一种分布式的电池管理电路及分布式的电池管理系统技术方案

一种分布式的电池管理电路及分布式的电池管理系统，电池管理电路包括：多个电源均衡模块、电池管理模块及控制模块；多个电源均衡模块分别与多个电池模块一一对应连接，多个电源均衡模块均与电池管理模块连接，电池管理模块与控制模块连接；电源均衡模块用于采集对应的电池模块的电能运行参数，并将电能运行参数上传至电池管理模块；电池管理模块用于根据电能运行参数计算对应的电池模块的剩余电量比值；控制模块用于根据剩余电量比值得到电池模块的电能运行状态，并且根据电能运行状态对电池模块进行配电；其中每个电池模块包括至少一个电池；电池管理电路对于多个不同容量、充电倍率的电池模块进行均衡供电，降低了多个电池模块的配电管理成本。

A Distributed Battery Management Circuit and Distributed Battery Management System

【技术实现步骤摘要】
一种分布式的电池管理电路及分布式的电池管理系统
本专利技术属于电源管理
，尤其涉及一种分布式的电池管理电路及分布式的电池管理系统。
技术介绍
随着电子电路技术的快速发展，电子元器件的集成化和复杂性也逐渐提升，技术人员需要采用多个电源以维持大规模集成电路系统的工作稳定性和安全性；因此多个电源之间的供电均衡功能对于多个电子元器件的电路功能具有极其重要的影响，技术人员通常采用电池管理系统(BMS，BatteryManagementSystem)对于多个电源的供电状态进行调节，以提高电源的供电利用率；并且使得每一个电源能够向用电设备提供额定的电能，用电设备能够按照技术人员的操作指令完成相应的电路功能，以防止电源出现过度充电和过度放电的问题；由于电池管理系统对于多个电源的供电过程可进行灵活的调节，以使复杂的电子电路也能够接入电能并相互协作完成完整的电路功能；因此电池管理系统被广泛地应用在电动汽车、机器人、无人机等各个领域，并且发挥出极其重要、不可替代的作用。传统技术在将电池管理系统应用于多个负载的供电管理过程中，所述电池管理系统按照应用的场景可分为以下两类：1、应用于集装箱式等大型用电设备的电池管理系统，这种电池管理系统可管理多个大型用电设备的高能耗供电，并且这些集装箱式装置往往存储着数量较多的电源，这种电池管理系统往往架构复杂，功能也较为齐全。价格昂贵，并且多个电源的供电管理步骤也是极为繁琐。2、应用于电瓶车、基站等小型设备的电池管理系统，此类用电设备的用电功率较低，并且所需的电源数量较少，用电设备的电能供应精度不高，电池管理系统只需要对于小功率的电能进行管理，电源管理步骤比较简便，电源管理的价格也比较低廉；但是这种电池管理系统的电源管理功能不完善，无法适用于高精度要求的电力系统的电能分配过程，比如电化学储能系统的电力管理功能，其应用范围有限。综上所述，传统技术中的电池管理系统的兼容性较低，无法针对不同功率的电源进行均衡供电，尤其对于大功率的电源存在较大的电能管理误差，电能的均衡能力较弱，电路结构复杂，电源管理的价格较为昂贵，可扩展性较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种分布式的电池管理电路及分布式的电池管理系统，旨在解决传统的技术方案中电池管理系统的电源分配的步骤较为繁琐，兼容性较低，导致多个电源供电管理的成本较高，无法实现不同功率的电源均衡供电的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种分布式的电池管理电路，包括：多个电源均衡模块、电池管理模块以及控制模块；多个所述电源均衡模块分别与多个电池模块一一对应连接，多个所述电源均衡模块均与所述电池管理模块连接，所述电池管理模块与所述控制模块连接；所述电源均衡模块用于采集对应的所述电池模块的电能运行参数，并将所述电能运行参数上传至所述电池管理模块；所述电池管理模块用于根据所述电能运行参数计算对应的所述电池模块的剩余电量比值；所述控制模块用于根据所述剩余电量比值得到所述电池模块的电能运行状态，并且根据所述电能运行状态对所述电池模块进行配电；其中每个所述电池模块包括至少一个电池。在其中的一个实施例中，所述电源均衡模块包括：至少一个电池均衡单元，所述电池均衡单元与至少一个所述电池连接，所述电池均衡单元用于采集对应的所述电池的电能工作参数；均衡控制单元，每一个所述电池均衡单元均与所述均衡控制单元连接，所述均衡控制单元用于汇总所述电池的电能工作参数以得到所述电池模块的电能运行参数；第一通讯单元，所述第一通讯单元连接于所述均衡控制单元与所述电池管理模块之间，所述第一通讯单元用于将所述电能运行参数上传至所述电池管理模块；以及供电单元，所述供电单元与所述电池均衡单元、所述均衡控制单元及所述第一通讯单元连接，所述供电单元接收第一电源信号，以对所述电池均衡单元、所述均衡控制单元及所述第一通讯单元进行供电。