一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统，其保护系统由动力电池包、温控系统和电池管理系统组成，动力电池包由M*N个标准单个电池模块组成，N个单电池模组并联，每个单电池模组之间采用导线连接。本发明专利技术既不需要在每个支路上安装BMS，也不需要采用大载流量的并联连接器件，只用一套BMS及小载流量的并联连接器件就可杜绝并联支路的过流风险，应用成本大大降低，且可对串联机械连接点的连接状况进行检测，可避免因串联机械连接点松动造成的安全隐患的问题，同时对并联支路的温度变化进行监控，可解决模块间并联可能存在的并联支路电流失控的问题。

A low cost protection system to solve the hidden troubles in battery parallel circuits

The invention discloses a low cost protection system for solving the hidden danger of current carrying current in battery parallel circuit. The protection system consists of power battery package, temperature control system and battery management system. The power battery package consists of M*N standard single battery modules, N single battery modules are parallel, and each single battery module is connected by wire connection. . The invention does not need to install BMS on each branch or a parallel connection device with large load flow, and only one set of parallel connection devices with BMS and small load flow can eliminate the overflow risk of the parallel branch. The application cost is greatly reduced, and the connection condition of the series connection points can be detected, and the cause can be avoided. The problem of the hidden danger caused by the loosening of the connection points in series, and the monitoring of the temperature change of the parallel branch, can solve the problem that the parallel branch current can be out of control in the parallel connection between the modules.

【技术实现步骤摘要】
一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统
本专利技术涉及锂电池保护
，具体为一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统。
技术介绍
市场上用于电动汽车或储能系统的锂电动力电池组，一般由许多单个模组组成，每个模组容量根据实际应用的系统所需容量进行设计，由于电动汽车或储能系统所需容量一般都在100AH以上，所需单个模组容量比较大，考虑到单个模组重量原因，每个模组内的串联数量少，一般1～2串，最多不会超过3串，进而单个模块电压低。此单个模组存在以下缺点：1、通用性差：单个模组容量大且非标定制，只能应用于相同容量要求的系统，不同容量系统需重新开发模组及其相应配件；2、生产成本高：通用性差，不同容量系统需重新开发不同模组及其相应的配件，造成开发成本高，且生产过程中物料种类成倍增加，导致物料库存成本高；3、回收利用范围小：当系统进行回收利用时，一般低压系统48V/60V比较多，3.6V/7.2V电压等级系统使用比较少，使得其单个模组的适用范围特别窄；4、模块机械串联点多：可靠性风险大，单个模组电压低，需要很多个模组通过机械紧固的方式串联连接，机械连接点越多，相应连接可靠性越差；5、单个模组载流量大：载流可靠性要求高，系统所需电流由各单个模组提供，每模组载流量越大，对相应的汇流连接器件载流能力要求高，一旦其中有载流量部分发生，则整个系统其他载流部件会发热比较严重，易发生过热现象，甚至造成安全事故。动力电池系统通过小容量多串数的单个模组多并联少串联来解决，但并联以后存在一定的问题：举例说明，如图1所示，电池1、4，2、5，3、6按图形成串并联连接，假设所有单体电池无差异且串联连接导线阻值为0，正常情况下，每条干路上电流均为10A，则并联支路AB及BC上均无电流通过，随着系统使用的频次和时间，电池的性能差异会慢慢凸显，假设极端情况下，3号单体电池内阻值无穷大完全无法放电，此时3号电池视为同断路，如图2所示，此时通过电池1、2的电流变为15A，而并联支路AB电流5A，并联支路BC电流达到10A，这只是说明3串并联的情形，如果更多串的并联，极端情况下并联支路的电流将会更大，为了解决此类问题，通常会增大并联支路连接件的载流能力，按极端情况设计其载流能力，但同时连接件重量大、成本高、实用性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统，其保护系统由动力电池包、温控系统和电池管理系统组成，动力电池包由M*N个标准单个电池模块组成，N个单电池模组并联，每个单电池模组之间采用导线连接，通过RS485通信方式和电压采集导线连接到单电池组管理系统，比如单个电池模组M/1与M/2之间导线连接，通过RS485通信方式连接到M/1和M/2到单电池组管理系统M，并以此类推；M串N个单电池模组并联体再通过大载流铜排连接，比如单个电池模组M/1与单个电池模组M-1/1之间通过大载流铜排连接，单个电池模组M/2与单个电池模组M-1/2之间通过大载流铜排连接，并以此类推；M个单电池组管理系统通过RS485或CAN通信方式连接到电池管理系统主控单元，电池管理系统主控单元与用电/充电单元通过RS485或CAN通信，电池管理系统主控单元收集M个单电池组管理系统相关信息，并当其中有单体电池电压过低过高或存在载流隐患时，电池管理系统主控单元会通知用电/充电单元降低电流输出/输入能力，切断相关单个电池模组电流输出/输入，以防止铜排载流过载发热严重的安全隐患发生。优选的，所述单个电池模组由N*R串并电池组、温度采集单元、温控单元、充电控制MOS以及电流采集单元等组成，串并电池组由N个R个单体电池并联模组串联组成，其以48/60V20AH电池系统为主，主要用于形成标准模组。优选的，所述温控系统由温度监控单元和控制单元组成，防范并联载流隐患安全，其由n+1个温度传感器组成，即T0～Tn，采集R个单体电池连接铜排电流，比如Tn主要采集第n串连接R个单体电池铜排温度，当T超过基准温度T’设定数值时，温控单元切断充放电MOS，并告知单电池组管理系统和电池管理系统主控单元，系统降功率输出，通过J1接插件与相邻单个电池模组并联，DC+通过铜排连接上一级单个电池模组，DC-通过铜排连接下一级单个电池模组。优选的，所述电池管理系统由电压采集单元和均衡单元组成，电压采集单元主要监控并联单体电池电压，均衡单元采用被动均衡系统。优选的，所述当动力电池包最大载流能力为I，当M/1发生过压、欠压或载流安全隐患时，电池管理系统主控单元通知用电/充电单元降功率，最大电流不能超过（M-1）I/M，同时告知M/1单个电池模组切断输出，电池管理系统主控单元采集电流并控制主继电器，在所有单个电池模组电压过低或过高以及存在载流安全隐患高极端情况下，切断主继电器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术既不需要在每个支路上安装BMS，也不需要采用大载流量的并联连接器件，只用一套BMS及小载流量的并联连接器件就可杜绝并联支路的过流风险，应用成本大大降低，且可对串联机械连接点的连接状况进行检测，可避免因串联机械连接点松动造成的安全隐患的问题，同时对并联支路的温度变化进行监控，可解决模块间并联可能存在的并联支路电流失控的问题。附图说明图1为单个电池模组串并联正常示意图；图2为单个电池模组串并联异常示意图；图3为电动汽车/储能系统应用示意图；图4为单个电池模组原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统，其保护系统由动力电池包、温控系统和电池管理系统组成，动力电池包由M*N个标准单个电池模块组成，N个单电池模组并联，每个单电池模组之间采用导线连接，通过RS485通信方式和电压采集导线连接到单电池组管理系统，比如单个电池模组M/1与M/2之间导线连接，通过RS485通信方式连接到M/1和M/2到单电池组管理系统M，并以此类推；M串N个单电池模组并联体再通过大载流铜排连接，比如单个电池模组M/1与单个电池模组M-1/1之间通过大载流铜排连接，单个电池模组M/2与单个电池模组M-1/2之间通过大载流铜排连接，并以此类推；M个单电池组管理系统通过RS485或CAN通信方式连接到电池管理系统主控单元，电池管理系统主控单元与用电/充电单元通过RS485或CAN通信，电池管理系统主控单元收集M个单电池组管理系统相关信息，并当其中有单体电池电压过低过高或存在载流隐患时，电池管理系统主控单元会通知用电/充电单元降低电流输出/输入能力，切断相关单个电池模组电流输出/输入，以防止铜排载流过载发热严重的安全隐患发生。单个电池模组由N*R串并电池组、温度采集单元、温控单元、充电控制MOS以及电流采集单元等组成，串并电池组由N个R个单体电池并联模组串联组成，其以4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统，其特征在于：其保护系统由动力电池包、温控系统和电池管理系统组成，动力电池包由M*N个标准单个电池模块组成，N个单电池模组并联，每个单电池模组之间采用导线连接，通过RS485通信方式和电压采集导线连接到单电池组管理系统，比如单个电池模组M/1与M/2之间导线连接，通过RS485通信方式连接到M/1和M/2到单电池组管理系统M，并以此类推；M串N个单电池模组并联体再通过大载流铜排连接，比如单个电池模组M/1与单个电池模组M‑1/1之间通过大载流铜排连接，单个电池模组M/2与单个电池模组M‑1/2之间通过大载流铜排连接，并以此类推；M个单电池组管理系统通过RS485或CAN通信方式连接到电池管理系统主控单元，电池管理系统主控单元与用电/充电单元通过RS485或CAN通信，电池管理系统主控单元收集M个单电池组管理系统相关信息，并当其中有单体电池电压过低过高或存在载流隐患时，电池管理系统主控单元会通知用电/充电单元降低电流输出/输入能力，切断相关单个电池模组电流输出/输入，以防止铜排载流过载发热严重的安全隐患发生。

