一种移动式充电宝电池管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种移动式充电宝电池管理系统，包括充电控制模块、状态监测模块和故障诊断模块，所述充电控制模块包含依次相连的电源输入保护整流电路、直流电压变换电路和电流均衡控制电路；所述状态监测模块，用于监测电池组在充电阶段、放电阶段、存储阶段和运输阶段的状态参数；所述故障诊断模块，对电池状态进行综合评估，预先发现电池组内部的潜在缺陷，对可能出现的风险和潜在的供电能力进行评价。本发明专利技术的移动式充电宝电池管理系统，可以实现对串联动力电池组充电过程的均衡控制，使电池组内的电池单元充分地发挥其储能潜能，延长使用寿命，显著改善了移动式充电宝的储能效果和能量转换效率。

Mobile charging treasure battery management system

The invention discloses a mobile charging battery management system, including charging control module, monitoring module and fault diagnosis module, the charging power supply input protection circuit, rectifier DC voltage conversion circuit and current balance control circuit control module comprises successively connected; the condition monitoring module, condition monitoring for battery during the charge, discharge, storage and transport stage stage stage; the fault diagnosis module, a comprehensive evaluation of the status of the battery, the battery internal potential defects found in advance, to evaluate the possible risks and potential supply capacity. The mobile charger battery management system, can achieve the balance control of battery charging process of power series, the battery cell group in the full function of the energy storage potential, prolong service life, improve the mobile charging treasure storage effect and energy conversion efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种移动式充电宝电池管理系统
本专利技术涉及一种移动式充电宝电池管理系统。
技术介绍
针对电动汽车建立的现有基础设施，主要是固定式的，不能灵活移动。在电动汽车的实际使用过程中，由于人为疏忽或设备故障，有时会出现在行驶途中的电动汽车因为电能耗尽而不能继续行驶到充换电点的情况。针对上述意外情况，研制可自由移动式的充电单元为电动汽车补充能源是非常有必要的，因此提出了专为电动汽车供电的移动充电宝的概念。移动式充电宝是一种可自由移动的电动汽车的应急电源装置，电池储能单元是移动式充电宝的重要组成部分。由于制作工艺、工作温度、老化等的方面的影响，电池组内单体电池在容量、内阻、端电压等方面不一致。这种不一致性显著影响了动力电池组的寿命、效率和整体容量。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种移动式充电宝电池管理系统，可以实现对串联动力电池组充电过程的均衡控制，使电池组内的电池单元充分地发挥其储能潜能，延长使用寿命，显著改善了移动式充电宝的储能效果和能量转换效率。实现上述目的的技术方案是：一种移动式充电宝电池管理系统，包括充电控制模块、状态监测模块和故障诊断模块，其中：所述充电控制模块包含依次相连的电源输入保护整流电路、直流电压变换电路和电流均衡控制电路，所述电源输入保护整流电路，用于实现充电控制模块的过流保护、防雷保护、过压保护、浪涌抑制和输出短路保护；所述直流电压变换电路，用于实现将输入的电压转换为直流电源为电池组供电；所述电流均衡控制电路，用于自动识别电池组中各个电池的个体差异，并自适应调整充电电流；所述状态监测模块，用于监测电池组在充电阶段、放电阶段、存储阶段和运输阶段的状态参数，所述状态参数包括充电电流、放电电流、电压、温度、压力和泄漏电流参数；所述故障诊断模块，以连续监测的电池组的充电电流、放电电流、电压、温度、压力和泄漏电流参数为基础，对电池状态进行综合评估，预先发现电池组内部的潜在缺陷，对可能出现的风险和潜在的供电能力进行评价。