储能设备专用电池管理主机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电池组管理装置，具体涉及一种储能设备专用电池管理主机，包括直流电压转换电路、均衡电源、从机供电电源、CPU供电电源、主机通信电路、存储模块和主机CPU，所述输入电源接入直流电压转换电路的电源输入端，直流电压转换电路设有两路电压输出，一路输出经稳压电路和滤波电路后作为CPU供电电源为主机CPU供电，另一路输出作为控制均衡电源和从机供电电源工作状态的电源；从机供电电源为管理从机供电，均衡电源为需要均衡的电池单体提供均衡电源。本实用新型专利技术可集中获取各管理从机的采集数据，并为容量偏低的单体电池及时提供大电流均衡，延长电池使用寿命。

Special battery management host for energy storage equipment

【技术实现步骤摘要】
储能设备专用电池管理主机
本技术涉及一种电池组管理装置，具体涉及一种储能设备专用电池管理主机。
技术介绍
电池组管理装置需要测量电池的电流电压等参数进行状态监控，现有装置的都是一体式的，通过管理装置对电池组进行集中管理，但一体式的管理装置，测量线路比较长，容易存在干扰，干扰对测量数据的准确性有较大影响，这种情况主动均衡的电流会很小或没有，因为线路上会产生压降，而且数据多采用SPI或串口进行传输，该传输方式时序要求高，耗时较长，容易出现死机现象，基于此，申请人提出了直接设置在单体电池上管理从机，管理从机可以对单体电池的参数(主要包括温度和电压)进行检测，但由于电池组的单体电池数量众多，需要对各管理从机进行集中管控。另外，当前电池组内采用的是小电流主动均衡或被动均衡，均衡效果差。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种储能设备专用电池管理主机，可集中获取各管理从机的采集数据，并为容量偏低的单体电池及时提供大电流均衡，延长电池使用寿命。本技术为解决其技术问题所采用的技术方案为：所述储能设备专用电池管理主机，包括直流电压转换电路、均衡电源、从机供电电源、CPU供电电源、主机通信电路、存储模块和主机CPU，所述输入电源接入直流电压转换电路的电源输入端，直流电压转换电路设有两路电压输出，一路输出经稳压电路和滤波电路后作为CPU供电电源为主机CPU供电，另一路输出作为控制均衡电源和从机供电电源的控制电源；从机供电电源包括从机开关控制电路和从机供电电路，所述从机开关控制电路输入端连接CPU的I/O口，所述从机开关控制电路输出端串接从机继电器线圈，从机继电器常开触点串入从机供电电路；均衡电源包括均衡开关控制电路和均衡供电电路，所述均衡开关控制电路包括通过光耦隔离的两级三极管驱动电路，一级三极管Q4基极连接主机CPU的I/O口，二级三极管Q6集电极通过均衡继电器线圈连接至直流电压转换电路输出电源正极，二级三极管Q6发射极接地，所述均衡继电器常开触点串联在输入电源和高频变压器T1一次线圈正极之间，高频变压器T1一次线圈负极接MOS管Q3漏极，MOS管Q3源极接地，所述MOS管Q3栅极连接均衡供电PWM调整电路输出端，所述高频变压器T1二次线圈经整流电路、储能电感和滤波电路输出均衡电压。本技术集成了三个电源，分别是均衡电源、从机供电电源和自身工作需要的CPU供电电源。直流电压转换电路将输入端电压值较高的直流电压转换为两路12V直流电，一路为主机CPU、主机通信电路和存储模块供电，另一路为从机供电电源和电池均衡电源提供所需的控制电源。均衡电源用于单体电池的主动均衡，需要接入均衡电源时，主机CPU的I/O口输出高电平，三极管驱动电路接通均衡继电器线圈的导通回路，均衡继电器常开触点吸合，在均衡供电PWM调整电路的调整下输出稳定的均衡电源，储能电感能增加均衡电源的输出能力，实现最大10A的均衡电流，对电池实现真正的均衡修复，从机供电电源用于为管理从机供电，需要时，主机CPU通过从机开关控制电路控制从机继电器线圈上电，从机继电器常开触点吸合，从机供电电路导通，从机供电电源对管理从机输出供电电压，主机通信电路用于实现与管理从机的信息交互，在不需要从机供电或均衡时，切断相应电源，以降低设备功耗。本技术的技术方案仅限于储能设备专用电池管理主机，其功能模块只要能够实现自供电、从机供电输出、均衡电源大功率输出及与管理从机的通信即可，不涉及从机方面的
