本发明专利技术提供一种基于电容的串联电池组均衡管理系统，包括电源，电源与串联电池组相连，还包括与电源相连的主控制器，依次相连的电机、台架运动机构、移动台架，移动台架上安装移动控制器及电容均衡装置，移动控制器连接至少两个触点检测触点，移动控制器与电容均衡装置连接，电容均衡装置的电容两端设有管理触点，串联电池组每节电池均连接两个触点，电机与主控制器连接。串联电池组开始工作的同时，移动控制器顺序检测电池组中每节电池电压，当任意一节电池电压低于或高于标准值时，移动控制器将信息传给上位机，上位机向主控制器发送指令使电机驱动移动台架移动，直至管理触点与待均衡电池正、负相接，电容管理装置为待均衡电池充或者放电。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池组管理系统，尤其是一种基于电容的串联电池组均衡管理系 统及其管理方法。
技术介绍
术语定义单电池非串联的基本电池单元。单电压单电池的电压。串联数电池组中串联方式连接的单电池的个数或用N表示。均衡电流调节单电池电量时的电流。单节电池的使用，电池管理系统最简单，串联使用时情况则不同。电池的一致性决 定了电池的性能，寿命和安全性，即只要有一个电池的性能变差，整个电池组的性能都将变差。1、其中有一个电池的容量偏低，结果是充电时这个电池首先达到充电上限截止电 压，而放电时首先达到放电下限截止电压。那么这个电池的容量决定这个电池组的容量。2、如果初始状态有一个电池的电压偏低，充电时这个电池达不到截止电压而不能 充满。放电时这个电池首先到达放电截止。电池没充满电又提前把电放完，实际可用的电 量由这个电池的容量决定。3、如果一个电池的极化阻抗和内阻偏高，充电时电池电压上升快，放电时电池电 压下降快。就某一次测试的表现来看就是这个电池的容量不足，负载能力下降。充放电时 的温度偏高。电池制造过程中提高电池的一致性还有相当大的难度且需要较大投入并将大幅 度提高电池的制造费用导致电池价格高而不利于电动汽车产业的快速发展。目前电池制造 商或电池组合工厂采用严格的筛选方法进行电池匹配来提高电池的一致性。但即使是严格 匹配后的电池，在循环的初期就表现出可见的差别。放电的中值电压在一开始就有较大差 别。采用电池匹配的有效性不尽人意。尤其需要强调的是随电池循环次数的增加，电池一 致性改变程度的不可检测性。电池的工作条件和环境也会对一致性产生影响。总之，复杂 多样的影响因素使得决定论的普遍和精确的规律难以获得。除了在电池本身的一致性方面下功夫外，另一种解决方案——电池均衡管理愈来 愈显示出重要性。均衡管理通过电量转移的方式调节每节电池的电量。原则上均衡管理不 仅能解决电池一致性的问题，而且能够使串联电池组中性能最差的那个电池的寿命得到延 长，同时电池性能的改进也将使得电池安全性得到改善，因为电池性能变差后，安全性也随 之降低。电池的续航里程和使用期限及电池成本决定了电动汽车的命运。均衡管理正是涉 及到电动汽车性能攸关的重要一环。采用均衡管理，电池的一致性要求明显降低，制造过程 简单化，成本也会大幅下降，只要单电池的性能满足要求，电池组的性能就能满足要求。中 国电池企业众多，层次参差不齐。均衡管理技术的应用不单能提高中国电池的地位，而且能使更多企业有能力加入到电动汽车及其相关行业的竞争中，让整个行业更加繁荣兴旺。有 效可靠的均衡管理系统将极大促进电动汽车的发展。其本身有将成为随电动汽车，电动公 交，包括电动自行车，电动摩托车，大型蓄能装置，电动工具，通讯基站备用电源，军事电源 等电池应用领域的发展而壮大的新兴产业。但是目前均衡管理的问题尚未得到有效解决。电池均衡的实现大多基于两个基本 物理概念电流分流与电量转移。电流分流是将电压高的电池的电量经由电阻放掉。这个方法的电路结构和控制 都比较复杂，电阻发热量大，均衡电流受限制，很难超过1A，只适合小容量，串联电池数少的 场合。而且只用于充电时的均衡，放电时无实际意义。目前在电池容量l_3Ah，串联电池数 2-5的电动工具产品中广泛应用。MAXIM，Intersil，02等美国公司都有专用的产品，也可由 MCU技术实现。电量转移方法的典型电路结构是美国TI公司提义，并在业界被普遍推崇的 双向无损概念。但这个思路更复杂，分立元器件多，控制的复杂程度也更高。要求每个电池 配备一个均衡回路，可靠性下降，成本上升，几乎无法维护。