一种BMS设备的备份供电系统技术方案

本发明专利技术属于新能源锂电池储能领域，具体公开了一种BMS设备的备份供电系统，包括在BMS设备上设置的一套备用供电电路，所述BMS设备分为电池监测的高压侧和控制、通讯的低压侧，所述备用供电电路采用电气隔离的形式分别与BMS设备的高压侧和低压侧连接。本发明专利技术在BMS设备上设置一套备用供电电路，采用直接从电池包供电的方式，在外接供电消失的瞬间，为BMS设备继续供电，保证电池包安全；本发明专利技术提供的备用供电电路能够在外接供电消失的极短时间内提供备用供电，并且也设计了相关电路用于在断电瞬间接续电能，同时滤除电路震荡；能够在电压较低瞬间弥补不足的能量，保证电路稳定；采用变压器隔离和光耦隔离，保证两侧安规要求。保证两侧安规要求。保证两侧安规要求。

【技术实现步骤摘要】
一种BMS设备的备份供电系统


[0001]本专利技术涉及新能源锂电池储能领域，具体为一种BMS设备的备份供电系统。

技术介绍

[0002]BMS系统包含三级架构，从控单元BMU，主控单元BCU，主控单元BAU。其中BMU与BCU通常情况下由储能高压箱内配备的220VAC～24VDC开关电源供电，即通过一个电源为整簇十几个BMS设备供电，这无疑是有风险的。
[0003]高压箱内的电源需要负担整簇(通常为10～20左右电池箱)BMS设备的供电，包括BMU、BCU、风扇、继电器等设备。由于风扇的启停由各电池包内BMU根据电池包热状态自主确定，所以整簇的风扇通断状态是随机的，这导致供电负载无法确定，短时间内的负载突增很可能造成供电短时间不足，造成BMS设备死机甚至可能造成供电设备损坏。此时电池包处于无保护状态是十分危险的，需要保证BMS设备的基本供电，维持其基本功能。
[0004]电池簇内的供电连接通常由人工安装完成，出现虚接、断线等故障是常见的。在长时间的工业环境下，由于振动、氧化、腐蚀等种种原因造成供电断线，也会导致个别设备无法供电，无法保护电池包，这也是极为有风险的。
[0005]个别BMS设备可能由于安装位置距离电源较远，在负载突然增大的瞬间，很有可能由于电源较远，无法瞬间提供所需能量，导致电压不足，设备重启甚至死机。
[0006]由于高压箱内电源依靠外接220VAC供电，一旦出现雷击、短路、断线等意外状况导致外部无法提供220VAC供电，则整个BMS设备将全部失去供电，无法监测电池状态，无法读取电池信息，也无法对电池提供保护。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种BMS设备的备份供电系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种BMS设备的备份供电系统，包括在BMS设备上设置的一套备用供电电路，所述BMS设备分为电池监测的高压侧和控制、通讯的低压侧，所述备用供电电路采用电气隔离的形式分别与BMS设备的高压侧和低压侧连接；
[0009]在与高压侧连接的备用供电电路中：U1为PWM芯片，其1管脚为电压采样管脚，与光耦D1的4管脚相连；其2管脚接地，其3管脚为电流采样管脚，与电流采样电阻R3相连；其4管脚为震荡管脚，与起振电容C6相连，C6与R4组成震荡电路，产生锯齿波信号，并与基准电压管脚8相连；其管脚7为芯片供电管脚，与二极管D4相连，并与变压器4管脚相连；其6管脚为脉冲输出管脚，输出PWM波，与Mos管Q2的栅极相连；其5管脚接地；电源电池与输入端电容C4和输入端Mos管Q2并联，Mos管Q2与钳位二极管D3并联，用于消除变压器关断时的反射电压，Mos管Q2与电流采样电阻R3串联；C5为滤波电容C5，用于将变压器4、5脚耦合的PWM脉冲滤波为直流，为U1供电；变压器的3、6脚为原边，连接至电源电池总正负极，其4、5脚为供电副边，位于高压侧，为U1供电；D1为电压反馈光耦，R5为限流电阻，D2为掉电监测光耦，Q3为U1启动
三极管，用于为U1第一次启动提供初始电压。D4为止逆二极管，防止变压器4、5管脚电流倒流；
[0010]在与低压侧连接的备用供电电路中：变压器的1、5脚作为输出副边，用于输出24V电压；D2为反激二极管，连接变压器1脚，用于阻止副边电流反向耦合回原边；C3为输出滤波电容，用于将变压器副边耦合的PWM波形滤波为直流；Q1为开关三极管，用于控制备用供电向BMS控制电路中供电的通断其基极连接于采样电阻R1、R2之间；D1为止逆二极管，防止备用供电电流反向流入外接24V供电电路；C1为储能电容，用于在供电消失和备用供电开通的瞬间提供暂时的电压；U2为降压芯片，用于将24V电压降为芯片使用的电压；C2为滤波电容，U3为电压基准源，R7、R8为分压电阻，其分得电压与U3基准电压比较，控制U3上通过的电流；R6为限流电阻，防止U3上电流过大。
[0011]优选的，所述备用供电电路采用电池包直接供电的方式为BMS设备供电。