技术实现思路
，不对从机的结构进行详述或特别限定。优选地，所述直流电压转换电路包括PWM控制芯片U2、电压反馈电路、MOS管Q10输出电路及变压器，输入电源接入PWM控制芯片U2的电源输入端，通过PWM控制芯片U2电压输出端连接MOS管Q10栅极，MOS管Q10漏极和输入电源正极之间接入变压器T2一次侧线圈，变压器T2二次侧设置两个线圈，MOS管Q10源极接地，变压器T2二次侧线圈输出电压通过电压反馈电路反馈至PWM控制芯片，一般输入电源的电压值为48V，通过PWM控制芯片U2控制MOS管Q10的脉宽，从而控制变压器T2二次线圈的输出电压，两个二次线圈的输出电压相同，均为12V，通过电压反馈电路反馈变压器T2二次侧的输出电压反馈至PWM控制芯片U2，进而控制其输出功率。优选地，所述均衡供电PWM调整电路包括电源输入端、均衡供电PWM控制器U4、MOS管Q3、均衡供电电压反馈电路和电源输出端，所述均衡供电PWM控制器U4的VCC管脚接电源输入端，均衡供电PWM控制器U4的RT/CT管脚接振荡器，由均衡供电PWM控制器U4的参考电压输出端为振荡器提供电源，均衡供电PWM控制器U4电压输出端连接MOS管Q3栅极，均衡供电PWM控制器U4的误差放大输出管脚通过光耦连接均衡供电反馈电路，均衡电压为均衡供电反馈电路提供基准电压，振荡器通过均衡供电PWM控制器U4控制MOS管Q3的脉宽，从而控制输出电压，均衡供电PWM控制器U4均衡供电电压反馈电路的反馈信号实时调整，均衡供电PWM控制器U4的电压输出端控制MOS管Q3的导通与关断。优选地，所述电源输入端通过稳压电路连接至均衡供电PWM控制器U4的VCC管脚，均衡供电PWM控制器U4提供电源。优选地，所述MOS管Q3源极通过反馈电阻R9接地，反馈电阻和MOS管Q3源极与反馈电阻R9之间设置反馈信号线，反馈信号线连接至均衡供电PWM控制器U4的过电流保护引脚，如电阻R9的电压达到一定的高度，可关闭均衡供电PWM控制器U4的电压输出端的输出波形。优选地，所述变压器T1一次线圈两端并接高频续流电路，使变压器T1的一次线圈的反向电流反馈给电源网络。优选地，所述从机开关控制电路包括通过光耦隔离的两级三极管驱动电路，一级三极管Q5基极连接主机CPU的I/O口，二级三极管Q7集电极通过从机继电器线圈连接至直流电压转换电路输出电源正极，二级三极管Q7发射极接地，所述从机继电器常开触点串联在输入电源和MOS管Q1漏极之间，所述MOS管Q1栅极连接从机供电PWM调整电路输出端，MOS管Q1源极通过储能电感和滤波电容输出从机供电电压；需要接入从机供电电源时，主机CPU的I/O口输出高电平，三极管驱动电路接通从机继电器线圈的导通回路，从机继电器常开触点吸合，在从机供电PWM调整电路的调整下输出稳定的从机供电电源。优选地，所述从机供电PWM调整电路包括电源输入端、从机供电PWM控制器、MOS管、从机供电反馈电路和电源输出端，所述从机供电PWM控制器的VCC管脚接电源输入端，从机供电PWM控制器的RT/CT管脚接振荡器，由从机供电PWM控制器的参考电压输出端为振荡器提供电源，从机供电PWM控制器电压输出端连接MOS管Q1栅极，从机供电PWM控制器的误差放大输出管脚通过光耦连接从机供电反馈电路，电源输出端的输出的电源为从机供电反馈电路提供基准电压，从机供电PWM调整电路与均衡供电PWM调整电路结构及工作原理相同，此处不赘述。