如果要求较大的均衡电流则各 种问题将会更加突出。每节电池需要两个功率M0S，一旦有一路器件损坏，产生短路的风险 极高。这对电池和整车的安全性是极为不利的。双向无损概念的诱人之处是把电压高的电池的电量转移到电压低的电池上去，但 是要通过邻接的电池逐个传递电量，这种多次能量传递回导致更大的能量损失，这对放电 过程的均衡不利。这个方法同样难以实现大电流均衡的问题。电动汽车电池容量常都在 IOOAh左右，电动公交达到200Ah。过小的均衡电流将失去均衡的意义，大电流均衡的各种 原理并不复杂。困难在于可实现性差，可靠性低，安全风险大，成本高。因此目前的电动汽 车电池管理系统多为数据检测采集为主，少有管理的功能。本专利技术提出能够实现充电和放 电都能进行大电流均衡，简单可靠易于实现的电池管理系统的设计方案和装置，能够有效 解决目前大容量多节电池串量电池组管理系统存在的问题。
技术实现思路
为了克服上述技术问题，本专利技术提供一种基于电容的串联电池组均衡管理系统， 包括电源，电源与串联电池组相连，还包括与电源相连的主控制器，依次相连的电机、台架 运动机构、移动台架，移动台架上安装移动控制器及电容均衡装置，移动控制器连接至少两 个触点检测触点，移动控制器与电容均衡装置连接，电容均衡装置的电容两端设有管理触 点，串联电池组每节电池均连接两个触点，电机与主控制器连接。优选的，所述主控制器和移动控制器为单片机、PLC控制电路、DSP中的任意一种。优选的，所述电容均衡装置上设有触点开关。优选的，所述主控制与移动控制器连接。优选的，所述主控制器与串联电池组之间连接有充电开关。 优选的，所述主控制器与串联电池组之间连接有放电开关。优选的，所述充电开关为MOS开关、IGB开关、继电器中的任意一种。优选的，所述放电开关为MOS开关、IGB开关、继电器中的任意一种。优选的，所述主控制器和步进电机均通过电源连接。优选的，所述电容为普通电容器或超级电容器或任何类型的电池。本专利技术还提供一种基于电容的串联电池组均衡管理系统的管理方法，串联电池组 开始工作的同时，移动控制器顺序检测电池组中每节电池电压、电流、温度，当任意一节电 池电压低于或高于标准值时，移动控制器将信息传给上位机，上位机向主控制器发送指令 使电机驱动移动台架移动，直至管理触点与待均衡电池正、负相接，电容管理装置为待均衡 电池充或者放电。附图说明图1为本专利技术一种具体实施例的控制系统框图；图2为本专利技术另一种具体实施例的电容均衡装置的排列分布简图。 具体实施例方式结合附图，下面对本专利技术作进一步描述。一种基于电容的串联电池组均衡管理系统，包括电源，电源与串联电池组相连，还 包括与电源相连的主控制器，依次相连的电机、台架运动机构、移动台架，移动台架上安装 移动控制器及电容均衡装置，移动控制器连接至少两个触点检测触点，移动控制器与电容 均衡装置连接，电容均衡装置的电容两端设有管理触点，串联电池组每节电池均连接两个 触点，步进电机与主控制器连接。所述主控制器和移动控制器为单片机。所述电容均衡装 置上设有触点开关。所述主控制与移动控制器连接，主控制器可以是上位机。所述主控制 器与串联电池组之间连接有充电开关。所述主控制器与串联电池组之间连接有放电开关。 所述充电开关为MOS开关、IGB开关、继电器中的任意一种。所述放电开关为MOS开关、IGB 开关、继电器中的任意一种。所述主控制器和步进电机均通过电源连接。所述电容为普通 电容器或超级电容器或任何类型的电池。本专利技术还提供一种基于电容的串联电池组均衡管理系统的管理方法，串联电池组 开始工作的同时，电机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于电容的串联电池组均衡管理系统，其特征在于，包括电源，电源与串联电池组相连，还包括与电源相连的主控制器，依次相连的电机、台架运动机构、移动台架，移动台架上安装移动控制器及电容均衡装置，移动控制器连接至少两个触点检测触点，移动控制器与电容均衡装置连接，电容均衡装置的电容两端设有管理触点，串联电池组每节电池均连接两个触点，步进电机与主控制器连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李小平，
申请(专利权)人：李小平，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。