基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器、控制方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、直流母线、若干锂电池供电单元；所述开关电源一端连接市电，另一端与直流母线连接；所述基站负载、铅酸电池组、若干锂电池供电单元并联并同时与直流母线连接；其特征为：所述若干锂电池供电单元之间通过菊花链总线实现锂电池供电单元之间的信号通信。本发明专利技术还公开了一种采用上述电池管理器的控制方法及其应用。

【技术实现步骤摘要】
基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器、控制方法及其应用
本专利技术涉及一种基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器、控制方法及其应用，属于通信基站储能电池

技术介绍
随着各类无线通信设备的普及和使用，维持通信稳定的通信基站变得愈加重要。为了为周围一定范围的区域提供稳定的通讯信号，通信基站的设计中势必要对可能造成通信基站内负载断电的市电失电情况作出应急预案，因此铅酸电池常常作为市电失电中的备用电源而广泛应用于通信基站的设计建造中。然而，铅酸电池寿命较短，再加上市电频繁失电将造成的铅酸电池频繁充放电，而且是在放电后未充满电就再次放电，频繁充放电和欠充现象对铅酸电池造成了更大的损耗，大大增加了通信基站的运行维护成本。为了保护铅酸电池，锂电池组也被应用在了通信基站备用电源领域，并且作为优先级高于铅酸电池的备用电源，在市电失电时优先供电以在维持通信基站正常供电的基础上降低铅酸电池的使用频率，然而这一设计也有一定的缺陷存在，例如锂电池组的使用和控制需要复杂的接线和控制流程，锂电池组之间的不一致性使得统一的控制方法可能造成部分锂电池组过度消耗，用来控制锂电池组放电的通信总线不仅会带来更多的接线工作，一旦通信总线故障则很有可能直接造成锂电池组无法实现其功能等等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提出一种基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器、控制方法及其应用，从锂电池组放电控制的角度出发，将若干锂电池组与菊花链总线控制结合，改善一般设计中接线复杂、控制方法复杂的问题，同时通过使菊花链总线对锂电池组实现分别放电的调控手段，控制锂电池组逐一放电，以解决通信基站铅酸电池欠充和充放电过于频繁、部分锂电池组过度消耗、总线故障一般会导致的市电失电时系统供电异常等问题，降低通信基站运行维护的成本，更好地保证通信基站低成本稳定运行。本专利技术采取的技术方案为：基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、直流母线、若干锂电池供电单元；所述开关电源一端连接市电，另一端与直流母线连接；所述基站负载、铅酸电池组、若干锂电池供电单元并联并同时与直流母线连接；其特征为：所述若干锂电池供电单元之间通过菊花链总线实现单元之间的信号通信。优选为：所述开关电源包括整流电路、整流输出电压检测电路及其闭环控制电路，通过整流输出电压检测结果，闭环控制电路调整其输出以对整流电路进行控制，从而使市电整流输出得到的直流电压符合通信基站的供电标准。优选为：所述铅酸电池组与直流母线相连，作为可浮充的通信基站优先级最低的后备电源，通常由直流母线充电，当市电失电且所有锂电池供电单元均无法满足直流母线的供电需求时为直流母线供电。优选为：每个所述锂电池供电单元包括DC/DC变换器、梯次锂电池组、梯次锂电池组的电压检测电路和电流检测电路、电池管理系统(BMS)、直流母线电压检测电路；其中DC/DC变换器两侧分别与直流母线和梯次锂电池组相连，直流母线电压检测电路检测直流母线电压，锂电池组的电压和电流检测电路检测锂电池组电压和流入或流出锂电池组的电流，菊花链总线与电池管理系统相连，电池管理系统由菊花链上端输入接口接收菊花链总线传输的数据，并由菊花链下端输出接口通过菊花链总线向下一个锂电池供电单元发送信息。优选为：当市电存在时，由市电经开关电源整流为基站负载供电并为铅酸电池组和锂电池供电单元充电，当市电失电时通过菊花链总线控制锂电池组依次为直流母线供电、直流母线为基站负载和铅酸电池组供电。优选为：连接在所述直流母线上的锂电池供电单元的个数可根据通信基站设计需求进行调整，锂电池供电单元与直流母线的接线连接在不同锂电池供电单元间并且彼此独立，且在锂电池供电单元之间的连线上，同一个锂电池供电单元仅通过菊花链总线与其相邻的一到两个锂电池供电单元相连。一种锂电池供电单元的控制方法，其特征为：当市电存在时，由直流母线为所有锂电池供电单元进行充电，当前锂电池供电单元充满后由BMS发出控制信号控制DC/DC变换器将锂电池供电单元从直流母线上充电的回路断路；当市电失电时，锂电池供电单元通过菊花链总线和自身的放电标识位控制依次接入直流母线并为直流母线供电，同一时间有且只有一个锂电池供电单元进行供电，在所有锂电池供电单元均不能满足直流母线须要的基站负载供电需求，再由铅酸电池组为基站负载进行供电。一种采用锂电池供电单元依次为基站负载和铅酸电池组供电的菊花链总线控制方法，其特征为：通过每个锂电池供电单元内部的放电标识位实现的，每个BMS中均有放电标识位，在市电失电后，每个BMS单独处理检测到的直流母线电压，当检测到直流母线电压低于放电电压时，放电标识位为1的锂电池供电单元开始放电，同时其放电标识位由1变0，且通过菊花链总线将放电信号传递给下一个锂电池供电单元，如果菊花链总线信号传递出现故障导致下一个锂电池供电单元未接收到放电信号，下一次市电失电时菊花链顶端的锂电池供电单元在检测到市电失电、且在一段延时后仍检测到直流母线电压未回升时更改自身的放电标识位为1，接着进行正常的放电过程，实现即使菊花链总线出现故障，通信基站的供电系统仍能在市电失电时由锂电池供电单元进行优先供电，避免因为总线故障导致通信基站在市电失电过程中锂电池供电单元无法发挥其备用电源的作用，提高通信基站供电系统的稳定性。一种采用菊花链总线的智能多路混用电池管理器及其控制方法的应用，其特征为：所述应用于通信基站中。由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比，具有下列优点和效果：本专利技术的一个效果在于，基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，能够通过菊花链总线控制锂电池供电单元依次在市电失电时为直流母线供电并进一步为基站负载供电，从而降低铅酸电池组的使用频率，有效减少铅酸电池的充放电次数，延长铅酸电池组使用寿命。本专利技术的一个效果在于，基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，能够通过菊花链总线使每个锂电池供电单元依次为直流母线进行供电，避免同一个锂电池供电单元频繁放电而具有比其他锂电池供电单元高得多的使用率，除非菊花链总线故障，连续两次的市电失电中负责放电供能的锂电池供电单元一定不相同，因此，放过电的锂电池供电单元即使面对频繁的市电失电，也能有相对充足的时间进行充电，即在一次放电后未满电的锂电池供电单元可以在接下来几次市电失电和恢复的长时间内，在每一个失电存在的时间段内进行充电，尽可能避免同一个锂电池供电单元未充满电就再次放电，最大程度上避免欠充现象的发生。本专利技术的一个效果在于，基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，能够通过平衡所有锂电池供电单元的使用率，避免单个锂电池供电单元中的锂电池组性能迅速衰减，从而实现了对直流母线上所有锂电池供电单元利用率的平衡，实现同一批接入直流母线的锂电池供电单元近似具有相同的使用寿命，可统一更换和维护，节约通信基站供电系统的运行维护成本。本专利技术的一个效果在于，基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，能够通过使菊花链顶端位置的锂电池供电单元进行延时和直流母线电压再检测，使即便菊花链总线进行信号传递时出现异常，导致下一个应当放电的锂电池供电单元没有接收到使其准备放电的信号，菊花链顶端的锂电池供电单元也能自行在所有锂电池供电单元未进行放电时响应并放电，顶端单元自动补位的操本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、直流母线、若干锂电池供电单元；所述开关电源一端连接市电，另一端与直流母线连接；所述基站负载、铅酸电池组、若干锂电池供电单元并联并同时与直流母线连接；其特征为：所述若干锂电池供电单元之间通过菊花链总线实现锂电池供电单元之间的信号通信。

