[發(fā)明專利]被動(dòng)觸發(fā)式充電限流的電池管理系統(tǒng)及其管理辦法

在審

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• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107994640A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃楊;佘沛亮;錢哲;曹波
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇雙登富朗特新能源有限公司;雙登集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鋰離子電池及其多組電池并聯(lián)充電應(yīng)用，特別涉及一種被動(dòng)觸發(fā)式充電限流的電池管理系統(tǒng)及其管理辦法。

背景技術(shù)

隨著國際與國內(nèi)通信電源技術(shù)的快速發(fā)展，特別是近年來4G+、5G業(yè)務(wù)的發(fā)展，運(yùn)營商對于基站的電源供電方式越來越多樣性，并且對與電池的充放電接受能力、可靠性、智能化要求也越來越高，部分站點(diǎn)建設(shè)初期配置的電池組BT已經(jīng)不能滿足備電要求，特別是在西部、山區(qū)等電網(wǎng)不發(fā)達(dá)、自然災(zāi)害頻繁的地區(qū)，要求實(shí)現(xiàn)1h～3h內(nèi)將電池組BT充滿電。在這種情況下，需要配置接受能力更高的電池管理系統(tǒng)以保證通信基站電源快速恢復(fù)備電。但這也就難免會(huì)出現(xiàn)電池管理系統(tǒng)限流能力有限、可靠性差的問題。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中電池組BT均為硬件限流，通過PWM的方式，將充電電流限制在某個(gè)固定值；由于現(xiàn)有技術(shù)方案限制，在限流過程中，線圈及MOS管會(huì)釋放熱量，對鋰離子電池壽命產(chǎn)生不利的影響；同時(shí)，如果發(fā)熱量過大，也有可能會(huì)燒壞采樣線，安全性和可靠性低。因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

為了滿足快速充電的可靠性、安全性等，最常用的辦法是增加充電限流模塊，即把多個(gè)充電限流模塊進(jìn)行并聯(lián)充電，但此方面性價(jià)比低，一方面增加了內(nèi)部占用空間，內(nèi)部熱量也大大增加；充電模塊并聯(lián)后總的系統(tǒng)功率也不能持續(xù)加大等缺陷較多，始終不能得到推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種在滿足鋰離子電池組BT多組并聯(lián)條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)大電流充電，是為了保證鋰離子電池組BT供電的電源快速充電、穩(wěn)定、可靠，能實(shí)現(xiàn)多組冗余并機(jī)，提供一種不受充電限制及并聯(lián)數(shù)量限制的被動(dòng)觸發(fā)式充電限流的電池管理系統(tǒng)及其管理辦法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種被動(dòng)觸發(fā)式充電限流的電池管理系統(tǒng)，具有電池管理系統(tǒng)主板；所述電池管理系統(tǒng)主板包括常規(guī)的過充電保護(hù)電路、過放電保護(hù)電路、短路保護(hù)電路、溫度保護(hù)電路、數(shù)據(jù)記錄及傳輸通信電路、報(bào)警電路和內(nèi)部均衡電路；還具有主動(dòng)充電限流電路；所述主動(dòng)充電限流電路包括電流采樣電阻Rsen、放電Mos管M3、主板充電Mos管M2、主動(dòng)限流模塊充電Mos管M1、限流板限流電感L1、微控制單元MCU和BMS限流板；所述電流采樣電阻Rsen的一端通過電池組BT接電流采集端p+，另一端接放電Mos管M3的源極S，同時(shí)，電流采樣電阻Rsen的兩端分別接至微控制單元MCU上對應(yīng)的接線端；所述放電Mos管M3的漏極D接主板充電Mos管M2的漏極D，放電Mos管M3的柵極G接微控制單元MCU上對應(yīng)的接線端；所述主板充電Mos管M2的源極S接電流采集端p-，主板充電Mos管M2的柵極G接微控制單元MCU上對應(yīng)的接線端；所述主動(dòng)限流模塊充電Mos管M1的源極S接電流采集端p-，其漏極D通過限流板限流電感L1接至放電Mos管M3的漏極D，其柵極G與BMS限流板相連；所述BMS限流板與微控制單元MCU相連。

一種被動(dòng)觸發(fā)式充電限流的電池管理系統(tǒng)的管理辦法，包括以下步驟：

（1）電池組BT上電并接入充電設(shè)備，

（2）通過軟件進(jìn)行控制限流功能的觸發(fā)與解除，電流大小的切換，實(shí)現(xiàn)鋰電池的倍率電流充電；

（3）通過采集P+、P-端電流與電池管理系統(tǒng)設(shè)定的閥值對比，同時(shí)實(shí)時(shí)對比充電端的電流，對比進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，形成歷史數(shù)據(jù)記錄。

上述技術(shù)方案所述步驟（2）具體為：

1）電池組BT根據(jù)充電電流大小，對電池組BT進(jìn)行持續(xù)充電，充電電流從主板上的MOS管經(jīng)過；

2）當(dāng)充電電流達(dá)到BMS限流板設(shè)定的過流告警值時(shí)，微控制單元MCU將切換為限流工作，并且持續(xù)充電；當(dāng)限流模塊連續(xù)工作時(shí)間至設(shè)置時(shí)間時(shí)，微控制單元MCU檢測充電端與電池段電壓，并切換回主回路到的充電MOS管工作；若充電管測試到仍存在充電電流告警,則繼續(xù)切換至限流模式工作。

上述技術(shù)方案所述步驟2）具體為：

①當(dāng)電流I₂正常時(shí)，限流電路關(guān)閉：充電回路是I₂，通過主回路的主板充電Mos管M2，電池直接充電；

②當(dāng)觸發(fā)充電過流告警與保護(hù)時(shí)，限流電路開啟時(shí)：充電電流回路是 I₁，通過限流回路的限流板限流電感L1和主動(dòng)限流模塊充電Mos管M1，系統(tǒng)執(zhí)行PWM模式下的限流充電；

③當(dāng)充電過流告警與保護(hù)恢復(fù)時(shí)，限流電路開啟時(shí)：充電回路是I₂，恢復(fù)通過主回路的主板充電Mos管M2，電池直接充電。