[實用新型]基于ZigBee網絡的無線模塊化鋰電池管理單元

有效

• 申請號: 202020953880.5
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN211980818U
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 郝曉康;李昱東;高峰
• 申請（專利權）人: 蘇州瀚川智能科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/052;H04W4/70;H04W4/80;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型揭示基于ZigBee網絡的無線模塊化鋰電池管理單元，包括若干電池單元、若干子BMS模塊、若干Zigbee模塊、總BMS模塊，所述若干電池單元與所述若干子BMS模塊連接，所述若干子BMS模塊與所述若干Zigbee模塊連接，所述若干Zigbee模塊與所述總BMS模塊連接，本實用新型的單元采用模塊化、無線化設計。每個電池模塊自我監控，自成系統，只通過無線信號進行數據交互。極大降低了不同電壓平臺模塊的數據監測的硬件設計復雜度及系統安全風險。采用本設計電池模塊，在一定電壓范圍內任意數量的電池模塊可以自由組合，只需要對電池模塊進行串行連接，無需關心復雜的通信線路。大大減少了裝配流程，降低了生產復雜度。

技術領域

本實用新型涉及一種鋰電池管理單元，尤其涉及一種基于ZigBee網絡的無線模塊化鋰電池管理單元。

背景技術

隨著新能源技術的飛速發展，鋰電技術日趨完善。鋰電池具有電芯電壓高、能量高、容量大、貯存時間長、綠色無污染等優點，廣泛應用于日常生活的各個領域。尤其在動力電池領域，鋰電池以其巨大的性能優勢正在快速替代傳統鉛酸電池。在新能源時代，鋰電池將成為各型設備的主要動力電源之一，由于單體鋰電池電芯電壓較低，而用電設備對電池電壓平臺有各種不同的需求。所以在實際使用中需要串聯不同數量的鋰電池模塊，使得成組電池包的總電壓適配各種應用需求。由串聯方式組成的電池組中的各個電池模塊處于不同的電壓平臺，在各個模塊的實時監測過程中進行數據通信時就必須對所有模塊進行電壓匹配，否則無法通信。當電壓匹配失效時有可能會燒毀一個或多個模塊的監測單元，給整個鋰電池組管理系統的帶來較大的潛在風險。當有多個模塊需要通信時，復雜的通信線路也增加了生產裝配的難度。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，克服上述現有技術的不足，提供一種基于ZigBee網絡的無線模塊化鋰電池管理單元，本設計采用模塊化、無線化設計。每個電池模塊自我監控，自成系統，只通過無線信號進行數據交互。極大降低了不同電壓平臺模塊的數據監測的硬件設計復雜度及系統安全風險。采用本設計電池模塊，在一定電壓范圍內任意數量的電池模塊可以自由組合，只需要對電池模塊進行串行連接，無需關心復雜的通信線路。大大減少了裝配流程，降低了生產復雜度。

為達到上述目的，本實用新型的基于ZigBee網絡的無線模塊化鋰電池管理單元，包括若干電池單元、若干子BMS模塊、若干Zigbee模塊、總BMS模塊，所述若干電池單元與所述若干子BMS模塊連接，所述若干子BMS模塊與所述若干Zigbee模塊連接，所述若干Zigbee模塊與所述總BMS模塊連接。

通過無線信號進行數據交互。極大降低了不同電壓平臺模塊的數據監測的硬件設計復雜度及系統安全風險。采用本設計電池模塊，在一定電壓范圍內任意數量的電池模塊可以自由組合，只需要對電池模塊進行串行連接，無需關心復雜的通信線路。大大減少了裝配流程，降低了生產復雜度。

基于ZieBee網絡的無線模塊化鋰電池管理單元，分為三大功能模塊：系統控制功能模塊、回路保護功能模塊和ZigBee無線通訊功能模塊。

系統控制功能模塊是整個WLBMS模塊的核心部件，該功能模塊的工作不受外界干擾，可獨立地監控鋰電池模塊的運行。在鋰電池模塊的關鍵部位安裝有溫度傳感器、電流傳感器和電壓傳感器，這些高精度的傳感器可將鋰電池模塊工作的相關數據實時上傳至系統控制功能模塊。系統控制功能模塊對這些數據進行運算處理，再將運算結果按照控制邏輯進行綜合判斷，就可獲得鋰電池模塊準確的工作狀態。

系統控制功能模塊針對鋰電池模塊的工作狀態提供了豐富的管理功能。正常狀態下，本模塊負責相關數據的監測和關鍵數據的記錄。一旦鋰電池模塊工作狀態發生異常，系統控制功能模塊可為系統提供一系列地保護措施。其中針對充放電電流異常提供短路保護；針對工作環境溫度異常提供過溫、欠溫保護；針對電芯電壓異常提供欠壓、過壓保護，并且在電壓不足時會提前預警。這些保護功能可保證鋰電池模塊不在危險環境中工作，極大提高了使用安全性。