【技术特征摘要】
1.基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、直流母线、若干锂电池供电单元；所述开关电源一端连接市电，另一端与直流母线连接；所述基站负载、铅酸电池组、若干锂电池供电单元并联并同时与直流母线连接；其特征为：所述若干锂电池供电单元之间通过菊花链总线实现锂电池供电单元之间的信号通信。2.根据权利要求1所述的基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，其特征为：所述开关电源包括整流电路、整流输出电压检测电路及其闭环控制电路，通过整流输出电压检测结果，闭环控制电路调整其输出以对整流电路进行控制，从而使市电整流输出得到的直流电压符合通信基站的供电标准。3.根据权利要求1所述的基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，其特征为：所述铅酸电池组与直流母线相连，作为可浮充的通信基站优先级最低的后备电源，通常由直流母线充电，当市电失电且所有锂电池供电单元均无法满足直流母线的供电需求时为直流母线供电。4.根据权利要求1所述的基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，其特征为：每个所述锂电池供电单元包括DC/DC变换器、梯次锂电池组、梯次锂电池组的电压检测电路和电流检测电路、电池管理系统、直流母线电压检测电路；其中DC/DC变换器两侧分别与直流母线和梯次锂电池组相连，直流母线电压检测电路检测直流母线电压，锂电池组的电压和电流检测电路检测锂电池组电压和流入或流出锂电池组的电流，菊花链总线与电池管理系统相连，电池管理系统由菊花链上端输入接口接收菊花链总线传输的数据，并由菊花链下端输出接口通过菊花链总线向下一个锂电池供电单元发送信息。5.根据权利要求1所述的基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，其特征为：当市电存在时，由市电经开关电源整流为基站负载供电并为铅酸电池组和锂电池供电单元充电，当市电失电时通过菊花链总线控制锂电池组依次为直流母线供电、直流母线为基站负载和铅酸电池组供电。6.根据权利要求1所述的基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器，其特征为：连接在所述直流母线上的锂电池供电单元的个数可根据通信基站设计需求进行调整，锂电池供电单元与直流母线的接线连接在不同锂电池供电单元间并且彼此独立，且在锂电池供电单元之间的连线上，同一个锂电池供电单元仅通过菊花链总线与其相邻的一到两个锂电池供电单元相连。7.一种采用如权利要求4所述的基于菊花链总线的智能多路混用电池管理器的锂电池供电单元的控制方法，其特征为：当市电存在时，由直流母线为所有锂电池供电单元进行充电，当前锂电池供电单元充满后由BMS发出控制信号控制DC/DC变换器将锂电池供电单元从直流母线上充电的回路断路；当市电失电时，锂电池供电单元通过菊花链总线和自身的放电标识位控...

【专利技术属性】
技术研发人员：冬雷，
申请(专利权)人：北京凯华网联新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11