專利名稱：一種可自動(dòng)切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池管理裝置，具體涉及一種可自動(dòng)切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著各種以電池為能源的設(shè)備的推廣，電池系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)成本越來越受到人們的關(guān)注。由于電池單元電壓較低，為了達(dá)到用電器電壓等級(jí)要求，需要對(duì)電池單元進(jìn)行串聯(lián)，以達(dá)到較高電壓，便于直接驅(qū)動(dòng)用電器工作。如電動(dòng)自行車需要48v左右的電壓，電動(dòng)大巴車需要500v左右的電壓，都需要使用一定數(shù)目的電池串聯(lián)使用。但是串聯(lián)電池系統(tǒng)可能會(huì)因?yàn)榇?lián)回路里某一電池單元性能不良而導(dǎo)致整串電池失效，為用戶造成損失。串聯(lián)數(shù)量越多，出故障概率也就越大，維護(hù)的難度也隨之增加。由于電池單元個(gè)體差異性，每一個(gè)電池單元的容量、自放電、內(nèi)阻和放電平臺(tái)等電·氣參數(shù)不可能完全一樣。即使是初始狀態(tài)接近的電池單元串聯(lián)組合在一起工作，通過一段時(shí)間的使用，常常會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)單元不平衡的現(xiàn)象產(chǎn)生。雖然通過對(duì)電池組加裝平衡電路可以在一段程度上減輕電池單元在運(yùn)行中產(chǎn)生的個(gè)體差異，但如果電池單元由于某些原因失效，電池組仍然會(huì)失效，傳統(tǒng)的方法只能治標(biāo)不能治本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可自動(dòng)切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，它可以自動(dòng)將串聯(lián)電池組里面即將失效的電池單元切離出整個(gè)串聯(lián)回路，也可以在需要的時(shí)候比如充電的時(shí)將已切離的電池單元重新接入。靈活性很高。大大降低了對(duì)電池單元一致性的要求。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種可自動(dòng)切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，它包括由多個(gè)電池單元串聯(lián)而成的電池組，每個(gè)電池單元兩端通過光電隔離器連接有電池單元檢測(cè)模塊；還包括多個(gè)二路互鎖開關(guān)，每個(gè)電池的正負(fù)極分別與一個(gè)二路互鎖開關(guān)的兩個(gè)觸頭連接，二路互鎖開關(guān)的活動(dòng)端與相鄰的電池單元負(fù)極連接將電池單元串聯(lián)；電池單元檢測(cè)模塊與二路互鎖開關(guān)連接，電池單元檢測(cè)模塊通過通訊線路和光電隔離器與主控制模塊連接；電池組串聯(lián)有主控制開關(guān)，主控制開關(guān)和主控制模塊通過通訊線路連接，主控制模塊通過CAN總線或485總線與上位機(jī)連接。每個(gè)電池單元并聯(lián)有一個(gè)二極管，二級(jí)管的陽極與電池單元的負(fù)極連接，二極管的陰極與二路互鎖開關(guān)的活動(dòng)端連接。所述的電池單元檢測(cè)模塊包括電池狀態(tài)檢測(cè)電路和PLC控制器，電池狀態(tài)檢測(cè)電路通過通訊線路與PLC控制器連接，PLC控制器通過線路與對(duì)應(yīng)的二路互鎖開關(guān)連接，所述的主控制模塊為PLC控制器，所述的上位機(jī)為PC機(jī)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于[0010]I.具有放電過程中實(shí)時(shí)將電池組中已經(jīng)達(dá)到過放門限值的電池単元切除的功能，以此保證整個(gè)電池組放電電壓平穩(wěn)；采用該結(jié)構(gòu)可以保證電池組中每個(gè)電池単元完全放電，同時(shí)又可以保證每個(gè)電池単元不至于因過放電造成損壞，大大延長(zhǎng)了電池組的使用壽命和可靠性；2.具有充電過程中實(shí)時(shí)將電池組中已經(jīng)達(dá)到過充門限值的電池単元切除的功能，以此保證尚未充滿電的電池單元可以逐一達(dá)到完全充滿的狀態(tài)，采用此種結(jié)構(gòu)可以用較低電壓的充電器充滿較高電壓的電池組；3.具有判斷電池組中故障電池單元的功能，如故障電池單元電壓已低于允許最低門限值，此時(shí)該電池単元會(huì)被永久切除出電池組，并由上位機(jī)記錄該故障電池單元的編號(hào)及故障狀態(tài)，以方便接下來的修理工作，并不再對(duì)其進(jìn)行接入操作；4.電池單元并聯(lián)有ニ極管，在切換瞬間不用斷開主控制開關(guān)，整個(gè)回路的工作電 流將通過ニ極管在回路中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在線切除或接入，電池組的輸出或輸入不會(huì)中斷，適合在不允許電カ有短暫中斷的情況下使用；5.該系統(tǒng)的靜態(tài)耗電量低，可以長(zhǎng)期接在電池組上。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例ー的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例ニ的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于以下所述。實(shí)施例一如圖I所示，ー種可自動(dòng)切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，它包括由多個(gè)電池単元串聯(lián)而成的電池組，每個(gè)電池單元兩端通過光電隔離器連接有電池單元檢測(cè)模塊；還包括多個(gè)ニ路互鎖開關(guān)，每個(gè)電池單元的正負(fù)極分別與ー個(gè)ニ路互鎖開關(guān)的兩個(gè)觸頭連接，ニ路互鎖開關(guān)的活動(dòng)端與相鄰的電池単元負(fù)極連接將電池単元串聯(lián)；電池單元檢測(cè)模塊與ニ路互鎖開關(guān)連接，電池單元檢測(cè)模塊通過通訊線路和光電隔離器與主控制模塊連接；電池組串聯(lián)有主控制開關(guān)，主控制開關(guān)和主控制模塊通過通訊線路連接，主控制模塊通過CAN總線或485總線與上位機(jī)連接。