一种分布式无线电池管理系统技术方案

本发明专利技术提供一种分布式无线电池管理系统，其电池簇包括多个串联的电池模组和一个

【技术实现步骤摘要】
一种分布式无线电池管理系统


[0001]本专利技术涉及储能电池安全管理
，具体地，涉及一种分布式无线电池管理系统
。

技术介绍

[0002]传统储能电池管理系统分为三级，分别为电池模组采集单元
、
电池簇管理单元和电池包管理单元
。
其缺陷明显，主要为：1需要长线束网络连接各个模组和电池簇，成本高；2线束网络搭建复杂，耗时长；3重新组装复杂，灵活性差；4在电池模组级别，采集单元只具备基本的数据采集功能，无法实现复杂的管理功能；5缺乏有效及时的故障诊断；6缺乏精准的电池算法；7电池模组无法追溯历史使用数据，以实现高效的梯次利用
。
其中，造成后面四项缺陷的原因在于电池模组采集单元缺乏足够的数据输入，尤其是缺乏精准的实时电流和当前继电器状态；其算力有限，无法可靠地计算
SOC(State ofCharge)
荷电状态；其受控执行指令，并不具备主动管理功能；其无法进行数据保存和梯次利用
。
[0003]经检索，申请号为
201910715759.0
的中国专利，公开了一种基于无线通信控制的电池管理系统及电池管理方法，但其距离电池单体最近的第一电池管理模块仅仅具备采集功能，不具备计算和管理功能；且其每个管理模块都需要配合一个无线传输模块使用，使得系统架构变得复杂，增加了成本
。
[0004]经检索，申请号为
201911098690.8
的中国专利，公开了一种实现无线通讯的电池管理系统，其每个电池模组包括模组电池管理单元和多个单体管理单元，即，每个电芯单体配备了单体管理单元
。
且其模组电池管理单元采集的运行状态信息包括：电池模组的总电流；而电流采集功能会使电池模组管理单元的设计复杂，会推高其成本考虑到增加的大量的单体管理单元
(
电芯单体和模组的数量比一般为十倍以上
)
和复杂的电池模组管理单元，系统成本会非常高
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种分布式无线电池管理系统
。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种分布式无线电池管理系统，包括：
[0007]电池簇，所述电池簇包括多个串联的电池模组和一个
WBCMU
无线电池簇管理单元
(wireless battery cluster management unit)
；每个所述电池模组包括一个
WBMMU
无线电池模组管理单元
(wireless battery module management unit)
和多个电芯单体；
[0008]所述无线电池簇管理单元实时采集所述电池簇的充放电电流，通过无线通讯的方式，实时提供给各个所述电池模组管理单元使用；
[0009]所述无线电池簇管理单元实时采集所述电池簇的继电器的状态信息，通过无线通讯方式，实时提供给各个所述电池模组管理单元使用；
[0010]所述无线电池模组管理单元计算所述电池模组以及每个电芯单体的状态，判断所述电芯单体的故障
。
[0011]电池包管理单元，与所述无线电池簇管理单元
、
所述无线电池模组管理单元相互通信
。
[0012]优选地，所述
WBCMU
无线电池簇管理单元，包括：
[0013]主芯片，所述主芯片用于处理控制；
[0014]温度传感器，所述温度传感器与所述主芯片连接，用于感知所述电池簇温度信号并将其转换为数字信号；
[0015]分流器，所述分流器采集所述电池簇的母线流经的模拟电流信号，转换为模拟电压信号；
[0016]电流采集芯片，所述电流采集芯片分别与所述主芯片
、
所述分流器连接，用于将所述分流器两端的模拟电压信号转换为数字信号；
[0017]气体传感器，所述气体传感器与所述主芯片连接，用于感知所述电池簇中危险气体浓度信号并将其转换为数字信号；
[0018]电压采集电路，所述电压采集电路与所述主芯片连接，用于采集所述电池簇的多路电压，将所述多路电压的模拟电压信号转换为数字信号；
[0019]绝缘电阻检测开关，通过控制所述绝缘电阻检测开关周期性闭合和断开，获得测量回路的电压变化，得到所述电池簇正对地和负对地的绝缘阻值；
[0020]高压继电器驱动电路，通过所述高压继电器驱动电路控制继电器闭合和断开，使能或者终止所述电池簇的充放电，并进行故障诊断和安全保护；
[0021]供电隔离单元，所述供电隔离单元隔离外部的供电；
[0022]供电电路，所述供电单元为所述
WBCMU
无线电池簇管理单元进行低压供电；
[0023]无线通讯芯片，与所述主芯片连接，用于与所述无线电池包管理单元
、
无线电池模组管理单元通讯；
[0024]天线，用于辐射和接收无线电波
。
[0025]有线通讯电路，用于和所述电池包管理单元进行通讯，包括
CAN
和串口，能够兼容有线的所述电池包管理单元，将搜集的
