池組，所述采集板包括電池采樣芯片、與電池采樣芯片連接的溫度采集電路、電壓采集電路、電流采集電路；所述主控板包括mcu、與mcu連接的繼電器模塊、通信模塊、存儲模塊、熱管理模塊、外部輸入信號檢測模塊；

3、所述繼電器模塊包括若干個繼電器控制電路，分別用于控制電池組的充電、預充電、總正、總負操作；

4、所述通信模塊包括can收發(fā)器電路、rs485通信電路，can收發(fā)器電路用于實時將電池信息和故障新信息通過can總線上報外部設備，rs485通信電路用于主控板與上位機之間的通信；

5、所述存儲模塊包括存儲模塊電路，用于存儲系統(tǒng)歷史測量數(shù)據(jù)及電池組的運行信息；

6、所述外部輸入信號檢測模塊包括外部輸入信號檢測電路，用于輸入外部喚醒信號。

7、在本實用新型一個較佳實施例中，所述電池采樣芯片采用鋰離子電池控制器mc33771，該控制器采用菊花鏈通信方式，并采用變壓器隔離信號。

8、在本實用新型一個較佳實施例中，所述mcu采用芯片mpc5748g。

9、在本實用新型一個較佳實施例中，所述繼電器控制電路包括預充電控制電路、充電控制電路、總正控制電路、總負控制電路，所述預充電控制電路包括繼電器k1、二極管d18、三極管v20、電容c126、電阻r155、電阻r158、電阻r148，二極管d18并聯(lián)在繼電器k1的第7、8引腳之間，三極管v20的集電極與繼電器k1的第7引腳及二極管d18的正極連接，電阻r155與三極管v20的基極連接，電阻r158與電容c126組成rc濾波電路并聯(lián)在三極管v20的基極與發(fā)射極之間，電阻r148與繼電器k1的第6引腳串聯(lián)。

10、在本實用新型一個較佳實施例中，所述can收發(fā)器電路包括can收發(fā)器u1、電容c2、c4、電感l(wèi)1、電阻r1，can收發(fā)器u1采用tja1042t，電容c2連接在u1的第三引腳上，電容c4連接在u1的第五引腳上。

11、在本實用新型一個較佳實施例中，所述電池采樣芯片與mcu之間通過隔離網(wǎng)絡高速收發(fā)器電路連接。

12、進一步的，所述隔離網(wǎng)絡高速收發(fā)器電路包括隔離網(wǎng)絡高速收發(fā)器及其外圍電路，所述隔離網(wǎng)絡高速收發(fā)器采用mc33664。

13、本實用新型的有益效果是：本實用新型采用分布式架構，各個電池模塊可以相對獨立地進行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和保護措施，降低了單點故障的風險，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。分布式架構更容易實現(xiàn)電池模塊的添加和替換，系統(tǒng)的擴展性和靈活性更高，便于適應不同容量、類型和組合方式的電池包，并且方便系統(tǒng)升級和維護。

技術特征：

1.一種分布式鋰離子電池智能管理裝置，包括主控板及與其連接的若干個采集板，每個采集板連接一個電池組，其特征在于，所述采集板包括電池采樣芯片、與電池采樣芯片連接的溫度采集電路、電壓采集電路、電流采集電路；所述主控板包括mcu、與mcu連接的繼電器模塊、通信模塊、存儲模塊、熱管理模塊、外部輸入信號檢測模塊；

2.根據(jù)權利要求1所述的分布式鋰離子電池智能管理裝置，其特征在于，所述電池采樣芯片采用鋰離子電池控制器mc33771，該控制器采用菊花鏈通信方式，并采用變壓器隔離信號。

3.根據(jù)權利要求1所述的分布式鋰離子電池智能管理裝置，其特征在于，所述mcu采用芯片mpc5748g。

4.根據(jù)權利要求1所述的分布式鋰離子電池智能管理裝置，其特征在于，所述繼電器控制電路包括預充電控制電路、充電控制電路、總正控制電路、總負控制電路，所述預充電控制電路包括繼電器k1、二極管d18、三極管v20、電容c126、電阻r155、電阻r158、電阻r148，二極管d18并聯(lián)在繼電器k1的第7、8引腳之間，三極管v20的集電極與繼電器k1的第7引腳及二極管d18的正極連接，電阻r155與三極管v20的基極連接，電阻r158與電容c126組成rc濾波電路并聯(lián)在三極管v20的基極與發(fā)射極之間，電阻r148與繼電器k1的第6引腳串聯(lián)。

5.根據(jù)權利要求1所述的分布式鋰離子電池智能管理裝置，其特征在于，所述can收發(fā)器電路包括can收發(fā)器u1、電容c2、c4、電感l(wèi)1、電阻r1，can收發(fā)器u1采用tja1042t，電容c2連接在u1的第三引腳上，電容c4連接在u1的第五引腳上。

6.根據(jù)權利要求1所述的分布式鋰離子電池智能管理裝置，其特征在于，所述電池采樣芯片與mcu之間通過隔離網(wǎng)絡高速收發(fā)器電路連接。

7.根據(jù)權利要求6所述的分布式鋰離子電池智能管理裝置，其特征在于，所述隔離網(wǎng)絡高速收發(fā)器電路包括隔離網(wǎng)絡高速收發(fā)器及其外圍電路，所述隔離網(wǎng)絡高速收發(fā)器采用mc33664。

技術總結
本技術公開了一種分布式鋰離子電池智能管理裝置，包括主控板及與其連接的若干個采集板，每個采集板連接一個電池組，所述采集板包括電池采樣芯片、與電池采樣芯片連接的溫度采集電路、電壓采集電路、電流采集電路；所述主控板包括MCU、與MCU連接的繼電器模塊、通信模塊、存儲模塊、熱管理模塊、外部輸入信號檢測模塊。通過上述方式，本技術采用分布式架構，各個電池模塊可以相對獨立地進行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和保護措施，降低了單點故障的風險，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。分布式架構更容易實現(xiàn)電池模塊的添加和替換，系統(tǒng)的擴展性和靈活性更高，便于適應不同容量、類型和組合方式的電池包，并且方便系統(tǒng)升級和維護。

技術研發(fā)人員：張躍
受保護的技術使用者：安徽國科昂輝科技有限公司
技術研發(fā)日：20240408
技術公布日：2025/1/6