一种电池组管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电池组管理系统，属于电池管理领域。该系统包括：数据采集及处理模块、第一高压开关模块、保护电路模块、上位机模块；所述第一高压开关模块与电池组和保护电路模块连接，所述保护电路模块还与上位机模块连接；所述数据采集模块与电池组和上位机模块连接，所述数据采集模块还与上位机模块连接；该电池组能在数据采集及处理模块失效的情况下，保护电路模块能产生报警信号，上位机模块根据保护电路模块能产生的报警信号以控制电池组停止工作，从而避免电池组损坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池管理领域，尤其涉及ー种电池组管理系统。
技术介绍
二次充电电池充电至其荷电状态为100%或放电至其荷电状态为0%，都会影响其长期容量。为解决此技术问题，现有电池组充电或者放电都设有限制。例如，使二次充电电池的工作容量范围为30%至70%，即二次充电电池的可用容量范围为电池总容量的40%。 二次充电电池具有相对平坦的充放电曲线，如图I所示，在工作容量范围30%至70%之间曲线段相对平坦，仅几毫伏的电压变化就会引起电荷量的较大变化。为了充分利用电池组中每节二次充电电池的可用容量范围，电池组管理系统必须非常准确的监视每节ニ次充电电池的电压。一个高压电池组中具有多节二次充电电池，由于制造的差异性，各节二次充电电池的容量略有不同；由于较差的二次充电电池比其他二次充电电池老化快，这种容量差异随着时间的推移也会増大。就容量较小于其它同电池组的二次充电电池而言，它在经历多个充电周期和放电周期后，充电状态将逐渐偏离，电池组中的某些二次充电电池最終会过充或过放，从而导致二次充电电池损坏，并最终导致电池组故障。为解决电池组中二次充电电池的差异性造成的过充或过放，现有技术提供ー种电池组管理系统，实时监测电池组中二次充电电池的荷电状态以便及时对其荷电状态进行均衡，减小过充或过放对二次充电电池的损坏；同时还根据监测的信号判断电池组是否处于危险状态，如果处于危险状态，则停止电池组工作，避免电池组损坏。但此种电池组管理系统在数据采集及均衡部分电路失效时，无法及时的产生预警信号，导致电池组被损坏。
技术实现思路
本专利技术为解决电池组充放电时的安全问题，提供了ー种电池组管理系统，该系统能够准确的检测电池组中每节二次充电电池的电压信号和电流信号，井根据这些信号产生报警信号，以便及时控制电池组的工作状态，消除过充或过放对电池组的损坏。ー种电池组管理系统，所述电池组由两节以上的二次充电电池构成，所述电池组管理系统包括数据采集及处理模块、第一高压开关模块、保护电路模块、上位机模块； 所述上位机模块发出第一检测信号，经所述数据采集及处理模块以控制所述被第一检测信号选中的二次充电电池导通； 所述数据采集及处理模块采集所述导通的二次充电电池的第一电压信号和第一电流信号，并对第一电压信号和第一电流信号进行放大及模数转换处理，得到第一数字电压信号和第一数字电流信号，然后根据第一数字电压信号和第一数字电流信号以得到第一报警信号;所述保护电路模块发出第二检测信号，经所述第一高压开关模块以控制所述被第二检测信号选中的二次充电电池导通； 所述保护电路模块采集所述导通的二次充电电池的第二电压信号和第二电流信号，并根据第二电压信号和第二电流信号得到第二报警信号； 所述上位机模块接收所述第一报警信号和第二报警信号，并根据第一报警信号或/和第二报警信号以控制电池组停止工作。 该系统具有双重预警电路，一重预警电路为数据采集及处理模块，产生第一报警信号；另一重为第一高压开关模块和保护电路模块，产生第二报警信号，上位机模块根据第一报警信号或/和第二报警信号以控制电池组停止工作，从而减轻或消除电池组过充或过放对电池组的损坏，以达到延长电池组使用寿命的效果。当数据采集及处理模块发生故障时，第一高压开关模块和保护电路模块构成的另一重预警电路还能继续产生预警信号，避免电池组的损坏，从而有效的达到延长电池组使用寿命的效果。