一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统技术方案

一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统，其特征是：包括主控制单元、分控制单元、通信隔离单元和锂电池组单元；所述锂电池组单元由多个锂电池组并联构成，每个锂电池组由多块单体锂电池串联构成；每个锂电池组与一个分控制单元相连，多个结构相同的分控制单元分别通过通信隔离单元与主控制单元相连；本实用新型专利技术结构简单、可靠性强、保护全面，可实时监控锂电池组充电和供电过程中的电压、电流、温度数据，有效防止出现过充、过放、过流及过热等现象，极大地降低了安全隐患；采用充电、供电两套控制保护电路，更具有针对性；在单体锂电池出现故障时，自动调节电路工作参数，可保证电路的持续安全工作，大大提高了锂电池组单元工作的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统
本技术涉及锂电池管理
，尤其是涉及了一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统。
技术介绍
锂电池具有放电电压稳定，工作温度范围宽，自放电率低，储存寿命长，质量轻及无污染等优点，目前逐步替代了铅酸蓄电池、镉镍蓄电池，广泛应用于计算机、手表、笔记本电脑、电动工具、电动车等各种设备中。但在锂电池使用中，常常因为过充、过放、过温、过流等现象将电池损坏，特别是在实际应用中，往往采用多组锂电池联合供电，由于单个锂电池的内部特性不完全相同，一块锂电池出现故障，将会导致整个锂电池组的供电效果，不能发挥出锂电池组的最大功效，同时也严重地影响锂电池组的寿命，甚至有可能发生爆炸等重大事故。所以，需要可靠优良的管理系统对锂电池的充放电过程进行控制；在现有技术中，锂电池组管理系统的安全性检测及处理不够全面，有的没有考虑到温度的影响，有的在单体电池故障后电池组无法继续使用，有的对充放电采用统一控制保护电路，这都影响到电池管理系统的可靠性。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中的不足，本技术公开了一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统，基于先串后并的锂电池组特性，实现了对锂电池组工作状态的实时监控和调节，电路防护功能全面，在单体锂电池出现故障时，可保证总电路的持续安全工作，大大提高了锂电池组工作的稳定性和可靠性。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统，包括主控制单元、分控制单元、通信隔离单元和锂电池组单元；所述锂电池组单元由多个锂电池组并联构成，每个锂电池组由多块单体锂电池串联构成；每个锂电池组与一个分控制单元相连，多个结构相同的分控制单元分别通过通信隔离单元与主控制单元相连；所述主控制单元包括主控制器、充电控制电路、供电控制电路、总电路电流采集模块、总电路电压采集模块、通信模块和报警器；总电路电流采集模块、总电路电压采集模块、通信模块和报警器分别与主控制器相连，主控制器的输出端分别通过充电控制电路和供电控制电路与锂电池组单元相连；所述分控制单元包括分控制器、光耦隔离模块、单体锂电池数据采集模块和温度调节模块，单体锂电池数据采集模块的输出端通过光耦隔离模块与分控制器的输入端相连，分控制器的输出端通过温度调节模块与锂电池组相连。优选的，所述充电控制电路包括依次连接的充电电路保护模块、PWM调制模块和续流模块，所述充电电路保护模块输入端与充电电源相连，续流模块输出端与锂电池组单元相连。优选的，所述供电控制电路包括依次连接的供电电路保护模块和供电电路开关模块，所述供电电路保护模块输入端与锂电池组单元相连，供电电路开关模块输出端与负载相连。优选的，所述通信隔离单元包括连接在主控制器输出端与分控制器输入端之间的第一收发隔离电路，和连接在分控制器输出端与主控制器输入端之间的第二发隔离电路。优选的，所述单体锂电池数据采集模块包括单体电流信号采集单元、单体电压信号采集单元和单体温度信号采集单元。优选的，所述温度调节模块包括降温单元和升温单元。优选的，所述锂电池组单元中每一个锂电池组都串联一个用于防止电流突变的电感和控制该锂电池组是否接入电路的常闭控制开关。由于采用如上所述的技术方案，本技术具有如下有益效果：本技术结构简单、可靠性强、保护全面，基于先串后并的锂电池组特性，可以实时监控充电和供电过程中锂电池组的电压、电流、温度，有效防止出现过充、过放、过温及过流等现象，极大地降低了安全隐患；采用充电、供电两套控制保护电路，根据锂电池组充电、供电不同特点采用不同的控制和保护措施，更具有针对性；在单体锂电池出现故障时，自动调节电路工作参数，可保证总电路的持续安全工作，大大提高了锂电池组工作的稳定性。附图说明图1为本技术智能管理系统结构示意图；图2为本技术充电控制电路示意图；图3为本技术供电控制电路示意图；图4为本技术通信隔离单元电路示意图。图中：1、主控制单元；2、分控制单元；3、通信隔离单元；4、锂电池组单元；1-1、主控制器；1-2、充电控制电路；1-3、供电控制电路；1-4、总电路电流采集模块；1-5、总电路电压采集模块；1-6、通信模块；1-7、报警器；2-1、分控制器；2-2、光耦隔离模块；2-3、单体锂电池数据采集模块；2-4、温度调节模块；3-1、第一收发隔离电路；3-2、第二收发隔离电路；1-2-1、充电电路保护模块；1-2-2、PWM调制模块；1-2-3、续流模块；1-3-1、供电电路保护模块；1-3-2、供电电路开关模块。