多组锂电池并联管理系统技术方案

技术编号:19005858 阅读:288 留言:0更新日期:2018-09-22 07:09
本实用新型专利技术公开了一种多组锂电池并联管理系统,包括N组电池保护板,电池保护板包括用于监测锂电池模组状态的模拟前端、用于控制电池保护板开关的开关管、接收模拟前端信号并实现开关管通断控制的主控中心模块,主控中心模块具有唯一地址,第P组电池保护板的主控中心模块与第P+1组电池保护板的主控中心模块之间信号连接、第1组电池保护板的主控中心模块与第N组电池保护板的主控中心模块之间信号连接。其采用链式连接的多组并联电池保护板结构实现电动车锂电池管理,每个电池保护板具有唯一的地址且多组电池保护板之间实现层级互联,为多级通信提供硬件基础,为电池保护板之间相互通信提供基础。

【技术实现步骤摘要】
多组锂电池并联管理系统
本技术涉及锂电池管理系统领域,具体涉及一种多组锂电池并联管理系统。
技术介绍
电动车用的锂电池组均采用电池管理系统实现对电池的管理,现有电池管理系统往往采用N-MOS管用作开关作用,以实现对锂电池组过充、过放、过流、短路等保护。电池管理系统具有一定的失效率,N-MOS管存在一定的击穿可能,所以电池管理系统在失效的情况下,锂电组就会失去保护作用,出现安全隐患。在只有单组电池的情况下,当该组电池组出现故障,就会对电池组保护失去作用,因此设计了多组锂电池组并联管理系统。市面上的多组电池包管理方案通常采用的是分支式管理模式,即一个主机多个电池保护板,如图1所示,其存在以下问题:当某个电池保护板出现故障时,其他电池保护板无法进行识别判定,每个电池保护板之间不能相互通信。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题提供一种多组锂电池并联管理系统。本技术通过下述技术方案实现:多组锂电池并联管理系统,包括N组电池保护板,所述电池保护板包括用于监测锂电池模组状态的模拟前端、用于控制电池保护板开关的开关管、接收模拟前端信号并实现开关管通断控制的主控中心模块,所述主控中心模块具有唯一地址,第P组电池保护板的主控中心模块与第P+1组电池保护板的主控中心模块之间信号连接、第1组电池保护板的主控中心模块与第N组电池保护板的主控中心模块之间信号连接,其中,N为大于1的自然数,P为小于N的自然数。本方案在现有技术的基础上做了优化,采用链式连接的多组并联电池保护板结构实现电动车锂电池管理。每个电池保护板具有唯一的地址且多组电池保护板之间实现层级互联,为多级通信提供硬件基础,为电池保护板之间相互通信提供基础。作为优选,所述主控中心模块通过外部接口实现与相邻主控中心模块的连接,所述主控中心模块与外部接口之间连接有通信隔离电路。光耦隔离电路使被隔离的两部分电路之间没有电的直接连接,防止因有电的连接而引起的干扰,特别是低压的控制电路与外部高压电路之间。作为优选,所述模拟前端包括BQ76940。BQ76940可监控多达15节电池或典型48V电池,从而可简化电池设计,优化板级空间。全面的电池测量:准确测量电池电压、温度以及电池组电流,可确定剩余电量和电池健康状态。内建硬件保护:电量平衡、集成型模数转换器和内建硬件保护功能可提供最高级别的电池安全性。特性集成:可将板级空间锐降30%,最大限度减少材料成本。快速的开发时间:所有三款器件的一体化通用数字接口,可节省大量的开发时间、工作和成本。作为优选,所述外部接口还包括用于接入唤醒、接入检测电池保护板的接口。本技术与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:1、本技术采用链式连接的多组并联电池保护板结构实现电动车锂电池管理,每个电池保护板具有唯一的地址且多组电池保护板之间实现层级互联,为多级通信提供硬件基础,为电池保护板之间相互通信提供基础。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本技术实施例的限定。图1为现有电池包管理的结构示意图。图2为本方案的原理框图。图3为本方案电池保护板的电路原理图。图4为模拟前端的电路原理图。图5为电源部分的电路原理图。图6为电源控制电路的电路原理图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本技术作进一步的详细说明,本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术,并不作为对本技术的限定。