在其中的一个实施例中，所述均衡控制单元包括：均衡控制芯片、第一晶振、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一电感；所述第一电容的第一端和所述的第一晶振的第一输入输出端共接于所述均衡控制芯片的振荡信号输入管脚，所述第一电容的第二端和所述第一晶振的第一接地端共接于地；所述第一电阻的第一端接所述均衡控制芯片的振荡信号输出管脚，所述第一电阻的第二端和所述第二电容的第一端共接于所述第一晶振的第二输入输出端，所述第二电容的第二端和所述第一晶振的接地端共接于地；所述第一电感的第一端、所述第三电容的第一端及所述第四电容的第一端共接于所述均衡控制芯片的模拟电源管脚，所述第三电容的第二端接地，所述第四电容的第二端接地，所述第一电感的第二端接所述供电单元；所述均衡控制芯片的第一串行通信管脚接所述第二电阻的第一端，所述均衡控制芯片的第二串行通信管脚接所述第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第二端为所述均衡控制单元的参数输入端；所述均衡控制芯片的第一数据输出管脚和所述均衡控制芯片的第二数据输出管脚为所述均衡控制单元的参数输出端；所述均衡控制单元的参数输入端接所述电池均衡单元；所述均衡控制单元的参数输出端接所述第一通讯单元；所述供电单元包括：第一电源控制芯片、第二电源控制芯片、第一二极管、第二二极管、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第一开关管、第二开关管、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第七电阻；所述第一二极管的阳极接入所述第一电源信号，所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极、所述第五电容的第一端及所述第六电容的第一端共接于所述第一电源控制芯片的电源输入管脚，所述第一二极管的阳极接地，所述第五电容的第二端接地，所述第六电容的第二端接地；所述第一电源控制芯片的电源输出管脚、所述第七电容的第一端、所述第八电容的第一端及所述第四电阻的第一端共接于所述第一开关管的第一导通端，所述第七电容的第二端和所述第一电源控制芯片的接地管脚共接于地；所述第八电容的第二端接地，所述第四电阻的第二端和所述第一开关管的控制端共接于所述第二开关管的第一导通端，所述第二开关管的第二导通端接地；所述第五电阻的第一端和所述第六电阻的第一端共接于所述第二开关管的控制端，所述第六电阻的第二端接地，所述第五电阻的第二端接入关断控制信号；所述第一开关管的第二导通端、所述第九电容的第一端及所述第十电容的第一端共接于所述第二电源控制芯片的电源输入管脚，所述第九电容的第二端接地，所述第十电容的第二端接地；所述第二电源控制芯片的接地管脚接地；所述第二电源控制芯片的电源输出正极管脚、所述第十一电容的第一端、所述第十二电容的第一端及所述第七电阻的第一端共接形成所述供电单元的电源输出端，所述第十一电容的第二端、所述第十二电容的第二端及所述第七电阻的第二端共接于所述第二电源控制芯片的电源输出负极管脚；所述供电单元的电源输出端接所述电池均衡单元、所述均衡控制单元及所述第一通讯单元；所述第一通讯单元包括：通讯隔离芯片、信号收发芯片、光耦芯片、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第一发光二极管、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻及第十五电阻；所述通讯隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式的电池管理电路，其特征在于，包括：多个电源均衡模块、电池管理模块以及控制模块；多个所述电源均衡模块分别与多个电池模块一一对应连接，多个所述电源均衡模块均与所述电池管理模块连接，所述电池管理模块与所述控制模块连接；所述电源均衡模块用于采集对应的所述电池模块的电能运行参数，并将所述电能运行参数上传至所述电池管理模块；所述电池管理模块用于根据所述电能运行参数计算对应的所述电池模块的剩余电量比值；所述控制模块用于根据所述剩余电量比值得到所述电池模块的电能运行状态，并且根据所述电能运行状态对所述电池模块进行配电；其中每个所述电池模块包括至少一个电池。

【技术特征摘要】