附图说明图I是现有技术提供的二次充电电池的充放电曲线示意图。图2是本专利技术实施例I提供的电池组管理系统示意图。图3是本专利技术实施例2提供的电池组管理系统示意图。图4是本专利技术实施例3提供的电池组管理系统示意图。图5是本专利技术实施例提供的数据采集及处理模块示意图。图6是本专利技术实施例4提供的电池组管理系统示意图。图7是本专利技术实施例提供的电池组管理系统电路结构示意图。图8是本专利技术实施例提供的第一高压开关模块电路内部结构示意图。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术针对电池组保护市场，提供了一种电池组管理系统。作为本专利技术实施例I提供的电池组管理系统，如图2所示，所述电池组21由两节以上的二次充电电池构成，所述电池组管理系统包括数据采集及处理模块22、第一高压开关模块23、保护电路模块24、上位机模块25 ； 所述上位机模块25发出第一检测信号，经所述数据采集及处理模块22以控制所述被第一检测信号选中的二次充电电池导通； 所述数据采集及处理模块22采集所述导通的二次充电电池的第一电压信号和第一电流信号，并对第一电压信号和第一电流信号进行放大及模数转换处理，得到第一数字电压信号和第一数字电流信号，然后根据第一数字电压信号和第一数字电流信号以得到第一报警信号； 所述保护电路模块24发出第二检测信号，经所述第一高压开关模块23以控制所述被第二检测信号选中的二次充电电池导通； 所述保护电路模块23采集所述导通的二次充电电池的第二电压信号和第二电流信号，并根据第二电压信号和第二电流信号得到第二报警信号； 所述上位机模块25接收所述第一报警信号和第二报警信号，并根据第一报警信号或/和第二报警信号以控制电池组停止工作。所述上位机模块25产生的第一检测信号为依次检测电池组中的每节二次充电电池，并不断循环的检测信号，以达到对电池组中每节二次充电电池工作状态的检測。同理，所述保护电路模块24产生的第二检测信号也为依次检测电池组中的每节二次充电电池，并不断循环的检测信号，以达到对电池组中每节二次充电电池工作状态的检测。所述数据采集及处理模块22根据第一数字电压信号和第一数字电流信号得到第ー报警信号的方法如下 判断第一数字电压信号是否在第一预设电压范围内，且第一数字电流是否在第一预设电流范围内，如果否，则产生第一报警信号。由于电池组中每节二次充电电池都具有差异性，则每节二次充电电池的安全工作电压和安全工作电流略有不同。针对上述得到第一报警信号的方法，每节二次充电电池的第一预设电压范围和第一预设电流范围均不相同，和二次充电电池本身的特性相关。数据采集及处理模块22内部对应的设有存储与二次充电电池对应的一系列第一预设电压范围和第一预设电流范围值的存储模块，该存储模块为E2PR0M。所述保护电路模块24根据第二电压信号和第二电流信号得到第二报警信号的方法如下 判断第二电压信号是否在第二预设电压范围内，且第二电流是否在第二预设电流范围内，如果否，则产生第二报警信号。由于电池组中每节二次充电电池都具有差异性，则每节二次充电电池的安全工作电压和工作电流略有不同。针对上述得到第二报警信号的方法，每节二次充电电池的第二预设电压范围和第二预设电流范围均不相同，和二次充电电池本身的特性相关。保护电路模块24内部对应的设有存储与二次充电电池对应的一系列第一预设电压范围和第一预设电流范围值的存储模块，该存储模块为E2PR0M。该电池组管理系统中，具有双重预警电路，一重预警电路为数据采集及处理模块，产生第一报警信号；另一重为第一高压开关模块和保护电路模块，产生第二报警信号，上位机模块根据第一报警信号或/和第二报警信号以控制电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组管理系统，所述电池组由两节以上的二次充电电池构成，其特征在于，所述电池组管理系统包括：数据采集及处理模块、第一高压开关模块、保护电路模块、上位机模块；所述上位机模块发出第一检测信号，经所述数据采集及处理模块以控制所述被