上述的一种移动式充电宝电池管理系统，其中，所述电源输入保护整流电路包括保险丝、保护电阻、第一～第四气体放电管、第一～第四压敏电阻、扼流圈、第一滤波电容、第二滤波电容以及第一～第四整流二极管，其中：所述保险丝和保护电阻串联在火线上；所述第一气体放电管的一端与所述保险丝和保护电阻的相接端相连，另一端连接到零线；所述第二气体放电管的一端与所述保险丝和保护电阻的相接端相连，另一端与所述第三气体放电管相连后接到零线；所述第四气体放电管的一端与所述第二气体放电管和第三气体放电管的相接端相连，另一端接地；所述第一压敏电阻的一端与所述保护电阻相连，另一端与所述第三压敏电阻相连后接到零线；所述第二压敏电阻的一端与所述第一压敏电阻和第三压敏电阻的相接端相连，另一端接地；所述扼流圈的第一端与所述保护电阻和第一压敏电阻的相接端相连，所述扼流圈的第二端接地，所述扼流圈的第三端和第四端一一对应地与所述第四压敏电阻的两端相连；所述第一滤波电容与所述第四压敏电阻并联；所述第一整流二极管和第三整流二极管串联，所述第二整流二极管和第四整流二极管串联；所述第一滤波电容与所述第四压敏电阻的一个相接端与所述第一整流二极管的正极相连，另一个相接端与所述第二整流二极管和第四整流二极管的相接端相连；所述第一整流二极管的负极和第二整流二极管的负极相连后与所述第二滤波电容的一端相连，所述第二滤波电容的另一端、第三整流二极管的正极和第四整流二极管的正极相连后连接到GND。上述的一种移动式充电宝电池管理系统，其中，所述直流电压变换电路包括开关、晶体管、电感线圈和谐振电容，所述开关和晶体管并联设置，所述开关和晶体管的一个相接端连接到外接电源输入端，另一个相接端通过所述电感线圈与所述谐振电容的一端相连；所述谐振电容的另一端连接到GND。上述的一种移动式充电宝电池管理系统，其中，所述直流电压变换电路采用降压式变换器，以恒定的开关频率工作，输出直流电压和电流水平可闭环调节。上述的一种移动式充电宝电池管理系统，其中，所述电流均衡控制电路包括续流二极管和若干个电流均衡控制单元，所述若干个电流均衡控制单元与电池组中的若干个电池一一对应；所述若干个电池依次串联组成所述电池组；所述续流二极管的负极与电池组的正极相连，所述续流二极管的正极与所述电池组的负极相连；每个所述电流均衡控制单元均包括功率开关、电感和二极管，所述电池的一端、功率开关、电感和电池的另一端依次相连，所述二极管的负极与所述功率开关和电感的相接端相连，所述若干个电流均衡控制单元的二极管依次串联，且最后一个所述电流均衡控制单元的二极管的正极与相应的电池和电感的相接端相连。上述的一种移动式充电宝电池管理系统，其中，所述状态监测模块由若干测量单元通过CAN总线串联而成，每个所述测量单元均包括CPU、电压检测单元和温度检测单元，其中：所述电压检测单元包括第一～第四分压电阻、第一运放、第一过压保护二极管和第一电容；所述电池组的正极、第一分压电阻、第二分压电阻和电池组的负极依次相连，所述第一分压电阻和第二分压电阻的相接端与所述第三分压电阻的一端相连，所述第三分压电阻的另一端分别与所述第四分压电阻的一端和所述第一运放的正极相连；所述第四分压电阻的另一端与所述第一运放的输出端相连后接到所述CPU的AD端；所述第一运放的负极与所述第二分压电阻和电池组的相接端相连；所述第一过压保护二极管的负极接到VCC，正极与所述第一电容相连后接到GND；所述第一过压保护二极管与所述第一电容的相接端与所述第一运放的输出端和第四分压电阻的相接端相连；所述温度检测单元包括温度传感器、第五分压电阻、第二运放、第二过压保护二极管和第二电容；所述温度传感器检测所述电池组的温度，所述温度传感器的输出端与所述第二运放的正极相连；所述第二运放的负极通过所述第五分压电阻与所述第二运放的输出端相连后接到所述CPU的AD端；所述第二过压保护二极管的负极接到VCC，正极与所述第二电容相连后接到GND；所述第二过压保护二极管与所述第二电容的相接端与所述第二运放的输出端和第五分压电阻的相接端相连。上述的一种移动式充电宝电池管理系统，其中，所述故障诊断模块，采用基于经验规则的诊断方法，根据经验预先编写诊断规则并存储在控制器中，运行阶段根据测量参数检索和匹配诊断规则，并据此输出诊断结论。本专利技术的移动式充电宝电池管理系统，可以实现对串联动力电池组充电过程的均衡控制，使电池组内的电池单元充分地发挥其储能潜能，延长使用寿命，显著改善了移动式充电宝的储能效果和能量转换效率。附图说明图1为本专利技术的移动式充电宝电池管理系统的结构框图；图2为本专利技术的移动式充电宝电池管理系统的充电控制模块的结构框图；图3为电源输入保护整流电路的电路图；图4为直流电压变换电路的电路图；图5为电流均衡控制电路的电路图；图6为本专利技术的移动式充电宝电池管理系统的电池充电控制策略的框图；图7为状态监测模块的测量单元的电路图。具体实施方式为了使本