具体实施方式通过下面的实施例可以详细的解释本技术，公开本技术的目的旨在保护本技术范围内的一切技术改进，本技术并不局限于下面的实施例。如图1-4所示，本技术一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统，包括主控制单元1、分控制单元2、通信隔离单元3和锂电池组单元4。所述锂电池组单元4由多个锂电池组并联构成，每个锂电池组由多块单体锂电池串联构成；每个锂电池组都串联一个常闭控制开关，在某个单体锂电池出现故障时，通过主控制单元1控制对应常闭控制开关的控制端，使该常闭控制开关断开，从而将故障单体锂电池所在的锂电池组从电路中移除，不影响其它并联的锂电池组正常工作；由于在充电、供电开始阶段或将锂电池组从电路中移除时，会引起电流突变，因此每个锂电池组还串联一个电感，以防止因电流突变，引起锂电池故障。每个锂电池组与一个分控制单元2相连，多个结构相同的分控制单元2分别通过通信隔离单元3与主控制单元1相连；分控制单元2主要用于进行相应锂电池组中单体锂电池电流、电压和温度等数据的采集，并将其发送到主控制单元1中，同时根据温度数据判断是否出现过热或过冷现象，并进行相应处理；主控制单元1主要进行总电路电流、电压数据监测，并结合分控制单元2发送的单体锂电池电流、电压信息，进行充电或供电回路控制。所述主控制单元1包括主控制器1-1、充电控制电路1-2、供电控制电路1-3、总电路电流采集模块1-4、总电路电压采集模块1-5、通信模块1-6和报警器1-7；主控制器1-1选用单片机AT89C51，用于进行对电路的过流、过压判定及充电、供电时相关控制信号的生成；总电路电流采集模块1-4和总电路电压采集模块1-5分别与主控制器1-1相连，总电路电流采集模块1-4为设置在总电路上的霍尔电流传感器及其信号调理电路，总电路电压采集模块1-5为设置在总电路上的霍尔电压传感器及其信号调理电路，总电路电流采集模块1-4和总电路电压采集模块1-5实时采集总电路电流和电压信号，并将其进行放大滤波后传送到主控制器1-1中；通信模块1-6和报警器1-7分别与主控制器1-1相连；通信模块1-6为无线通信模块，用户终端可以通过通信模块1-6与主控制器1-1通讯，实时查看锂电池工作状态数据；在锂电池出现过热、过压或过流等故障情况时，可以通过报警器1-7进行报警，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统，其特征是：包括主控制单元（1）、分控制单元（2）、通信隔离单元（3）和锂电池组单元（4）；所述锂电池组单元（4）由多个锂电池组并联构成，每个锂电池组由多块单体锂电池串联构成；每个锂电池组与一个分控制单元（2）相连，多个结构相同的分控制单元（2）分别通过通信隔离单元（3）与主控制单元（1）相连；所述主控制单元（1）包括主控制器（1-1）、充电控制电路（1-2）、供电控制电路（1-3）、总电路电流采集模块（1-4）、总电路电压采集模块（1-5）、通信模块（1-6）和报警器（1-7）；总电路电流采集模块（1-4）、总电路电压采集模块（1-5）、通信模块（1-6）和报警器（1-7）分别与主控制器（1-1）相连，主控制器（1-1）的输出端分别通过充电控制电路（1-2）和供电控制电路（1-3）与锂电池组单元（4）相连；所述分控制单元（2）包括分控制器（2-1）、光耦隔离模块（2-2）、单体锂电池数据采集模块（2-3）和温度调节模块（2-4），单体锂电池数据采集模块（2-3）的输出端通过光耦隔离模块（2-2）与分控制器（2-1）的输入端相连，分控制器（2-1）的输出端通过温度调节模块（2-4）与锂电池组相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统，其特征是：包括主控制单元（1）、分控制单元（2）、通信隔离单元（3）和锂电池组单元（4）；所述锂电池组单元（4）由多个锂电池组并联构成，每个锂电池组由多块单体锂电池串联构成；每个锂电池组与一个分控制单元（2）相连，多个结构相同的分控制单元（2）分别通过通信隔离单元（3）与主控制单元（1）相连；所述主控制单元（1）包括主控制器（1-1）、充电控制电路（1-2）、供电控制电路（1-3）、总电路电流采集模块（1-4）、总电路电压采集模块（1-5）、通信模块（1-6）和报警器（1-7）；总电路电流采集模块（1-4）、总电路电压采集模块（1-5）、通信模块（1-6）和报警器（1-7）分别与主控制器（1-1）相连，主控制器（1-1）的输出端分别通过充电控制电路（1-2）和供电控制电路（1-3）与锂电池组单元（4）相连；所述分控制单元（2）包括分控制器（2-1）、光耦隔离模块（2-2）、单体锂电池数据采集模块（2-3）和温度调节模块（2-4），单体锂电池数据采集模块（2-3）的输出端通过光耦隔离模块（2-2）与分控制器（2-1）的输入端相连，分控制器（2-1）的输出端通过温度调节模块（2-4）与锂电池组相连。


2.如权利要求1所述的一种应用于并联锂电池组的高可靠性智能管理系统，其特征是：所述充电控制电路（1-2）包括依次连接的充电电路保护模块（1-2-1）、PWM调制模块（1-2-2）和续流模块（1-2-3），所述充电电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冯，张蓥川，孙峥，许锋炜，
申请(专利权)人：洛阳捷鑫能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41