[發明專利]一種具有多重保護的電源管理系統

在審

• 申請號: 202011055194.7
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112186853A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 王青山;周德維;許陽;溫揚久;傅偉偉
• 申請（專利權）人: 寧波新舜信息科技有限公司;寧波青桐智控科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18;H01M10/42;B60L58/12;B60L58/14;B60L58/15;B60L58/24
• 代理公司: 寧波浙成知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33268
• 代理人: 王方華

本發明公開了一種具有多重保護的電源管理系統，包括：電池組；電流采集模塊、電壓采集模塊、保險模塊、開關模塊、二次保護模塊、溫度采集模塊、單節電壓采集模塊、前端模塊以及主控模塊，通過實現防止過充、過放、過流、短路以及高溫充放電的保護功能，使得鋰電池在充放電過程中不會出現過充電、過放電的狀態，保護電池的使用壽命，保護鋰電池組處于良好的運行工作狀態；通過實現的防止過流、短路保護以及高溫充放電的保護功能，保護鋰電池組在使用過程中出現異常時，及時進行阻止，避免異常的進一步嚴重，從而實現使用的安全性。

技術領域

本發明涉及BMS(Battery Management System，電池管理系統)技術領域，特別是涉及一種船用鋰電池的具有多重保護的電源管理系統。

背景技術

傳統的船用電池一般采用鉛酸蓄電池，為船舶提供動力、照明、通信、信號和應急電源使用，然而，這種鉛酸蓄電池存在如下缺點：安全性能上，使用過程總有爆炸隱患；環保性能上，這種鉛酸蓄電池由于含鉛，對人體有害；智能性能上，需要依據充電器的智能程度；循環壽命方面，一般300-350次循環使用，使用壽命較短；充放電效率方面，僅約為80％，而且還有記憶效應，充電時間長，相對鋰電池而言能量密度低。

鋰離子電池由于其工作電壓高、體積小、質量輕、能量高、無記憶效應、無污染、自放電小、循環壽命長等優點，已成為21世紀發展的理想能源。隨著鋰電池行業的發展，大型鋰電池組也逐漸擴展，逐步被應用于電動車、電動船等各類動力驅動領域，但在現有技術中，鋰電池在使用過程中仍會存在一些問題，例如過充、過放、過流、短路以及高溫時充放電等，雖然目前也有技術可能會解決其中的一種或部分問題，但尚沒有能夠提供多重保護以解決所有問題的技術，因此，需要對鋰電池組提供多重保護，以使鋰電池在使用過程中有更長久的循環使用壽命、使用更安全。

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種具有多重保護的電源管理系統，以避免鋰電池在使用過程中過充、過放、過流、短路以及高溫時充放電，從而使得鋰電池在使用過程中有更長久的循環使用壽命，使用更安全。

為達上述及其它目的，本發明提出一種具有多重保護的電源管理系統，包括：

由多個單節電池串聯組成的電池組；

電流采集模塊，串聯在電源主回路上形成較低電壓壓降并將經過隔離保護和濾波后的電壓壓降傳輸至前端模塊的電流測量輸入端(RS1、RS2)；

電壓采集模塊,用于將濾除紋波的所述電池組電壓安全可靠傳輸至前端模塊；

保險模塊，用于串聯于所述電池組正極主輸出通路以在主控模塊或前端模塊工作異?；蜷_關模塊的NMOS開關管異常而不能正常動作時在二次保護模塊的保險控制輸出端(FV1)的控制下開啟或關閉電流通路；

開關模塊，用于在前端模塊輸出的第一和第二開關控制信號的控制下通過開啟或關閉NMOS開關管來開啟或關閉電流通路；

二次保護模塊，用于通過對所述電池組的每一個單節電池進行電壓和電流采集以在主控模塊和前端模塊失效時給予所述電池組額外保護；

溫度采集模塊，用于對所述電池組和所述開關模塊的NMOS開關管的溫度進行監控并將測量電壓傳輸至前端模塊進行數字化，以在主控模塊的控制下與預設溫度曲線進行比較以防止所述電池組和NMOS開關管溫度過高或過低；

單節電壓采集模塊，用于對所述電池組的單節電池的電壓進行采樣并輸出至前端模塊；

前端模塊，用于將所述電壓采集模塊、電流采集模塊、溫度采集模塊以及單節電壓采集模塊的模擬輸出數字化并傳輸至主控模塊，并輸出第一和第二開關控制信號至所述開關模塊；

主控模塊，用于接收所述前端模塊數字化的電壓、電流、溫度數據以實現過流、過壓、欠壓保護并防止溫度過高或過低。