【技术特征摘要】
1.一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统，其特征在于：其保护系统由动力电池包、温控系统和电池管理系统组成，动力电池包由M*N个标准单个电池模块组成，N个单电池模组并联，每个单电池模组之间采用导线连接，通过RS485通信方式和电压采集导线连接到单电池组管理系统，比如单个电池模组M/1与M/2之间导线连接，通过RS485通信方式连接到M/1和M/2到单电池组管理系统M，并以此类推；M串N个单电池模组并联体再通过大载流铜排连接，比如单个电池模组M/1与单个电池模组M-1/1之间通过大载流铜排连接，单个电池模组M/2与单个电池模组M-1/2之间通过大载流铜排连接，并以此类推；M个单电池组管理系统通过RS485或CAN通信方式连接到电池管理系统主控单元，电池管理系统主控单元与用电/充电单元通过RS485或CAN通信，电池管理系统主控单元收集M个单电池组管理系统相关信息，并当其中有单体电池电压过低过高或存在载流隐患时，电池管理系统主控单元会通知用电/充电单元降低电流输出/输入能力，切断相关单个电池模组电流输出/输入，以防止铜排载流过载发热严重的安全隐患发生。2.根据权利要求1所述的一种低成本解决电池并联回路上载流隐患的保护系统，其特征在于：所述单个电池模组由N*R串并电池组、温度采集单元、温控单元、充电控制MOS以及电流采集单元等组成，串并电池组由N个R个单体...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆，
申请(专利权)人：孙庆，
类型：发明
国别省市：江苏,32