一种智能电池管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能电池管理系统，其包括：多个基本单元及从控模块，一主控模块；所述的从控模块定时检测其对应的基本单元中电池的状态，并将该检测数据传输给从控模块内的MCU，该MCU再将数据传给所述的主控模块内的MCU，所述的主控模块内的MCU根据收到的信息判断各个电池的状态，然后对各个电池做出相应的控制，并将控制指令发送给从控模块内的MCU，从控模块内的MCU执行该指令。该智能电池管理系统能够使每个电池均匀放电和在充电过程中全部充满，消除了短板现象，延长了电池使用寿命，提高电池的能量效率和系统运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能电池管理系统，特别涉及一种能够使每个电池均勻放电和在 充电过程中全部充满的智能电池管理系统。
技术介绍
中国交通业的迅速发展对环境的压力越来越大，全国上路的汽车数量正在以每年 一千万辆的速度递增。普通汽车排放的尾气已经成为不可忽视的空气污染源。电动汽车以电代油，能够实现“零排放”，是解决能源和环境问题的重要手段。随着 石油资源的紧张和电池技术的发展，电动汽车在性能和经济性方面已经接近甚至优于传统 燃油汽车，并开始在世界范围内逐渐推广应用。目前许多厂商都在进行新能源汽车产业研发，提出了多种形式的方案和技术。但 制约电动汽车发展的问题依然是储能动力电池和应用技术。电池作为电动汽车的核心动力 部件，其成本占据电动汽车的相当大部分，故关系电池安全与寿命的电源管理系统在电动 汽车的研发中占据了极重要的位置。如何延长电池使用寿命、提高电池的能量效率和运行 可靠性，是电动汽车能量管理系统必需解决的问题。目前对电池的管理系统大都采用电池串联充电、串联放电管理，单组电池的故障 直接影响整个电源系统的正常工作，电源系统的故障率可能迅速提高，影响汽车的整体性 能以及安全。在电池串联使用时，往往由于电池间的不平衡性使电池组的整体容量降低而 影响了整个能源系统的使用价值，特别是采用串联充电，存在安全隐患，更为重要的是无法 很好的对电池的不平衡性进行控制。串联充电时，当其中一节电池电压达到上限保护电压 时，其控制电路将切断充电电路，从而使其他电池没法充满电，而放电时，当容量最低的电 池达到放电下限时，保护电路又会切断放电回路，使整个能源系统不能得到充分利用，同时 会使个体电池之间容量差异加大，使整个电池组寿命缩短。目前处理电池之间差异性的方 法为对电池进行均衡管理，如申请号为20091019(^97. 1的申请公开专利。但是对电池的 均衡管理由于电池的二次充电，不可避免地产生了能量的消耗，造成了浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有电池管理系统的不足，提供一种可以平衡个体电池之 间差异性，延长电池使用寿命，提高电池的能量效率和运行可靠性的智能电池管理系统。本专利技术的一个目的是通过以下技术方案实现的一种智能电池管理系统，其包括多个基本单元及从控模块，一主控模块；所述的 从控模块定时检测其对应的基本单元中电池的状态，并将该检测数据传输给从控模块内的 MCU,该MCU再将数据传给所述的主控模块内的MCU，所述的主控模块内的MCU根据收到的信 息判断各个电池的状态，然后对各个电池做出相应的控制，并将控制指令发送给从控模块 内的MCU，从控模块内的MCU执行该指令。进一步地，所述的基本单元包括一电池、第一开关、第二开关、第一外接端口、第二外接端口 ；所述的电池、第一开关和第二开关之间顺序电气连接，并构成环路；所述的第 一外接端口连接于所述的第一开关和第二开关之间、所述的第二外接端口连接于所述的第 二开关与电池之间。进一步地，所述的基本单元包括一电池、第一开关、第二开关、第三开关、第四开 关、第一外接端口、第二外接端口、第三外接端口、第四外接端口 ；所述的电池、第一开关和 第二开关之间顺序电气连接，并构成环路；所述的第一外接端口连接于所述的第一开关和 第二开关之间；所述的第二外接端口连接于所述的第二开关与电池之间；所述的第三外接 端口连接于所述第二外接端口与电池之间，所述的第三开关设置于该第三外接端口上；所 述的第四外接端口连接于所述第一开关与电池之间，所述的第四开关设置于该第四外接端 口上。