一种锂电池管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种锂电池管理系统，其包括一中央处理模块以及一个或多个本地测量模块，各本地测量模块均连接有一由锂电池组成的电池组，且各本地测量模块均通过RS485总线与所述中央处理模块连接；所述本地测量模块包括有主控模块，分别与主控模块连接的充电模块、均衡模块、数据采集模块以及电量计算模块。本实用新型专利技术提供的锂电池管理系统，其采用两级控制结构，并采用模块化、分布式的设计，具有设计合理，可扩展性强，人机交互性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池管理系统
本技术涉及一种锂电池管理系统，尤其涉及一种应用于电动车太阳能充电相关设备的锂电池管理系统。
技术介绍
随着社会的发展，锂电池在生产生活的各个领域应用非常广泛，锂电池的应用与管理变成了各种设备发展中一种非常关键的技术。本世纪初以来，锂电池生产与研究获得了非常大的突破，因其拥有的诸多良好优点，如放电电压稳定，自放电率低，工作温度范围宽，无记忆效应，储存寿命长，重量轻，体积小等特点，已经慢慢地代替了传统的镍镉蓄电池及铅酸蓄电池，在社会生产和生活的应用领域越来越宽，变成了目前主流的动力电池。由于在锂电池内部，其化学反应非常复杂，因此人们在不断完善电池自身性能的同时，也在对电池的管理技术及使用进行不断的研究，以增加电池的使用寿命，提高电池效率，最大地发挥电池性能。为此，电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)应运而生，电池管理系统用于动态地监控电池单元及电池组的运行状态，能够准确地计算电池的剩余电量，对电池实施充放电保护，促使其处在最佳工作状态，降低运行成本，提高使用寿命。目前，应用于电动车太阳能充电相关设备的锂电池管理系统，其存在着可扩展性较低、系统各种参数的测量不够精确、人机交互性较差等缺陷。
技术实现思路
为克服现有技术的不足及存在的问题，本技术提供一种锂电池管理系统，该锂电池管理系统具有设计合理，可扩展性强，系统参数准确度高等优点。本技术是通过以下技术方案实现的：一种锂电池管理系统，其包括一中央处理模块以及一个或多个本地测量模块，各本地测量模块均连接有一由锂电池组成的电池组且各本地测量模块均通过RS485总线与所述中央处理模块连接；所述本地测量模块包括有主控模块，分别与主控模块连接的充电模块、均衡模块、数据采集模块以及电量计算模块；所述本地测量模块用于对电池组进行数据测量，所述中央处理模块通过RS485总线通信方式对本地测量模块进行管理与控制，从而实现对电池组的监控及管理。优选地，所述数据采集模块包括有分别与所述主控模块连接的电压采集模块、电流采集模块以及温度采集模块。优选地，所述电压采集模块包括有相互连接的电压采集电路与光电隔离电路，所述电压采集电路先将电池组内各串的锂电池分别进行电压数据采集，然后对各电池组进行电压数据采集，再通过光电隔离电路将采集所得的电压数据传输到所述主控模块上，最后中央处理模块通过RS485总线从主控模块获取电池组的电压参数。较佳地，所述温度采集模块通过光电隔离电路将电池组的温度信息传输至所述主控模块。优选地，所述电流采集模块包括有放电控制电路、充电控制电路、电流采样及放大电路以及过流检测及保护电路，所述的放电控制电路、充电控制电路的一端均与所述电池组的正输出端B+，所述的充电控制电路依次通过充电控制开关、放电控制开关与所述电流采样及放大电路连接，所述的过流检测及保护电路与所述放电控制电路以及电流采样及放大电路均连接，所述放电控制电路还与所述放电控制开关连接，所述电池组的负输出端B-与所述过流检测及保护电路、电流采样及放大电路均连接，所述过流检测及保护电路还与放电控制开关和充电控制开关之间的公共节点J1连接。进一步地，所述电流采集模块包括还包括有稳压电路，该稳压电路与放电控制电路和充电控制电路之间的公共节点J2连接；所述过流检测及保护电路还通过二极管与所述公共节点J1连接。较佳地，所述过流检测及保护电路中的主控IC为精工半导体有限公司的ICS-8211DAJ-M5T1x；所述充电控制开关与放电控制开关为直流接触器。较佳地，所述均衡模块中的主控IC的为精工半导体有限公司的S-8241ADTMC-GDTT2x。本技术提供的锂电池管理系统，其具有两级控制结构，分别为中央处理模块和本地测量模块，中央处理模块和本地测量模块通过RS485总线的形式实现通信连接，其采用模块化、分布式的设计，设计合理，可扩展性强，且人机交互性好；另外，电压采集模块在测量电压参数时，先以串为单位进行测量，再以电池组为单位进行测量，最后通过光电隔离电路将电压参数传输至主控模块，此外，电流采集模块与均衡模块均采用具有良好测量精度的电子元件，从而使得本技术具有测量精度高，传输数据安全可靠等优点。附图说明图1是本技术所述锂电池管理系统的电路示意框图。图2是本技术实施例所述本地测量模块的电路示意框图。图3是本技术实施例所述电压采样模块与温度采样模块的电路图。