本實(shí)用新型涉及供電設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電池管理裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

備用電源設(shè)備，如UPS(Uninterruptible Power System，不間斷電源)中包含有用于存儲(chǔ)電能的電池組，電池組在外部斷電的情況下可以通過(guò)電池組持續(xù)提供電能。

電池組中有多個(gè)電池單體串聯(lián)或并聯(lián)，電池組在工作過(guò)程中會(huì)對(duì)多個(gè)電池單體進(jìn)行充放電。在經(jīng)過(guò)多次充放電后，可能造成電池組中的各電池單體電量不均衡。導(dǎo)致電池壽命降低，或造成電池輸出不穩(wěn)定，對(duì)外接設(shè)備造成損害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電池管理裝置，應(yīng)用于多個(gè)電池單體，所述裝置包括：電池電壓采集單元、均衡單元及處理器；每個(gè)所述電池單體有一所述電池電壓采集單元及一所述均衡單元與之對(duì)應(yīng)；

所述電池電壓采集單元與所述電池單體及所述處理器連接，所述電池電壓采集單元獲取電池單體電壓值，并將所述電池單體電壓值發(fā)送給所述處理器；

所述處理器與所述電池電壓采集單元及所述均衡單元連接，所述處理器根據(jù)多個(gè)所述電池電壓采集單元發(fā)送的電池單體電壓值，向相應(yīng)的所述均衡單元發(fā)送控制指令；

所述均衡單元連接于外部電源及電池單體之間，所述均衡單元根據(jù)所述處理器發(fā)送的控制指令調(diào)整外部電源輸入所述電池單體的電流。

進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述處理器用于獲取多個(gè)所述電池電壓采集單元發(fā)送的電壓值，并計(jì)算獲得多個(gè)所述電池單體的平均電壓值，根據(jù)多個(gè)所述平均電壓值及所述電池單體電壓值，向與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元發(fā)送控制指令；

所述均衡單元用于接收所述處理器發(fā)送的控制指令，調(diào)整外部電源輸入所述電池單體的電流，使所述電池單體電壓值等于所述平均電壓值。

進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述均衡單元包括：輸出采集子單元及輸出控制子單元；

所述輸出采集子單元與所述輸出控制子單元及所述處理器連接，所述輸出采集子單元采集所述輸出控制子單元對(duì)電池單體的輸出電流值，并將所述輸出電流值發(fā)送給所述處理器；

所述輸出控制子單元與所述外部電源及所述處理器連接，所述處理器根據(jù)所述電池單體電壓值及輸出電流值向所述輸出控制子單元發(fā)送所述控制指令，所述輸出控制子單元接收所述處理器發(fā)送的控制指令，調(diào)整所述外部電源對(duì)所述電池單體的輸出電流大小。

進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述輸出采集子單元包括正采樣電路；

所述正采樣電路的負(fù)端接地，正端對(duì)輸出電流進(jìn)行采樣，并將獲得的輸出電流發(fā)送給所述處理器。

進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述輸出采集子單元包括負(fù)采樣電路；

所述負(fù)采樣電路的正端接地，負(fù)端對(duì)輸出電流進(jìn)行采樣，并將獲得的輸出電流發(fā)送給所述處理器。

進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述輸出控制子單元包括：反激主控模塊及整流模塊；

所述反激主控模塊與外部電源及所述處理器連接，所述反激主控模塊將外部電源輸入電能轉(zhuǎn)換為PWM波輸送給所述整流模塊，并根據(jù)所述處理器發(fā)送控制信號(hào)調(diào)整所述PWM波的頻率或占空比；

所述整流模塊與所述電池單體連接，所述整流模塊將所述PWM波轉(zhuǎn)化為直流電輸出給所述電池單體。

進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述整流模塊為同步整流模塊，所述同步整流模塊根據(jù)所述PWM波的頻率對(duì)所述PWM波進(jìn)行同步整流。

進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述輸出控制子單元還包括防反灌模塊；

所述防反灌模塊連接于所述整流模塊與所述電池之間，防止電池電流流向所述整流模塊。

進(jìn)一步地，在上述裝置中，裝置還包括通信單元；

所述通信單元與所述處理器及上位機(jī)連接，所述通信單元將所述處理器獲得的所述電池單體電壓值、平均電壓值、輸出電壓值或輸出電流值發(fā)送給所述上位機(jī)。