[0012]优选的，在与高压侧连接的备用供电电路中，其电源电池为电池包内串联电池总正总负，至少有12串锂电池串联，提供电压40～80V。
[0013]优选的，在与高压侧连接的备用供电电路中，以+24V电源作为外接供电，采样电阻R1、R2为分压电阻，用于采样24V输入电压，并稳定Q1静态工作点。
[0014]优选的，24V供电正常时，Q1基极高电平，Q1关断；当外接供电故障时，R1、R2电压为0，Q1基极为低电平，Q1开启，备用供电导通。
[0015]优选的，当外接电路正常时，R1、R2分压得高电平，D2导通，D2的3、4引脚导通，Q3基极为高电平，Q3关断；当外接24V消失时，D2的1、2脚低电平，D2关断，3、4脚关断，Q3导通。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]1、本专利技术为了防止由于各种原因导致的BMS设备无法供电，在BMS设备上设置一套备用供电电路；为了规避对外界供电的依赖，备用供电采用直接从电池包供电的方式，通过相关电路，在外接供电消失的瞬间，为BMS设备继续供电，保证电池包安全。
[0018]2、在外接供电消失的瞬间和备用供电接通的瞬间，电路中会存在较大的电压波动，这种波动会导致BMS设备直接关机，也很可能直接烧坏设备；本专利技术提供的备用供电电路能够在外接供电消失的极短时间内提供备用供电，并且也设计了相关电路用于在断电瞬间接续电能，同时滤除电路震荡。
[0019]3、由于存在距离电源较远的设备，在设备负载瞬间增大的时候，电路无法瞬间提供足够的功率，导致设备电压瞬间下降，故障重启；本专利技术提供的备用供电电路能够在电压较低瞬间弥补不足的能量，保证电路稳定。
[0020]4、由于BMS设备电压监测部分和通讯部分存在上千伏的电压差，所以对于横跨两侧的备用供电需要具备足够的电气隔离，本专利技术提供的备用供电电路采用变压器隔离和光耦隔离，保证两侧安规要求。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的备用供电电路的具体电路图；
[0022]图2为本专利技术的工作原理图。
具体实施方式
[0023]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。
[0024]请参阅图1
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2，本专利技术提供一种技术方案：一种BMS设备的备份供电系统，包括在BMS设备上设置的一套备用供电电路，所述BMS设备分为电池监测的高压侧和控制、通讯的低压侧，所述备用供电电路采用电气隔离的形式分别与BMS设备的高压侧和低压侧连接；
[0025]所述备用供电电路的电路图如图1所示，其中U1为PWM芯片，其1管脚为电压采样管脚，与光耦D1的4管脚相连；2管脚接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种BMS设备的备份供电系统，其特征在于，包括在BMS设备上设置的一套备用供电电路，所述BMS设备分为电池监测的高压侧和控制、通讯的低压侧，所述备用供电电路采用电气隔离的形式分别与BMS设备的高压侧和低压侧连接；在与高压侧连接的备用供电电路中：U1为PWM芯片，其1管脚为电压采样管脚，与光耦D1的4管脚相连；其2管脚接地，其3管脚为电流采样管脚，与电流采样电阻R3相连；其4管脚为震荡管脚，与起振电容C6相连，C6与R4组成震荡电路，产生锯齿波信号，并与基准电压管脚8相连；其管脚7为芯片供电管脚，与二极管D4相连，并与变压器4管脚相连；其6管脚为脉冲输出管脚，输出PWM波，与Mos管Q2的栅极相连；其5管脚接地；电源电池与输入端电容C4和输入端Mos管Q2并联，Mos管Q2与钳位二极管D3并联，用于消除变压器关断时的反射电压，Mos管Q2与电流采样电阻R3串联；C5为滤波电容C5，用于将变压器4、5脚耦合的PWM脉冲滤波为直流，为U1供电；变压器的3、6脚为原边，连接至电源电池总正负极，其4、5脚为供电副边，位于高压侧，为U1供电；D1为电压反馈光耦，R5为限流电阻，D2为掉电监测光耦，Q3为U1启动三极管，用于为U1第一次启动提供初始电压。D4为止逆二极管，防止变压器4、5管脚电流倒流；在与低压侧连接的备用供电电路中：变压器的1、5脚作为输出副边，用于输出24V电压；D2为反激二极管，连接变压器1脚，用于阻止副边电流反向耦合回原边；C3为输出滤波电容，用于将变压器副边耦合的PWM波形滤波为直流；Q1为开关三极管，用于控制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德华，杜鹏飞，
申请(专利权)人：傲普上海新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：