[發明專利]一種鋰電池組智能管理系統及方法

在審

• 申請號: 201611059909.X
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106602638A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 陳福彥
• 申請（專利權）人: 德陽九鼎智遠知識產權運營有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 詹永斌

1.一種鋰電池組智能管理系統，其特征在于，所述系統包括：用于控制系統運行的中央處理器；所述中央處理器分別信號連接于用于給電池進行充電的充電模塊、對鋰電池組進行充電均衡的均衡模塊、采集鋰電池組數據信息的數據采集模塊、根據采集到的數據信息對電池電量進行計算的電量計算模塊、顯示電池狀態數據信息的數據顯示模塊和存儲電池數據信息和上位機進行通信的存儲通信模塊。

2.如權利要求1所述的鋰電池組智能管理系統，其特征在于，所述數據采集模塊包括：電壓采集模塊、電流采集模塊和溫度采集模塊；所述電壓采集模塊、電流采集模塊和溫度采集模塊都信號連接于中央處理器。

3.如權利要求1或2所述的鋰電池組智能管理系統，其特征在于，所述存儲通信模塊包括：存儲裝置和信息轉換裝置；所述存儲裝置存儲有系統的臨時數據信息；所述信息轉換裝置包括：通信接口和信息轉換裝置；所述通信接口能夠和上位機進行連接；所述信息轉換裝置通過通信接口能夠和上位機進行數據通信。

4.如權利要求3所述的鋰電池組智能管理系統，其特征在于，所述存儲裝置為的總容量為2M；單電源讀和寫操作，工作電壓為2.7V~3.3V；工作電流為7mA，等待電流為3μA；時鐘頻率為33MHz。

5.如權利要求4所述的鋰電池組智能管理系統，其特征在于，所述均衡模塊為：開關電容均衡充電裝置，它包括：恒流恒壓變換器、低電壓比較器、順序開關驅動電路、傳送電容器、多路開關和熔斷裝置組成；所述恒流恒壓變換器并聯于電池組；所述低電壓比較器信號連接于恒流恒壓變換器，同時并通過多路開關信號并聯于電池組；所述順序開關驅動電路信號連接于多路開關。

6.一種基于權利要求1至5之一所述的鋰電池組智能管理系統的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：系統初始化，系統開始運行；

步驟2：判斷電池組的狀態，對電池組進行充電、放電和閑置處理；

步驟3：若電池處于充電狀態，控制充電模塊對電池進行充電處理，在充電過程中，實時檢測系統的電壓、電流和溫度數據信息，將檢測得到的數據信息發送給存儲通信模塊進行存儲，同時實時地將這些數據信息發送給數據顯示模塊進行顯示；

步驟4：若電池處于:空閑狀態，實時檢測系統的電壓、電流和溫度數據信息，將檢測得到的數據信息發送給存儲通信模塊進行存儲，同時實時地將這些數據信息發送給數據顯示模塊進行顯示；

步驟5：若電池處于放電狀態，控制充電模塊對電池進行放電處理，在放電過程中，實時檢測系統的電壓、電流和溫度數據信息，將檢測得到的數據信息發送給存儲通信模塊進行存儲，同時實時地將這些數據信息發送給數據顯示模塊進行顯示；

步驟6：判斷電池是否需要進行均衡處理，如判斷需要對電池進行均衡處理，則控制均衡模塊對電池進行均衡處理；

步驟7：實時檢測系統的電流、電壓和溫度數據信息，計算系統中電池的電量，將獲取的電量數據信息發送給數據顯示模塊進行顯示。

7.如權利要求6所述的鋰電池組智能管理系統，其特征在于，所述充電模塊對電池進行充電的方法包括以下步驟：

步驟1：在預充和保持階段間歇地打開和關閉充電回路，等效地改變充電電流的大小，進而實現在預充和保持狀態時需要小電流、在正常充電時需要大電流的性能要求；

步驟2：在對電池組進行充電時，外接與之匹配的恒壓電源充電器，該恒壓電源的電壓值U為：U=4.2V×N+損耗電壓；其中N為電池節數；

步驟3：設定電池系統的限流值為該鋰電池組的常規充電電流為0.3倍電池容量，在進行充電前必須先進行系統的初始化，然后對電池進行間歇式充電。

8.如權利要求7所述的鋰電池組智能管理系統，其特征在于，所述系統在充在充電過程中通過電壓采集模塊實時檢測各單節鋰電池電壓；電壓采集模塊由多個單刀雙擲開關、測量電容、斬波器和模數轉換器組成；測量過程中，首先把單刀雙擲開關向上打到電壓測量檔，并通過中央處理器控制的多路開關Kn-1、Kn-2 (n=1、2、3、4、5、6、7)，同步地將電容分別接到各單節電池兩端，使電容充電至電容電壓等于被測單節電池的電壓；然后斷開中央處理器控制的多路開關Kn-1、Kn-2，同時合上開關，接入A/D轉換器進行測量。

9.如權利要求6所述的鋰電池組智能管理系統，其特征在于，所述系統在對每節電池的模擬量進行測量時，連續測量多次，然后篩去最高值和最低值，再對剩余的測量值取平均值，然后根據電壓的計算方式，獲得電池的電壓，在電壓測量完成后，進行程序，對所有的電池電壓進行排序，標記出最低、最高電池，將得到的結果發送給均衡模塊。