本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)包括多個(gè)電池單體，及本實(shí)用新型提供的用于管理所述多個(gè)電池單體的電池管理裝置。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型提供的一種電池管理裝置及系統(tǒng)，通過(guò)電池電壓采集單元采集各電池單體電壓值并發(fā)送給處理器，所述處理器根據(jù)各電池單體電壓值向均衡單元發(fā)送控制指令，使均衡單元控制外部電源輸入所述電池單體的充電電流，可以在充電過(guò)程中準(zhǔn)確地將各電池單體的電量調(diào)整均衡。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池管理裝置示意圖之一；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的均衡單元的子模塊示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的正采樣電路示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的負(fù)采樣電路示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的輸出控制子單元的模塊示意圖之一；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的輸出控制子單元的模塊示意圖之二；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池管理裝置示意圖之二。

圖標(biāo)：100-電池管理裝置；110-處理器；120-電池電壓采集單元；130-均衡單元；131-輸出采集子單元；132-輸出控制子單元；1321-反激主控模塊；1322-整流模塊；1323-防反灌模塊；140-通信單元；200-電池單體；300-上位機(jī)。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(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)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實(shí)用新型的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提供了一種電池管理裝置100，應(yīng)用于多個(gè)電池單體200，所述電池管理裝置100包括電池電壓采集單元120、均衡單元130及處理器110。每個(gè)所述電池單體200有一所述電池電壓采集單元120及一所述均衡單元130與之對(duì)應(yīng)。

具體地，所述電池電壓采集單元120與所述電池單體200及所述處理器110連接，所述電池電壓采集單元120獲取電池單體電壓值，并將所述電池單體電壓值發(fā)送給所述處理器110。

所述處理器110與所述電池電壓采集單元120及所述均衡單元130連接，所述處理器110根據(jù)多個(gè)所述電池電壓采集單元120發(fā)送的電池單體電壓值，向相應(yīng)的所述均衡單元130發(fā)送控制指令。

具體地，在本實(shí)施例中，所述處理器110獲取多個(gè)所述電池電壓采集單元120發(fā)送的電池單體200的電壓值，根據(jù)所述電池單體200的電壓值計(jì)算獲得多個(gè)所述電池單體200的平均電壓值，根據(jù)多個(gè)所述平均電壓值及所述電池單體200的電壓值，向與該電池單體200對(duì)應(yīng)的均衡單元130發(fā)送控制指令，當(dāng)所述電池單體200的電壓值高于所述平均電壓值時(shí)，所述處理器110向所述均衡單元130發(fā)送降低輸出電流的控制指令，當(dāng)所述電池單體200的電壓值低于所述平均電壓值時(shí)，所述處理器110向所述均衡單元130發(fā)送提高輸出電流的控制指令。

所述均衡單元130連接于外部電源及電池單體200之間，所述均衡單元130根據(jù)所述處理器110發(fā)送的控制指令調(diào)整外部電源輸入所述電池單體200的電流，以使所述電池單體電壓值等于所述平均電壓值。

具體地，請(qǐng)參照?qǐng)D2，在本實(shí)施例中，所述均衡單元130包括：輸出采集子單元131及輸出控制子單元132。

具體地，請(qǐng)參照?qǐng)D3，所述輸出采集子單元131與所述輸出控制子單元132及所述處理器110連接，所述輸出采集子單元131采集所述輸出控制子單元132對(duì)所述電池單體200的輸出電流值，并將所述輸出電流值發(fā)送給所述處理器110。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中，所述輸出采集子單元131包括正采樣電路。請(qǐng)參照?qǐng)D4，所述正采樣電路核心為運(yùn)算放大器，所述正采樣電路包括正端、負(fù)端及輸出端。所述正采樣電路的負(fù)端接地，正端對(duì)輸出電流值進(jìn)行采樣，采樣獲得的電流信號(hào)為正。所述正采樣電路的輸出端與所述處理器110連接，將獲得的輸出電流值發(fā)送給所述處理器110。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例的另一種實(shí)施方式中，所述輸出采集子單元131包括負(fù)采樣電路。請(qǐng)參照?qǐng)D5，所述負(fù)采樣電路核心為運(yùn)算放大器，所述負(fù)采樣電路包括正端、負(fù)端及輸出端。所述負(fù)采樣電路的正端接地，負(fù)端對(duì)輸出電流值進(jìn)行采樣，采樣獲得的電流信號(hào)為負(fù)。所述負(fù)采樣電路的輸出端與所述處理器110連接，將獲得的輸出電流值發(fā)送給所述處理器110。