WBMMU
无线电池模组管理单元的无线信息传递给有线的所述电池包管理单元
。
[0026]优选地，所述
WBCMU
无线电池簇管理单元具有下述的一项或者多项功能：
[0027]测量所述电池簇的充放电电流
、
总压；
[0028]控制电池簇继电器的断开和吸合；
[0029]与所述电池模组管理单元和所述电池包管理单元进行通讯，发送电流值
、
充放电状态
、
继电器开合状态
、
继电器电位
、
电池簇故障状态；
[0030]与所述
WBMMU
无线电池模组管理单元进行无线通讯，接收电池模组总压
、
电池模组故障状态
。
[0031]优选地，所述电池簇故障状态，包括：
[0032]所述电池模组总压之和与所述电池簇总压相比存在差异，发生电池模组或电池簇总压采样故障或者电池包的连接故障；
[0033]所述继电器为断开状态，其两端的电位相等，发生继电器粘连故障
。
[0034]优选地，电池簇故障处理措施，包括：在
WBMMU
无线电池模组管理单元报严重故障时，由所述
WBCMU
无线电池簇管理单元主动断开继电器
。
[0035]优选地，所述
WBMMU
无线电池模组管理单元具有下述的一项或者多项功能：
[0036]采样单体电芯电压；
[0037]计算单体电芯电压最大值
、
最小值及压差；
[0038]采样电池模组总压
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种分布式无线电池管理系统，其特征在于，包括：电池簇，所述电池簇包括多个串联的电池模组和一个
WBCMU
无线电池簇管理单元；每个所述电池模组包括一个
WBMMU
无线电池模组管理单元和多个电芯单体；所述
WBCMU
无线电池簇管理单元实时采集所述电池簇的充放电电流，通过无线通讯的方式，实时提供给各个所述
WBMMU
无线电池模组管理单元使用；所述
WBCMU
无线电池簇管理单元实时采集所述电池簇的继电器的状态信息，通过无线通讯方式，实时提供给各个所述
WBMMU
无线电池模组管理单元使用；所述
WBMMU
无线电池模组管理单元计算所述电池模组以及每个电芯单体的状态，判断所述电芯单体的故障；电池包管理单元，与所述
WBCMU
无线电池簇管理单元
、
所述
WBMMU
无线电池模组管理单元相互通信
。2.
根据权利要求1所述的一种分布式无线电池管理系统，其特征在于，所述
WBCMU
无线电池簇管理单元，包括：主芯片，所述主芯片用于处理控制；温度传感器，所述温度传感器与所述主芯片连接，用于感知所述电池簇温度信号并将其转换为数字信号；分流器，所述分流器采集所述电池簇的母线流经的模拟电流信号，转换为模拟电压信号；电流采集芯片，所述电流采集芯片分别与所述主芯片
、
所述分流器连接，用于将所述分流器两端的模拟电压信号转换为数字信号；气体传感器，所述气体传感器与所述主芯片连接，用于感知所述电池簇中危险气体浓度信号并将其转换为数字信号；电压采集电路，所述电压采集电路与所述主芯片连接，用于采集所述电池簇的多路电压，将所述多路电压的模拟电压信号转换为数字信号；绝缘电阻检测开关，通过控制所述绝缘电阻检测开关周期性闭合和断开，获得测量回路的电压变化，得到所述电池簇正对地和负对地的绝缘阻值；高压继电器驱动电路，通过所述高压继电器驱动电路控制继电器闭合和断开，使能或者终止所述电池簇的充放电，并进行故障诊断和安全保护；供电隔离单元，所述供电隔离单元隔离外部的供电；供电电路，所述供电单元为所述
WBCMU
无线电池簇管理单元进行低压供电；无线通讯芯片，与所述主芯片连接，用于与所述无线电池包管理单元
、
无线电池模组管理单元通讯；天线，用于辐射和接收无线电波；有线通讯电路，用于和所述电池包管理单元进行通讯，包括
CAN
和串口，能够兼容有线的所述电池包管理单元，将搜集的
WBMMU
无线电池模组管理单元的无线信息传递给有线的所述电池包管理单元
。3.
根据权利要求2所述的一种分布式无线电池管理系统，其特征在于，所述
WBCMU
无线电池簇管理单元具有下述的一项或者多项功能：测量所述电池簇的充放电电流
、
总压；
控制电池簇继电器的断开和吸合；与所述电池模组管理单元和所述电池包管理单元进行通讯，发送电流值
、
充放电状态
、
继电器开合状态
、
继电器电位
、
电池簇故障状态；与所述
WBMMU
无线电池模组管理单元进行无线通讯，接收电池模组总压
、
电池模组故障状态
。4.
根据权利要求3所述的一种分布式无线电池管理系统，其特征在于，所述电池簇故障状态，包括：所述电池模组总压之和与所述电池簇总压相比存在差异，发生电池模组或电池簇总压采样故障或者电池包的连接故...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢丛翔，凌争辉，
申请(专利权)人：苏州猛禽电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：