[發明專利]電池組管理系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202010971622.4
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112086697B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 張立強;徐玉;王祥宇;周志勇;王瀟;孫啟海;黎明
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48;H02J7/00
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

本發明涉及一種電池組管理系統及其控制方法，系統包括控制器、中間抽頭繼電器組切換電路、診斷接口、電池組單體電池電壓采集和均衡電路；電池組的各單體電池的中間抽頭引出，分別連接到中間抽頭繼電器組切換電路的繼電器各觸點；中間抽頭繼電器組切換電路還同時與電池組單體電池電壓采集和均衡電路、控制器、以及診斷接口連接；控制器還同時與電池組單體電池電壓采集和均衡電路、診斷接口連接；中間抽頭繼電器組切換電路由控制器I/O口輸出的高低電平來控制觸點的切換，實現將單體電池的中間抽頭切換至電池組單體電池電壓采集電路或診斷接口上。該系統可實現單體電池、電池組數據的測量，并可通過診斷接口進行阻抗譜測試，提高了安全性和可靠性。

技術領域

本發明屬于電池組技術領域，尤其涉及一種帶有診斷接口的電池組管理系統及其控制方法。

背景技術

同型號的鋰離子電池在海洋環境下的壽命要比正常環境下短，鹽度較高的海洋水汽會導致鋰離子電池組的電池被腐蝕，被腐蝕之后的鋰離子電池組極易發生爆炸，造成設備損壞。運行在海洋環境下，電池組會不可避免的出現海水滲漏的現象，海水進入鋰離子電池組之后會造成設備短路，影響海洋儀器設備的正常運行。為了盡可能準確的估計電池的剩余使用壽命和健康狀態，一般采用電化學阻抗譜等數據作為健康特征，用以表征電池內部更為詳細的狀態。但是現有的電池組管理系統鮮有提供其內部單體電池的測試接口，用戶難以對單體電池的狀態進行直接測試與評估。

為了解決海洋環境下的電池保護和單體電池狀態信息難以獲取的問題，本發明提出了一種帶有診斷接口的鋰離子電池組管理系統，以便于使用者可以通過該系統的診斷接口對單體電池直接進行阻抗譜測試等各種外部附加測試。

發明內容

本發明在上述現有技術存在的不足，提供了一種電池組管理系統及其控制方法,系統自帶診斷接口，可實現單體電池、電池組數據的測量，并可通過診斷接口進行阻抗譜測試。

為了實現上述目的，本發明提供了一種電池組管理系統，包括：控制器、中間抽頭繼電器組切換電路、診斷接口、電池組單體電池電壓采集和均衡電路；

電池組各單體電池的中間抽頭引出，分別連接到所述中間抽頭繼電器組切換電路的繼電器各觸點；所述中間抽頭繼電器組切換電路還同時與所述電池組單體電池電壓采集和均衡電路、控制器、以及診斷接口連接；所述控制器還同時與所述電池組單體電池電壓采集和均衡電路、診斷接口連接；所述中間抽頭繼電器組切換電路由控制器I/O口輸出的高低電平來控制觸點的切換，實現將單體電池的中間抽頭切換至所述電池組單體電池電壓采集電路或診斷接口上。

優選的，系統還進一步包括開關控制電路，所述開關控制電路設置在電池組的總正極或總負極，通過驅動電路與所述控制器連接，所述控制器控制開關控制電路的開關管關斷或者接通總正極或總負極對電池組進行安全保護。

優選的，所述開關控制電路基于MOS管設計，MOS管源極輸出引腳接入電池組總正極或總負極，柵極連接驅動電路，控制器I/O口高低電平控制MOS管的柵極以控制MOS管的通斷。

優選的，系統還進一步包括電池組電流采集電路，所述電池組電流采集電路設置在電池組的總正極或總負極，與所述控制器以及開關控制電路連接，用于測量電池組總電流數據。

優選的，系統還進一步包括內部環境監測模塊，所述內部環境監測模塊包括溫度傳感器、溫濕度傳感器、火災傳感器與水位傳感器；

各單體電池均設置一溫度傳感器用于采集各單體電池的溫度數據，并在電池組內部的電路板上放置一溫度傳感器，用于采集電路板的溫度數據；各溫度傳感器數據引腳共用一根數據線，連接到所述控制器同一引腳；

電池組內部還設置有溫濕度傳感器、火災傳感器與水位傳感器，分別用于檢測電池組內部的濕度、火災與漏水情況。

各溫度傳感器、溫濕度傳感器、火災傳感器與水位傳感器均與控制器連接。

本發明還提供了一種電池組管理系統的控制方法，包括：