[實(shí)用新型]電池管理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520110492.X
• 申請(qǐng)日: 2015-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204559148U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘東龍;張沛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川力墾鋰動(dòng)力科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 劉勛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)。

背景技術(shù)

電池管理，特別是對(duì)多個(gè)電池的管理，是發(fā)揮電池能力和延長(zhǎng)使用壽命的重要措施。對(duì)于多個(gè)電池構(gòu)成的電池組，通常是采用并聯(lián)方式成組，若其中出現(xiàn)參數(shù)不匹配(例如內(nèi)阻)的電池，會(huì)對(duì)電池組的整體性能造成不良影響，因此選用參數(shù)接近以形成良好的配組是對(duì)電池管理必要條件。然而，選擇參數(shù)匹配的電池必然造成成本上升——相較于無(wú)配組要求、隨機(jī)選擇的電池組，形成良好配組的電池組的采購(gòu)價(jià)格要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)前者。

另一方面，對(duì)于帶有多個(gè)電池的電器設(shè)備而言，并聯(lián)式的設(shè)置容易出現(xiàn)安全隱患：若某一個(gè)電池故障造成短路，整個(gè)電池組將會(huì)迅速過(guò)熱，進(jìn)而發(fā)生火災(zāi)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種無(wú)需對(duì)可充電電池進(jìn)行參數(shù)配組的電池管理系統(tǒng)和電池管理方法。

本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，電池管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：

至少兩對(duì)連接有開(kāi)關(guān)器件的電池單元接口，設(shè)置于正性參考點(diǎn)和負(fù)性參考點(diǎn)之間；

至少一個(gè)電容，設(shè)置于正性參考點(diǎn)和負(fù)性參考點(diǎn)之間；

電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)負(fù)載電流值；

時(shí)分控制單元，與電流檢測(cè)單元連接，還與各開(kāi)關(guān)器件的控制端連接。

進(jìn)一步的，所述時(shí)分控制單元具有下述控制方式：依據(jù)檢測(cè)到的負(fù)載電流值，對(duì)開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行時(shí)分控制，使連接到電池單元接口的電池單元分時(shí)交替接入供電電路，并依據(jù)負(fù)載電流值調(diào)節(jié)同時(shí)接入的電池單元數(shù)量，使各電池單元輸出電流值處于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

每一對(duì)電池單元接口都有一個(gè)與之并聯(lián)的電容。

所述電流檢測(cè)單元設(shè)置于正性參考點(diǎn)與正性輸出端之間，或者負(fù)性參考點(diǎn)與負(fù)性輸出端之間。

本實(shí)用新型的有益效果是，無(wú)需對(duì)電池進(jìn)行嚴(yán)格的參數(shù)匹配，采用本實(shí)用新型可充分發(fā)揮單個(gè)電池的性能，實(shí)現(xiàn)良好的整體性能。

本實(shí)用新型可以保持每一個(gè)電池單元總是處于理想的工作狀態(tài)，即理想的輸出電流，并且是間歇性的工作，從而充分利用電池的使用壽命。特別的，本實(shí)用新型的每一個(gè)電池單元都連接有開(kāi)關(guān)器件，在非工作狀態(tài)時(shí)開(kāi)關(guān)器件保證了每個(gè)電池在電路上是相互獨(dú)立的，提高了安全性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的原理示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的電池輸出示意圖，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為電流值。a為3個(gè)電池單元的時(shí)間——電流示意圖，b為負(fù)載電流的時(shí)間——電流示意圖。

圖4是對(duì)比測(cè)試曲線圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1。本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)包括下述部分：

電池單元接口，設(shè)置于正性參考點(diǎn)和負(fù)性參考點(diǎn)之間，每一對(duì)電池接口通過(guò)開(kāi)關(guān)器件與正性參考點(diǎn)或者負(fù)性參考點(diǎn)連接；所述正性參考點(diǎn)在工作時(shí)連接電池的正極，負(fù)性參考點(diǎn)在工作時(shí)連接電池的負(fù)極。本實(shí)用新型的電池單元接口是指用于連接電池單元的端口，由于電池有正負(fù)兩極，與之連接的端口必然有兩個(gè)，本實(shí)用新型將連接同一電池組的兩個(gè)端口稱為“一對(duì)”電池接口。

電容，設(shè)置于正性參考點(diǎn)和負(fù)性參考點(diǎn)之間，其作用是在電池切換時(shí)緩存電能，使輸出電流盡量的平滑；

電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)各電池單元接口輸出的電流；

時(shí)分控制單元，與電流檢測(cè)單元連接，以接收檢測(cè)到的電流值(數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào))，還與各開(kāi)關(guān)器件的控制端連接，用于控制各開(kāi)關(guān)器件的閉合或者斷開(kāi)。

其中，電流檢測(cè)單元的檢測(cè)點(diǎn)可設(shè)置在工作環(huán)境中與電池組整體輸出電流相關(guān)的任意位置，只要能夠從檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)或者推算出整體輸出電流值即可，例如圖1所示的在整個(gè)電路的輸出端口，或者是，在每個(gè)電池單元都分別設(shè)置有電流檢測(cè)模塊，將結(jié)果匯集到時(shí)分控制單元。

時(shí)分控制單元具有下述控制方式：依據(jù)檢測(cè)到的輸出電流值，對(duì)開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行時(shí)分控制，使連接到電池單元接口的電池單元分時(shí)循環(huán)接入供電電路，進(jìn)而使各電池單元輸出電流值的總和處于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

圖3以3個(gè)電池(A1～A3)構(gòu)成的電池組為例進(jìn)行說(shuō)明，單個(gè)電池的輸出電流通過(guò)開(kāi)關(guān)器件的控制表現(xiàn)為方波，3個(gè)電池按時(shí)間分別接入和斷開(kāi)，雖然單個(gè)電池輸出為方波，疊加后整體上依然表現(xiàn)為直線，切換間隙形成的波谷在電容的作用下變得可以忽略。在電池?cái)?shù)量為數(shù)十個(gè)甚至更多，并且切換頻率很高的情況下，整體輸出曲線將是幾乎完全平滑的一條直線。本實(shí)用新型稱這樣的控制方式為時(shí)分控制，控制各個(gè)電池按照時(shí)域分布分別接入和斷開(kāi)。