实施例1如图2、图3所示的一种多组锂电池并联管理系统,包括N组电池保护板,所述电池保护板包括用于监测锂电池模组状态的模拟前端、用于控制电池保护板开关的开关管、接收模拟前端信号并实现开关管通断控制的主控中心模块,所述主控中心模块具有唯一地址,第P组电池保护板的主控中心模块与第P+1组电池保护板的主控中心模块之间信号连接、第1组电池保护板的主控中心模块与第N组电池保护板的主控中心模块之间信号连接,其中,N为大于1的自然数,P为小于N的自然数。实施例2本实施例在上述实施例原理的基础上进行细化。如图3所示,主控中心模块通过外部接口RX、TX实现与相邻主控中心模块的连接以实现并联关系,主控中心模块与外部接口之间连接有通信隔离电路。并联使用时,通过单保护板的RX、TX接口进行层级互联,实现多级通信。采用单组具有RX、TX接口的电池组保护板,组成多组保护板通信系统,构成并联保护系统,第一组的RX接口接收第二组TX接口发送来的数据,第P组的RX接口接收第P+1组TX接口发送来的数据,第N组RX接口接收第1组TX接口发送来的数据,给每一组保护板系统分配一个地址,每一组保护板加入或减少系统会自动识别,实现多组电池组保护板并联保护电池组。外部接口的BX和BIN管理层级设备的接入、唤醒,通过BX判定保护板的接入。如图4所示,模拟前端采用BQ76940及其外围电路构成,采集锂电池的电压、电流、温度等数据,并将相关数据传送给主控中心模块。标号为SRP、SRN的对应的引脚即引脚为42、43脚为所述模拟前端模块的电流检测端。主控中心模块可采用STM8L101F3P6及其外围电路构成。该芯片为市面常用软件,结构为现有结构,故其芯片结构图在本申请不给出。具体可采用如下连接方式,其18脚SDA和19脚SCL通过标准I2C通信协议与的BQ76940的4脚SDA和5脚的SCL进行通信,传输电池的电压、电流、温度等参数。通过12脚CHG_DET控制充电MOS管的导通与关闭。11脚COM_Int采集来自Bin的电平信号,识别是否有新的电池保护板加入。10脚LOAD_RM_DEF识别负载。电源部分可采用如图5所示的电路,其为主控中心模块通过LDO提供3.3V稳压电源。LDO稳压器可在输入-输出差分电压较小时运行。LDO电压稳压器可提供快速瞬态响应、宽输入电压范围、低静态电流、低噪声、高PSRR。如图6所示,还可采用电源控制电路为通信隔离模块提供电源。当主控中心模块的COM_Int管脚识别到设备接入的中断之后,主控中心模块的POWER引脚即9脚输出高电平,驱动晶体管Q2输出高电平,从而使BX输出高电平,同时LDO电源芯片输出5V电压,给通信隔离模块供电,驱动光耦的输入和输出,从而达到与后级模块通信的目的。以上所述的具体实施方式,对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本技术的具体实施方式而已,并不用于限定本技术的保护范围,凡在本技术的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多组锂电池并联管理系统,包括N组电池保护板,所述电池保护板包括用于监测锂电池模组状态的模拟前端、用于控制电池保护板开关的开关管、接收模拟前端信号并实现开关管通断控制的主控中心模块,其特征在于,所述主控中心模块具有唯一地址,第P组电池保护板的主控中心模块与第P+1组电池保护板的主控中心模块之间信号连接、第1组电池保护板的主控中心模块与第N组电池保护板的主控中心模块之间信号连接,其中,N为大于1的自然数,P为小于N的自然数。

【技术特征摘要】
1.多组锂电池并联管理系统,包括N组电池保护板,所述电池保护板包括用于监测锂电池模组状态的模拟前端、用于控制电池保护板开关的开关管、接收模拟前端信号并实现开关管通断控制的主控中心模块,其特征在于,所述主控中心模块具有唯一地址,第P组电池保护板的主控中心模块与第P+1组电池保护板的主控中心模块之间信号连接、第1组电池保护板的主控中心模块与第N组电池保护板的主控中心模块之间信号连接,其中,N为大于1的自...

【专利技术属性】
技术研发人员:边朋朋
申请(专利权)人:重庆美顺电子科技有限公司
类型:新型
国别省市:重庆,50

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