优选地，所述主机通信电路包括CAN芯片，CAN芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能设备专用电池管理主机，其特征在于，包括直流电压转换电路、均衡电源、从机供电电源、CPU供电电源、主机通信电路、存储模块和主机CPU，输入电源接入直流电压转换电路的电源输入端，直流电压转换电路设有两路电压输出，一路输出经稳压电路和滤波电路后作为CPU供电电源为主机CPU供电，另一路输出作为控制均衡电源和从机供电电源的控制电源；/n从机供电电源包括从机开关控制电路和从机供电电路，所述从机开关控制电路输入端连接CPU的I/O口，所述从机开关控制电路输出端串接从机继电器线圈，从机继电器常开触点串入从机供电电路；/n均衡电源包括均衡开关控制电路和均衡供电电路，所述均衡开关控制电路包括通过光耦隔离的两级三极管驱动电路，一级三极管Q4基极连接主机CPU的I/O口，二级三极管Q6集电极通过均衡继电器线圈连接至直流电压转换电路输出电源正极，二级三极管Q6发射极接地，所述均衡继电器常开触点串联在输入电源和高频变压器T1一次线圈正极之间，高频变压器T1一次线圈负极接MOS管Q3漏极，MOS管Q3源极接地，所述MOS管Q3栅极连接均衡供电PWM调整电路输出端，所述高频变压器T1二次线圈经整流电路、储能电感和滤波电路输出均衡电压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种储能设备专用电池管理主机，其特征在于，包括直流电压转换电路、均衡电源、从机供电电源、CPU供电电源、主机通信电路、存储模块和主机CPU，输入电源接入直流电压转换电路的电源输入端，直流电压转换电路设有两路电压输出，一路输出经稳压电路和滤波电路后作为CPU供电电源为主机CPU供电，另一路输出作为控制均衡电源和从机供电电源的控制电源；
从机供电电源包括从机开关控制电路和从机供电电路，所述从机开关控制电路输入端连接CPU的I/O口，所述从机开关控制电路输出端串接从机继电器线圈，从机继电器常开触点串入从机供电电路；
均衡电源包括均衡开关控制电路和均衡供电电路，所述均衡开关控制电路包括通过光耦隔离的两级三极管驱动电路，一级三极管Q4基极连接主机CPU的I/O口，二级三极管Q6集电极通过均衡继电器线圈连接至直流电压转换电路输出电源正极，二级三极管Q6发射极接地，所述均衡继电器常开触点串联在输入电源和高频变压器T1一次线圈正极之间，高频变压器T1一次线圈负极接MOS管Q3漏极，MOS管Q3源极接地，所述MOS管Q3栅极连接均衡供电PWM调整电路输出端，所述高频变压器T1二次线圈经整流电路、储能电感和滤波电路输出均衡电压。


2.根据权利要求1所述的储能设备专用电池管理主机，其特征在于，所述直流电压转换电路包括PWM控制芯片U2、电压反馈电路、MOS管Q10输出电路及变压器，输入电源接入PWM控制芯片U2的电源输入端，通过PWM控制芯片U2电压输出端连接MOS管Q10栅极，MOS管Q10漏极和输入电源正极之间接入变压器T2一次侧线圈，变压器T2二次侧设置两个线圈，MOS管Q10源极接地，变压器T2二次侧线圈输出电压通过电压反馈电路反馈至PWM控制芯片U2。


3.根据权利要求1所述的储能设备专用电池管理主机，其特征在于，所述均衡供电PWM调整电路包括电源输入端、均衡供电PWM控制器U4、MOS管Q3、均衡供电电压反馈电路和电源输出端，所述均衡供电PWM控制器U4的VCC管脚接电源输入端，均衡供电PWM控制器U4的RT/CT管脚接振荡器，由均衡供电PWM控制器U4的参考电压输出端为振荡器提供电源，均衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福杰，傅刚，马志勋，
申请(专利权)人：淄博杰达动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37