进一步地，所述的基本单元包括一电池、第一开关、第二开关、第三开关、第四开 关、第五开关、第一外接端口、第二外接端口、第三外接端口、第四外接端口 ；所述的电池、第 一开关、第二开关和第五开关之间顺序电气连接，并构成环路；所述的第一外接端口连接于 所述的第一开关和第二开关之间；所述的第二外接端口连接于所述的第二开关与第五开关 之间；所述的第三外接端口连接于所述第五开关与电池之间，所述的第三开关设置于该第 三外接端口上；所述的第四外接端口连接于所述第一开关与电池之间，所述的第四开关设 置于该第四外接端口上。进一步地，所述的基本单元包括一电池、一单刀双掷开关、第三开关、第四开关、 第五开关、第一外接端口、第二外接端口、第三外接端口、第四外接端口 ；所述的单刀双掷 开关的第一静触头连接于电池的一端，第二静触头连接于第五开关的一端，第五开关的另 一端连接于电池的另一端；所述的第一外接端口连接于所述的单刀双掷开关的动触头接线 端；所述的第二外接端口连接于所述的单刀双掷开关的第二静触头与第五开关之间；所述 的第三外接端口连接于所述第五开关与电池之间，所述的第三开关设置于该第三外接端口 上；所述的第四外接端口连接于所述的单刀双掷开关的第一静触头与电池之间，所述的第 四开关设置于该第四外接端口上。进一步地，所述的基本单元中的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五 开关分别为二极管、三极管、继电器、晶闸管、可控硅、MOS管、HEMT(高电子迁移率晶体管) 和IGBT中的任意一种，或为由其组合而成的双向开关模块或器件；所述的双向开关模块和 器件为由两个通断特性可控的PN结对接而成或多个PN结组合而成的等效于两个PN结对 接的模块或器件，或为异质结或由多个异质结组合而成的双向可控模块或器件。进一步地，所述的电池为铅酸电池、镍氢电池、钠硫电池、液流电池、超级电容器、 磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钛酸锂电池和石墨烯锂电池中的任意一种。进一步地，所述的智能电池管理系统中全部基本单元中的电池都充满时，所能提 供的输出电压电流大于等于该系统正常放电时所需要的电压电流。即整个系统是有备用的 基本单元的，当其中一个基本单元中的电池发生故障被移出系统时，并不影响整个系统的 运行，大大提高了系统的稳定性。进一步地，所述系统正常放电时，优先使用SOC(state of charge)高的电池来满 足工作所需的电压电流。因为系统优先使用SOC高的电池，可以使得整个系统中的电池均 勻放电，消除了短板现象。进一步地，所述的从控模块所检测的每个基本单元中电池的状态为该电池的电 压、电流、温度、压力、PH值以及该电池泄漏物质在空气中产生的酸根含量中的一种或几种。进一步地，所述的从控模块中的MCU接收到的主控模块内的MCU发送的控制指令 为控制基本单元内各个开关的断开或闭合，从而使得该基本单元内的电池与整个电池系统 中的其它基本单元中的电池之间的关系在断开，串联或并联之间切换，以适应不同的充放 电过程及故障情况。进一步地，所述的充电过程中电池管理系统根据充电的基本单元个数改变充电电 压，这种充电方式可以使得每个电池的都充满。进一步地，所述的主控模块内的MCU与从控模块内的MCU之间的数据和指令传输 是通过无线通讯完成的。进一步地，所述的无线通讯为蓝牙、红外、Zigbee中的任意一种。本专利技术的积极进步效果在于本专利技术提供的智能电池管理系统与现有国内电池管理系统相比，在对电池充电 时，如果采用串联充电，可以根据充电电池的个数改变充电电压，而且该系统采用某些电池 基本单元时不仅可以串联充电，还可以并联充电，解决了其中一节电池电压达到上限保护 电压时，其控制电路切断充电电路，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电池管理系统，其特征在于，其包括：多个基本单元及从控模块，一主控模块；所述的从控模块定时检测其对应的基本单元中电池的状态，并将该检测数据传输给从控模块内的ＭＣＵ，该ＭＣＵ再将数据传给所述的主控模块内的ＭＣＵ，所述的主控模块内的ＭＣＵ根据收到的信息判断各个电池的状态，然后对各个电池做出相应的控制，并将控制指令发送给从控模块内的ＭＣＵ，从控模块内的ＭＣＵ执行该指令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余维，
申请(专利权)人：余维，
类型：发明
国别省市：31