電池單元檢測(cè)模塊包括電池狀態(tài)檢測(cè)電路和PLC控制器，電池狀態(tài)檢測(cè)電路通過通訊線路與PLC控制器連接，電池狀態(tài)檢測(cè)電路可被操作用于向PLC控制器發(fā)送電池単元工作狀態(tài)信號(hào)，PLC控制器與通過線路與對(duì)應(yīng)的ニ路互鎖開關(guān)連接，主控制模塊為PLC控制器，上位機(jī)為PC機(jī)。 電池單元檢測(cè)模塊中的電池狀態(tài)檢測(cè)電路可動(dòng)態(tài)檢測(cè)電池單元狀態(tài)，并將狀態(tài)信號(hào)發(fā)送至PLC控制器，電壓正常吋，PLC控制器控制ニ路互鎖開關(guān)的活動(dòng)端與電池單元的正極連接，使電池單元處于正常的充放電狀態(tài)下。當(dāng)電池單元電壓異常，或已經(jīng)達(dá)到過充、過放門限電壓時(shí)，PLC控制器控制ニ路互鎖開關(guān)的活動(dòng)端與電池單元的負(fù)極連接，使該電池單元處于被切除狀態(tài)，被旁路在串聯(lián)系統(tǒng)之外，并將該電池單元的工作狀態(tài)傳輸至主控制模塊，主控制模塊將收到的信息傳遞至上位機(jī)，上位機(jī)記錄該電池單元的編號(hào)及狀態(tài)，以方便接下來對(duì)故障電池單元的修理工作，并不再將故障電池單元接入。在整個(gè)串聯(lián)回路上由主控制模塊控制一個(gè)能承受電池組電流和電壓的主控制開關(guān)，當(dāng)電池單元在執(zhí)行切換動(dòng)作時(shí)，主控制模塊控制主控制開關(guān)暫時(shí)斷開整個(gè)電池組回路，然后再開始電池単元的接入或切除操作。操作完成后主控制模塊控制主控制開關(guān)閉合，從而實(shí)現(xiàn)了零電流切換，減少對(duì)開關(guān)元件的沖擊，提高其壽命及可靠性。實(shí)施例ニ 如圖2所示，本實(shí)施例是在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的，即每個(gè)電池單元并聯(lián)有一個(gè)ニ極管，ニ級(jí)管的陽極與電池單元的負(fù)極連接，ニ極管的陰極與ニ路互鎖開關(guān)的活動(dòng)端連接。這樣在切換瞬間不用斷開主控制開關(guān)，整個(gè)回路的工作電流將通過ニ極管在回路中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在線切除或接入。整個(gè)電池系統(tǒng)輸出或輸入不會(huì)中斷，適合在不允許電カ有
短暫中斷的情況下使用。
權(quán)利要求1.一種可自動(dòng)切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，它包括由多個(gè)電池單元串聯(lián)而成的電池組，每個(gè)電池單元兩端通過光電隔離器連接有電池單元檢測(cè)模塊； 還包括多個(gè)二路互鎖開關(guān)，每個(gè)電池的正負(fù)極分別與一個(gè)二路互鎖開關(guān)的兩個(gè)觸頭連接，二路互鎖開關(guān)的活動(dòng)端與相鄰的電池單元負(fù)極連接將電池單元串聯(lián)； 電池單元檢測(cè)模塊與二路互鎖開關(guān)連接，電池單元檢測(cè)模塊通過通訊線路和光電隔離器與主控制模塊連接； 電池組串聯(lián)有主控制開關(guān)，主控制開關(guān)和主控制模塊通過通訊線路連接，主控制模塊通過CAN總線或485總線與上位機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可自動(dòng)切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)電池單元并聯(lián)有一個(gè)二極管，二級(jí)管的陽極與電池單元的負(fù)極連接，二極管的陰極與二路互鎖開關(guān)的活動(dòng)端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種可自動(dòng)切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的電池單元檢測(cè)模塊包括電池狀態(tài)檢測(cè)電路和PLC控制器，電池狀態(tài)檢測(cè)電路通過通訊線路與PLC控制器連接，PLC控制器通過線路與對(duì)應(yīng)的二路互鎖開關(guān)連接，所述的主控制模塊為PLC控制器，所述的上位機(jī)為PC機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可自動(dòng)切除串聯(lián)電池組中失效單元的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，它包括由多個(gè)電池單元串聯(lián)而成的電池組，每個(gè)電池單元兩端連接有電池單元檢測(cè)模塊；每個(gè)電池單元的正負(fù)極分別與一個(gè)二路互鎖開關(guān)的觸頭連接，二路互鎖開關(guān)的活動(dòng)端與相鄰的電池單元負(fù)極連接將電池單元串聯(lián)；電池單元檢測(cè)模塊與二路互鎖開關(guān)連接，電池單元檢測(cè)模塊通過通訊線路與主控制模塊連接；電池組串聯(lián)有主控制開關(guān)，主控制開關(guān)和主控制模塊連接，主控制模塊通過總線與上位機(jī)連接。本實(shí)用新型可以自動(dòng)將串聯(lián)電池組里面即將失效的電池單元切離出整個(gè)串聯(lián)回路，也可以在需要的時(shí)候比如充電的時(shí)將已切離的電池重新接入。靈活性高，降低了對(duì)電池一致性的要求。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202535104SQ201220100178
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者況鈞耀, 彭滔, 毛林彬, 毛珂 申請(qǐng)人:成都宇能通能源開發(fā)有限公司