所述輸出控制子單元132與所述外部電源及所述處理器110連接，所述處理器110根據(jù)所述電池單體電壓值及輸出電流值向所述輸出控制子單元132發(fā)送所述控制指令，所述輸出控制子單元132接收所述處理器110發(fā)送的控制指令，調(diào)整所述外部電源對(duì)所述電池單體200輸出的電流大小。

當(dāng)所述輸出控制子單元132接收到所述處理器110發(fā)送的降低輸出電流的控制指令時(shí)，將輸出電流調(diào)整為小于所述采集子單元采集到的當(dāng)前輸出電流值。當(dāng)所述輸出控制子單元132接收到所述處理器110發(fā)送的提高輸出電流的控制指令時(shí)，將輸出電流調(diào)整為大于所述采集子單元采集到的當(dāng)前輸出電流值。

進(jìn)一步地，請(qǐng)參照?qǐng)D5，所述輸出控制子單元132包括：反激主控模塊1321及整流模塊1322。

所述反激主控模塊1321與外部電源及所述處理器110連接，所述反激主控模塊1321將外部電源輸入電能轉(zhuǎn)換為PWM波輸送給所述整流模塊1322。所述反激主控模塊1321根據(jù)所述處理器110發(fā)送控制信號(hào)調(diào)整所述PWM波的頻率或占空比，以調(diào)整其輸出的有效電壓。

所述整流模塊1322與所述電池單體200連接，所述整流模塊1322將所述PWM波轉(zhuǎn)化為直流電輸出給所述電池單體200。

進(jìn)一步地，所述整流模塊1322為同步整流模塊1322，所述同步整流模塊1322根據(jù)所述PWM波的頻率對(duì)所述PWM波進(jìn)行同步整流。

進(jìn)一步地，請(qǐng)參照?qǐng)D6，在本實(shí)施例中，所述輸出控制子單元132還包括防反灌模塊1323。所述防反灌模塊1323連接于所述整流模塊1322與所述電池之間，防止電池電流流向所述整流模塊1322。所述防反灌模塊1323包括兩個(gè)N_MOS管，兩個(gè)N_MOS管S極相連，G極共用驅(qū)動(dòng)信號(hào)，D極分接兩端；共用G極信號(hào)控制兩個(gè)N_MOS同時(shí)通斷，當(dāng)兩個(gè)N_MOS同時(shí)關(guān)斷時(shí)，所述電池單體200的電壓將被分接兩端的D極阻斷電流回路，起到防止所述電池單體200電壓反灌的作用。

進(jìn)一步地，請(qǐng)參照?qǐng)D7，在本實(shí)施例中所述電池管理裝置100還包括通信單元140。

所述通信單元140與所述處理器110及上位機(jī)300連接，所述通信單元140將所述處理器110獲得的所述電池單體200電壓值、平均電壓值、輸出電壓值或輸出電流值發(fā)送給所述上位機(jī)300。

優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，所述通信單元140采用CAN通信模式，所述通信單元140可以從所述上位機(jī)300就收均衡處理的策略并發(fā)送給所述處理器110。

本實(shí)用新型還提供一種電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)包括多個(gè)電池單體200，及本實(shí)施例提供的用于管理所述多個(gè)電池的電池管理裝置100。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種電池管理裝置100及系統(tǒng)，通過(guò)電池電壓采集單元120采集各電池單體電壓值并發(fā)送給處理器110，所述處理器110根據(jù)各電池單體電壓值向均衡單元130發(fā)送控制指令，使均衡單元130控制外部電源輸入所述電池單體200的充電電流，可以在充電過(guò)程中準(zhǔn)確地將各電池單體200的電量調(diào)整均衡。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。