1.一种分布式的电池管理电路，其特征在于，包括：多个电源均衡模块、电池管理模块以及控制模块；多个所述电源均衡模块分别与多个电池模块一一对应连接，多个所述电源均衡模块均与所述电池管理模块连接，所述电池管理模块与所述控制模块连接；所述电源均衡模块用于采集对应的所述电池模块的电能运行参数，并将所述电能运行参数上传至所述电池管理模块；所述电池管理模块用于根据所述电能运行参数计算对应的所述电池模块的剩余电量比值；所述控制模块用于根据所述剩余电量比值得到所述电池模块的电能运行状态，并且根据所述电能运行状态对所述电池模块进行配电；其中每个所述电池模块包括至少一个电池。2.根据权利要求1所述的电池管理电路，其特征在于，所述电源均衡模块包括：至少一个电池均衡单元，所述电池均衡单元与至少一个所述电池连接，所述电池均衡单元用于采集对应的所述电池的电能工作参数；均衡控制单元，每一个所述电池均衡单元均与所述均衡控制单元连接，所述均衡控制单元用于汇总所述电池的电能工作参数以得到所述电池模块的电能运行参数；第一通讯单元，所述第一通讯单元连接于所述均衡控制单元与所述电池管理模块之间，所述第一通讯单元用于将所述电能运行参数上传至所述电池管理模块；以及供电单元，所述供电单元与所述电池均衡单元、所述均衡控制单元及所述第一通讯单元连接，所述供电单元接收第一电源信号，以对所述电池均衡单元、所述均衡控制单元及所述第一通讯单元进行供电。3.根据权利要求2所述的电池管理电路，其特征在于，所述均衡控制单元包括：均衡控制芯片、第一晶振、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一电感；所述第一电容的第一端和所述的第一晶振的第一输入输出端共接于所述均衡控制芯片的振荡信号输入管脚，所述第一电容的第二端和所述第一晶振的第一接地端共接于地；所述第一电阻的第一端接所述均衡控制芯片的振荡信号输出管脚，所述第一电阻的第二端和所述第二电容的第一端共接于所述第一晶振的第二输入输出端，所述第二电容的第二端和所述第一晶振的接地端共接于地；所述第一电感的第一端、所述第三电容的第一端及所述第四电容的第一端共接于所述均衡控制芯片的模拟电源管脚，所述第三电容的第二端接地，所述第四电容的第二端接地，所述第一电感的第二端接所述供电单元；所述均衡控制芯片的第一串行通信管脚接所述第二电阻的第一端，所述均衡控制芯片的第二串行通信管脚接所述第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第二端为所述均衡控制单元的参数输入端；所述均衡控制芯片的第一数据输出管脚和所述均衡控制芯片的第二数据输出管脚为所述均衡控制单元的参数输出端；所述均衡控制单元的参数输入端接所述电池均衡单元；所述均衡控制单元的参数输出端接所述第一通讯单元；所述供电单元包括：第一电源控制芯片、第二电源控制芯片、第一二极管、第二二极管、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第一开关管、第二开关管、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第七电阻；所述第一二极管的阳极接入所述第一电源信号，所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极、所述第五电容的第一端及所述第六电容的第一端共接于所述第一电源控制芯片的电源输入管脚，所述第一二极管的阳极接地，所述第五电容的第二端接地，所述第六电容的第二端接地；所述第一电源控制芯片的电源输出管脚、所述第七电容的第一端、所述第八电容的第一端及所述第四电阻的第一端共接于所述第一开关管的第一导通端，所述第七电容的第二端和所述第一电源控制芯片的接地管脚共接于地；所述第八电容的第二端接地，所述第四电阻的第二端和所述第一开关管的控制端共接于所述第二开关管的第一导通端，所述第二开关管的第二导通端接地；所述第五电阻的第一端和所述第六电阻的第一端共接于所述第二开关管的控制端，所述第六电阻的第二端接地，所述第五电阻的第二端接入关断控制信号；所述第一开关管的第二导通端、所述第九电容的第一端及所述第十电容的第一端共接于所述第二电源控制芯片的电源输入管脚，所述第九电容的第二端接地，所述第十电容的第二端接地；所述第二电源控制芯片的接地管脚接地；所述第二电源控制芯片的电源输出正极管脚、所述第十一电容的第一端、所述第十二电容的第一端及所述第七电阻的第一端共接形成所述供电单元的电源输出端，所述第十一电容的第二端、所述第十二电容的第二端及所述第七电阻的第二端共接于所述第二电源控制芯片的电源输出负极管脚；所述供电单元的电源输出端接所述电池均衡单元、所述均衡控制单元及所述第一通讯单元；所述第一通讯单元包括：通讯隔离芯片、信号收发芯片、光耦芯片、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第一发光二极管、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻及第十五电阻；所述通讯隔离芯片的串行通信管脚接所述均衡控制单元，所述第十三电容的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨乔逸，
申请(专利权)人：南京四象新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32