一種智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)，包括鋰電池組、供電總線、MCU、從控盒采集單元、均衡電流采集單元、多繞組充電單元、內(nèi)阻監(jiān)控單元以及電子開關(guān)單元，從控盒采集單、均衡電流采集單元、內(nèi)阻監(jiān)控單元均分別與MCU連接，鋰電池組經(jīng)電子開關(guān)單元與多繞組充電單元連接，鋰電池組通過供電總線與多繞組充電單元連接。本發(fā)明采用單獨(dú)MCU與電池管理系統(tǒng)的從控盒采集單元進(jìn)行通訊，接收從控盒采集單元的發(fā)出來的電壓信息進(jìn)行均衡，同時(shí)通過內(nèi)阻監(jiān)控單元采集每節(jié)電芯的直流內(nèi)阻，根據(jù)電池內(nèi)阻輸出均衡電流來充電，實(shí)時(shí)監(jiān)控電池內(nèi)阻，提高電池的使用壽命；能根據(jù)電池的性能進(jìn)行均衡，為電池組的壽命預(yù)測及功率比提供可靠數(shù)據(jù)。
【專利說明】
一種智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電池管理系統(tǒng)，具體是指一種智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]能源危機(jī)和環(huán)境污染已然成為影響社會發(fā)展的兩大難題，當(dāng)今世界各國都在致力于解決這兩大難題。在世界各國人民不斷呼吁“低碳生活”的背景下，新能源開始占據(jù)著越來越重要的地位，鋰電池作為新能源的一部分，得到了空前的發(fā)展。尤其是近年來電動汽車的發(fā)展，更將鋰電池的應(yīng)用推向一個(gè)新的高潮。政府和企業(yè)不斷加大對電動汽車產(chǎn)業(yè)的投入，迫切希望提升我國電動汽車的自主研發(fā)能力，而電池管理系統(tǒng)正是制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。
[0003]—般而言，電池管理系統(tǒng)必須分別檢測出電池組(battery pack)在充電或放電時(shí)該電池組內(nèi)各電池芯(battery cell)的電壓，以進(jìn)一步判斷各電池芯是否正常，其中電池組內(nèi)的多個(gè)電池芯是以串連方式相連接。然而，市面的電池管理系統(tǒng)很少會考慮電池的均衡，有些廠家有做均衡都是被動均衡，通過電阻放電來達(dá)到均衡效果，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。而且沒有考慮電池在使用過程中，電壓輸出不一致，導(dǎo)致電池提前報(bào)廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能根據(jù)電池的性能進(jìn)行均衡、實(shí)時(shí)監(jiān)控電池內(nèi)阻、提高電池的使用壽命的智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)，包括鋰電池組、供電總線、M⑶、從控盒采集單元、均衡電流采集單元、多繞組充電單元、內(nèi)阻監(jiān)控單元以及電子開關(guān)單元，所述從控盒采集單元、均衡電流采集單元、內(nèi)阻監(jiān)控單元均分別與M⑶連接，所述鋰電池組經(jīng)電子開關(guān)單元與多繞組充電單元連接，所述鋰電池組通過供電總線與多繞組充電單元連接。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)還包括升壓電路、超級電容及電壓/電流采集單元，所述升壓電路的輸入端與鋰電池組連接，升壓電路的輸出端通過供電總線與超級電容連接，所述超級電容經(jīng)電壓/電流采集單元與MCU連接。
[0008]具體的，所述M⑶通過RS-232/485控制總線與從控盒采集單元連接。
[0009]具體的，所述MCU設(shè)有多個(gè)。
[0010]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0011]1、本發(fā)明采用單獨(dú)M⑶與電池管理系統(tǒng)的從控盒采集單元進(jìn)行通訊，接收從控盒采集單元的發(fā)出來的電壓信息進(jìn)行均衡，同時(shí)還通過內(nèi)阻監(jiān)控單元采集每節(jié)電芯的直流內(nèi)阻，根據(jù)電池內(nèi)阻輸出均衡電流來充電，實(shí)時(shí)監(jiān)控電池內(nèi)阻，提高電池的使用壽命；當(dāng)電池在放電過程中，某節(jié)電池低于該電池組的平均電壓時(shí)，啟動多繞組充電單元給低的電池充電，達(dá)到該組電壓值才停止充電；并由均衡電流采集單元實(shí)時(shí)監(jiān)控均衡電流，計(jì)算出電池充進(jìn)多少容量，能根據(jù)電池的性能進(jìn)行均衡，為電池組的壽命預(yù)測及功率比提供可靠數(shù)據(jù)，提高電動汽車一次充電行駛里程，保護(hù)鋰電池組，延長鋰電池組使用壽命，進(jìn)而提高電動汽車整車動力性能。
[0012]2、通過升壓電路與超級電容，當(dāng)電池組在充電過程中，某節(jié)電芯高于設(shè)置閾值電壓時(shí)，啟動升壓電路，回饋鋰電池組及超級電容里面，同時(shí)也啟動多繞組充電單元，使低的電芯進(jìn)行充電，直到達(dá)到閾值的電壓才停止充電，可靠性高，能夠有效提升電量均衡效果。
