【技术实现步骤摘要】
一种集成了信息采集、数据通信、电能均衡功能的锂电池管理系统
本专利技术属于电池管理
，具体涉及一种集成了信息采集、数据通信、电能均衡功能的锂电池管理系统。
技术介绍
锂离子动力电池在生活、生产的方方面面都得到了大规模的应用，无论是日常生活中常见的电动汽车、电动工具、电动自行车，或是新兴技术例如新能源发电、智能电网中，锂离子动力电池都是其重要组成部分，为系统提供能源或存储多余能量。在大功率应用领域，相对于其他类型的储能电池，锂离子电池具有能量与功率密度高、循环寿命长、环保等的优点；与镍氢电池相比，其电芯电压约高3倍，功率密度约高2倍，自放电率约为1/2，且无记忆效应。但是，在大多数系统中，锂离子电池的可靠性是其性能瓶颈，由于锂离子电池的热稳定性和一致性较差，对应用环境要求更为苛刻，不可过充电和过放电，因此在锂电池应用场合一般配备电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)，对电池进行合理有效的管理和控制，确保电池安全、延长电池寿命、提升系统性能。在BMS硬件架构方面，从可靠性、模块化、均衡技术等角度出发，学术界和工业界做了大量的相关研...
【技术保护点】
1.一种集成了信息采集、数据通信、电能均衡功能的锂电池管理系统，其特征在于：包括一个电池组控制器以及多个单体电池控制器；所述单体电池控制器用于管理对应的单体电池，其输入端连接单体电池，其内部功率拓扑采用双向DC‑DC变换器，用于实现对单体电池的充电或放电；所有单体电池通过各自的单体电池控制器在输出端依次串联后形成电池组并与电池组控制器的输出端相连，电池组控制器的输入端连接至用电负载或充电设备。
【技术特征摘要】
1.一种集成了信息采集、数据通信、电能均衡功能的锂电池管理系统，其特征在于：包括一个电池组控制器以及多个单体电池控制器；所述单体电池控制器用于管理对应的单体电池，其输入端连接单体电池，其内部功率拓扑采用双向DC-DC变换器，用于实现对单体电池的充电或放电；所有单体电池通过各自的单体电池控制器在输出端依次串联后形成电池组并与电池组控制器的输出端相连，电池组控制器的输入端连接至用电负载或充电设备。2.根据权利要求1所述的锂电池管理系统，其特征在于：所述电池组控制器输出端与电池组的连接方式为串联或并联，电池组控制器内部功率拓扑采用降压型DC-DC变换器。3.根据权利要求1所述的锂电池管理系统，其特征在于：所述单体电池控制器与电池组控制器之间以及单体电池控制器相互之间均通过功率信号复合调制通信的方式进行通信。4.根据权利要求1所述的锂电池管理系统，其特征在于：所述单体电池控制器包括双向DC-DC变换器、信号采样与调理电路、数字控制器和驱动电路，其中：所述双向DC-DC变换器一方面用于控制单体电池的充电电流和放电电流，另一方面通过调制向输出端口发送数字信息；所述信号采样与调理电路用于采集双向DC-DC变换器的输入电压、输出电压和输入电流，并对输出电压进行滤波得到其中的纹波电压，进而将所述输入电压、输出电压、输入电流以及纹波电压传输至数字控制器；所述数字控制器在单体电池控制器对外发送信息时，根据待发送的数据为0或1通过调制算法计算出对应的扰动量，并在内部功率调节环的输出端或给定参考功率上叠加所述扰动量以确定调制波信号，进而使所述调制波信号与给定的功率载波信号比较，生成双向DC-DC变换器的控制信号以实现功率与通信数据的双调制控制；所述驱动电路用于对所述控制信号进行功率放大后以驱动双向DC-DC变换器中的功率开关器件。5.根据权利要求4所述的锂电池管理系统，其特征在于：所述单体电池控制器的数字控制器包括：采样信号处理模块，用于对所述输入电压、输出电压和输入电流进行AD采样并计算得到单体电池的SOC，并对所述纹波电压进行傅里叶变换以得到其频谱信息；电池故障保护模块，用于根据所述输入电压、输出电压和输入电流对单体电池进行过压、欠压以及过流保护，并生成0或1的故障结果信号发送给电池组控制器，若故障结果信号为1则控制双向DC-DC变换器停止工作；通信载波调制模块，用于在单体电池控制器对外发送信息时，根据待发送的数据为0或1通过调制算法计算出对应的扰动量；功率载波调制模块，用于根据电池组控制器下发的参考电流值，计算确定双向DC-DC变换器功率调节的控制量，进而使所述扰动量与控制量相叠加得到调制波信号；控制信号生成...
【专利技术属性】
技术研发人员：张若琦，陈宏，吴建德，何湘宁，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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