图4是本技术实施例所述均衡模块的电路图。图5是本技术实施例所述电流采集模块的电路示意框图。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细描述。如附图1-2所示，一种锂电池管理系统，其包括一中央处理模块以及一个或多个本地测量模块，各本地测量模块均连接有一由锂电池组成的电池组且各本地测量模块均通过RS485总线与所述中央处理模块连接；所述本地测量模块包括有主控模块，分别与主控模块连接的充电模块、均衡模块、数据采集模块以及电量计算模块；所述本地测量模块用于对电池组进行数据测量，所述中央处理模块通过RS485总线通信方式对本地测量模块进行管理与控制，从而实现对电池组的监控及管理。在本实施例中，所述数据采集模块包括有分别与所述主控模块连接的电压采集模块、电流采集模块以及温度采集模块。在本技术实施例中，所述中央处理模块作为上位机，电池组的电池信息(如电池组总电压、单串电池电压、充放电电流、温度以及电流等信息)、均可显示在中央处理模块设置的显示器上，且用于控制本地测量模块对电池组进行检测管理的控制指令也均由中央处理模块发出。所述的主控模块，可以是由MCU构成的主控模。所述的中央处理模块、主控模块、充电模块以及电量计算模块等均为现有技术可实现的功能模块，在此不再详述。以下对所述的数据采集模块和均衡模块作进一步的说明：所述电压采集模块包括有相互连接的电压采集电路与光电隔离电路，所述电压采集电路先将电池组内各串的锂电池分别进行电压数据采集，然后对各电池组进行电压数据采集，再通过光电隔离电路将采集所得的电压数据传输到所述主控模块上，最后中央处理模块通过RS485总线从主控模块获取电池组的电压参数。另外，所述温度采集模块通过光电隔离电路将电池组的温度信息传输至所述主控模块，最后中央处理模块通过RS485总线从主控模块获取电池组的电压参数。电池组内单串电池的单电池端电压，是实施电池剩余电量计算，充放电状态的选择，以及运行状态评估的一个主要依据，所以对电池组组进行监控的前提条件，就是要有一个合理的单电池端电压测量方法。然而由于电池组中电池数目多，总的电压比较高，而测量的精度要求高，因而实施电压测量的难度比较大，这也是现有技术中的电池管理系统测量精度不高的原因之一。为解决这一技术问题，本电池管理系统,是以多串模块的分布式的结构设计，其电压监测方案的工作原理是：首先，以单串电池为单位,进行电压测量(串数为数1至16串之间)，然后再对各电池组进行电压测量。本实施例中的电压采集模块和温度采集模块的具体电路如附图3所示。本实施例中，温度采集模块的功能，是通过一个70℃(常闭)温度开关(图3中标号为KT的部件即为温度开关)实现的。每个电池组里均连接有一个用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池管理系统，其特征在于：包括一中央处理模块以及一个或多个本地测量模块，各本地测量模块均连接有一由锂电池组成的电池组且各本地测量模块均通过RS485总线与所述中央处理模块连接；所述本地测量模块包括有主控模块，分别与主控模块连接的充电模块、均衡模块、数据采集模块以及电量计算模块；所述本地测量模块用于对电池组进行数据测量，所述中央处理模块通过RS485总线通信方式对本地测量模块进行管理与控制，从而实现对电池组的监控及管理。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池管理系统，其特征在于：包括一中央处理模块以及一个或多个本地测量模块，各本地测量模块均连接有一由锂电池组成的电池组且各本地测量模块均通过RS485总线与所述中央处理模块连接；所述本地测量模块包括有主控模块，分别与主控模块连接的充电模块、均衡模块、数据采集模块以及电量计算模块；所述本地测量模块用于对电池组进行数据测量，所述中央处理模块通过RS485总线通信方式对本地测量模块进行管理与控制，从而实现对电池组的监控及管理。2.根据权利要求1所述的锂电池管理系统，其特征在于：所述数据采集模块包括有分别与所述主控模块连接的电压采集模块、电流采集模块以及温度采集模块。3.根据权利要求2所述的锂电池管理系统，其特征在于：所述电压采集模块包括有相互连接的电压采集电路与光电隔离电路，所述电压采集电路先将电池组内各串的锂电池分别进行电压数据采集，然后对各电池组进行电压数据采集，再通过光电隔离电路将采集所得的电压数据传输到所述主控模块上，最后中央处理模块通过RS485总线从主控模块获取电池组的电压参数。4.根据权利要求2所述的锂电池管理系统，其特征在于：所述温度采集模块通过光电隔离电路将电池组的温度信息传输至所述主控模块。5.根据权利要求2所述的锂电池管理系统，其特征在于：所述电流采集模块包括有放电控制电路、充电控...

【专利技术属性】
技术研发人员：奉平，李元，
申请(专利权)人：东莞市海拓伟电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44