[0013]3、本發(fā)明采用智能控制的電子開關(guān)單元，實(shí)現(xiàn)多路同時(shí)均衡及多路升壓回饋。
[0014]4、本發(fā)明采用485/232方式通訊，與從控盒采集單元實(shí)時(shí)通訊，不會影響從控盒采集單元的電壓采集。
[0015]5、本發(fā)明的可以采用多個(gè)MCU控制，減少各個(gè)采集單元的運(yùn)行內(nèi)存，降低MCU功耗。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0018]實(shí)施例
[0019]如圖1，本實(shí)施例提供一種智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)，包括鋰電池組、供電總線、MCU、從控盒采集單元、均衡電流采集單元、多繞組充電單元、內(nèi)阻監(jiān)控單元以及電子開關(guān)單元，所述從控盒采集單元、均衡電流采集單元、內(nèi)阻監(jiān)控單元均分別與MCU連接，所述鋰電池組經(jīng)電子開關(guān)單元與多繞組充電單元連接，所述鋰電池組通過供電總線與多繞組充電單元連接。本發(fā)明采用單獨(dú)MCU與電池管理系統(tǒng)的從控盒采集單元進(jìn)行通訊，接收從控盒采集單元的發(fā)出來的電壓信息進(jìn)行均衡，同時(shí)還通過內(nèi)阻監(jiān)控單元采集每節(jié)電芯的直流內(nèi)阻，根據(jù)電池內(nèi)阻輸出均衡電流來充電，實(shí)時(shí)監(jiān)控電池內(nèi)阻，提高電池的使用壽命；當(dāng)電池在放電過程中，某節(jié)電池低于該電池組的平均電壓時(shí)，啟動多繞組充電單元給低的電池充電，達(dá)到該組電壓值才停止充電；并由均衡電流采集單元實(shí)時(shí)監(jiān)控均衡電流，計(jì)算出電池充進(jìn)多少容量，能根據(jù)電池的性能進(jìn)行均衡，為電池組的壽命預(yù)測及功率比提供可靠數(shù)據(jù)，提高電動汽車一次充電行駛里程，保護(hù)鋰電池組，延長鋰電池組使用壽命，進(jìn)而提高電動汽車整車動力性能。
[0020]本發(fā)明采用智能控制的電子開關(guān)單元，實(shí)現(xiàn)多路同時(shí)均衡及多路升壓回饋。
[0021]所述智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)還包括升壓電路、超級電容及電壓/電流采集單元，所述升壓電路的輸入端與鋰電池組連接，升壓電路的輸出端通過供電總線與超級電容連接，所述超級電容經(jīng)電壓/電流采集單元與MCU連接。通過升壓電路與超級電容，當(dāng)電池組在充電過程中，某節(jié)電芯高于設(shè)置閾值電壓時(shí)，啟動升壓電路，回饋鋰電池組及超級電容里面，同時(shí)也啟動多繞組充電單元，使低的電芯進(jìn)行充電，直到達(dá)到閾值的電壓才停止充電，可靠性高，能夠有效提升電量均衡效果。
[0022]所述M⑶通過RS-232/485控制總線與從控盒采集單元連接。采用485/232方式通訊，與從控盒采集單元實(shí)時(shí)通訊，不會影響從控盒采集單元的電壓采集。
[0023]作為一種實(shí)施方式，所述MCU設(shè)有多個(gè)。當(dāng)采用多個(gè)MCU控制，減少各個(gè)采集單元的運(yùn)行內(nèi)存，降低MCU功耗。
[0024]需要聲明的是，上述【具體實(shí)施方式】僅僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理，在本發(fā)明所公開的技術(shù)范圍內(nèi)，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)，包括鋰電池組、供電總線、MCU、從控盒采集單元、均衡電流采集單元、多繞組充電單元、內(nèi)阻監(jiān)控單元以及電子開關(guān)單元，所述從控盒采集單元、均衡電流采集單元、內(nèi)阻監(jiān)控單元均分別與M⑶連接，所述鋰電池組經(jīng)電子開關(guān)單元與多繞組充電單元連接，所述鋰電池組通過供電總線與多繞組充電單元連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)還包括升壓電路、超級電容及電壓/電流采集單元，所述升壓電路的輸入端與鋰電池組連接，升壓電路的輸出端通過供電總線與超級電容連接，所述超級電容經(jīng)電壓/電流采集單元與MCU連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU通過RS-232/485控制總線與從控盒采集單元連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制均衡的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU設(shè)有多個(gè)。
【文檔編號】H02J7/00GK105826989SQ201610379661
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】尹相柱, 蘇德勝, 劉志亮
【申請人】深圳市德蘭明海科技有限公司