的技术人员能更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：请参阅图1和图2，本专利技术的最佳实施例，一种移动式充电宝电池管理系统，包括充电控制模块1、状态监测模块2和故障诊断模块3。充电宝电池组BAT是有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式充电宝电池管理系统，其特征在于，包括充电控制模块、状态监测模块和故障诊断模块，其中：所述充电控制模块包含依次相连的电源输入保护整流电路、直流电压变换电路和电流均衡控制电路，所述电源输入保护整流电路，用于实现充电控制模块的过流保护、防雷保护、过压保护、浪涌抑制和输出短路保护；所述直流电压变换电路，用于实现将输入的电压转换为直流电源为电池组供电；所述电流均衡控制电路，用于自动识别电池组中各个电池的个体差异，并自适应调整充电电流；所述状态监测模块，用于监测电池组在充电阶段、放电阶段、存储阶段和运输阶段的状态参数，所述状态参数包括充电电流、放电电流、电压、温度、压力和泄漏电流参数；所述故障诊断模块，以连续监测的电池组的充电电流、放电电流、电压、温度、压力和泄漏电流参数为基础，对电池状态进行综合评估，预先发现电池组内部的潜在缺陷，对可能出现的风险和潜在的供电能力进行评价。

【技术特征摘要】
1.一种移动式充电宝电池管理系统，其特征在于，包括充电控制模块、状态监测模块和故障诊断模块，其中：所述充电控制模块包含依次相连的电源输入保护整流电路、直流电压变换电路和电流均衡控制电路，所述电源输入保护整流电路，用于实现充电控制模块的过流保护、防雷保护、过压保护、浪涌抑制和输出短路保护；所述直流电压变换电路，用于实现将输入的电压转换为直流电源为电池组供电；所述电流均衡控制电路，用于自动识别电池组中各个电池的个体差异，并自适应调整充电电流；所述状态监测模块，用于监测电池组在充电阶段、放电阶段、存储阶段和运输阶段的状态参数，所述状态参数包括充电电流、放电电流、电压、温度、压力和泄漏电流参数；所述故障诊断模块，以连续监测的电池组的充电电流、放电电流、电压、温度、压力和泄漏电流参数为基础，对电池状态进行综合评估，预先发现电池组内部的潜在缺陷，对可能出现的风险和潜在的供电能力进行评价。2.根据权利要求1所述的一种移动式充电宝电池管理系统，其特征在于，所述电源输入保护整流电路包括保险丝、保护电阻、第一～第四气体放电管、第一～第四压敏电阻、扼流圈、第一滤波电容、第二滤波电容以及第一～第四整流二极管，其中：所述保险丝和保护电阻串联在火线上；所述第一气体放电管的一端与所述保险丝和保护电阻的相接端相连，另一端连接到零线；所述第二气体放电管的一端与所述保险丝和保护电阻的相接端相连，另一端与所述第三气体放电管相连后接到零线；所述第四气体放电管的一端与所述第二气体放电管和第三气体放电管的相接端相连，另一端接地；所述第一压敏电阻的一端与所述保护电阻相连，另一端与所述第三压敏电阻相连后接到零线；所述第二压敏电阻的一端与所述第一压敏电阻和第三压敏电阻的相接端相连，另一端接地；所述扼流圈的第一端与所述保护电阻和第一压敏电阻的相接端相连，所述扼流圈的第二端接地，所述扼流圈的第三端和第四端一一对应地与所述第四压敏电阻的两端相连；所述第一滤波电容与所述第四压敏电阻并联；所述第一整流二极管和第三整流二极管串联，所述第二整流二极管和第四整流二极管串联；所述第一滤波电容与所述第四压敏电阻的一个相接端与所述第一整流二极管的正极相连，另一个相接端与所述第二整流二极管和第四整流二极管的相接端相连；所述第一整流二极管的负极和第二整流二极管的负极相连后与所述第二滤波电容的一端相连，所述第二滤波电容的另一端、第三整流二极管的正极和第四整流二极管的正极相连后连接到GND。3.根据权利要求1所述的一种移动式充电宝电池管理系统，其特征在于，所述直流电压变换电路包括开关、晶体管、电感线圈和谐振电容，所述开关和晶体管并联设置，所述开关和晶体管的一个相接端连接到外接电源输入端，另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：许楫，沈晓枉，钟筱怡，苗伟杰，吴琼，徐方，严小恺，李亮，戴军，王婧，吴晓军，徐旭东，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，上海服泽能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31