第一检测信号选中的二次充电电池导通；所述数据采集及处理模块采集所述导通的二次充电电池的第一电压信号和第一电流信号，并对第一电压信号和第一电流信号进行放大及模数转换处理，得到第一数字电压信号和第一数字电流信号，然后根据第一数字电压信号和第一数字电流信号以得到第一报警信号；所述保护电路模块发出第二检测信号，经所述第一高压开关模块以控制所述被第二检测信号选中的二次充电电池导通；所述保护电路模块采集所述导通的二次充电电池的第二电压信号和第二电流信号，并根据第二电压信号和第二电流信号得到第二报警信号；所述上位机模块接收所述第一报警信号和第二报警信号，并根据第一报警信号或/和第二报警信号以控制电池组停止工作。

【技术特征摘要】
1.一种电池组管理系统，所述电池组由两节以上的二次充电电池构成，其特征在于，所述电池组管理系统包括数据采集及处理模块、第一高压开关模块、保护电路模块、上位机模块； 所述上位机模块发出第一检测信号，经所述数据采集及处理模块以控制所述被第一检测信号选中的二次充电电池导通； 所述数据采集及处理模块采集所述导通的二次充电电池的第一电压信号和第一电流信号，并对第一电压信号和第一电流信号进行放大及模数转换处理，得到第一数字电压信号和第一数字电流信号，然后根据第一数字电压信号和第一数字电流信号以得到第一报警信号; 所述保护电路模块发出第二检测信号，经所述第一高压开关模块以控制所述被第二检测信号选中的二次充电电池导通； 所述保护电路模块采集所述导通的二次充电电池的第二电压信号和第二电流信号，并根据第二电压信号和第二电流信号得到第二报警信号； 所述上位机模块接收所述第一报警信号和第二报警信号，并根据第一报警信号或/和第二报警信号以控制电池组停止工作。2.如权利要求I所述的电池组管理系统，其特征在于，所述数据采集及处理模块根据第一数字电压信号和第一数字电流信号得到第一报警信号的方法如下 判断第一数字电压信号是否在第一预设电压范围内，且第一数字电流是否在第一预设电流范围内，如果否，则产生第一报警信号。3.如权利要求I所述的电池组管理系统，其特征在于，所述保护电路模块根据第二电压信号和第二电流信号得到第二报警信号的方法如下 判断第二电压信号是否在第二预设电压范围内，且第二电流信号是否在第二预设电流范围内，如果否，则产生第二报警信号。4.如权利要求I所述的电池组管理系统，其特征在于，所述电池组管理系统还包括温度采集模块； 所述温度采集模块采集被所述第一检测信号选中而导通的二次充电电池的第一温度信号，并将其传输到数据采集及处理模块； 数据采集及处理模块对第一温度信号进行放大及模数转换处理，得到第一数字温度信号，并判断第一数字温度信号是否在第一预设温度范围内，如果否，则产生第三报警信号；所述温度采集模块采集被所述第二检测信号选中而导通的二次充电电池的第二温度信号，并将其传输到所述第一高压开关模块； 所述保护电路模块接收所述第一高压开关模块的第二温度信号，并判断第二数字温度信号是否在第二预设温度范围内，如果否，则产生第四报警信号； 所述上位机模块接收所述第三报警信号和第四报警信号，并根据第三报警信号或/和第四报警信号以控制电池组停止工作。5.如权利要求4所述的电池组管理系统，其特征在于，所述电池组管理系统还包括被动均衡电路模块； 所述上位机模块进一步检测所述数据采集及处理模块中二次充电电池的第一数字电压信号、第一数字电流信号和第一数字温度信号，并进行处理以得到均衡指令信号；所述数据采集及处理模块接收均衡指令信号并控制所述被动均衡电路模块对电池组中均衡指令信号对应的二次充电电池进行放电均衡。6.如权利要求5所述的电池组管理系统，其特征在于，所述数据采集及处理模块包括第二高压开关模块、放大电路模块、模数转换模块、数字控制电路模块； 所述数字控制电路模块接收上位机模块发出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘金龙，何志强，杨云，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：