一种电池组充放电管理电路及电池管理系统技术方案

一种电池组充放电管理电路及电池管理系统，通过数据采集电路根据电池组的采样电流、电池组的温度检测信号以及多个单体电池的电压信号生成第一总线通信信号，并根据第二总线通信信号生成多个均衡控制信号；控制电路根据第一总线通信信号生成第二总线通信信号和功率控制信号；功率转换控制电路根据功率控制信号调整充电电流，或根据功率控制信号调整放电电流；均衡电路根据多个均衡控制信号对多个单体电池进行电压均衡，且检测多个单体电池的电压；实现动态调整电池组的充电电流和放电功率，提升了电池组的效率，有效的控制各电池组在工作过程中的荷电状态一致性，延长了电池系统的使用寿命，降低了成本。

A battery charge and discharge management circuit and battery management system

【技术实现步骤摘要】
一种电池组充放电管理电路及电池管理系统
本专利技术属于电池管理
，尤其涉及一种电池组充放电管理电路及电池管理系统。
技术介绍
锂离子电池在使用时需配合BMS(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，电池管理系统)使用，在需要大容量、大电流应用时，通常采用多个锂离子电池组(内置BMS)外部并联方式实现。而由于多个锂离子电池组本身存在的差异，在实际并联应用中，充、放电的电流分配并不平均，常出现单个电池组过流保护，引发整个系统连锁反应，最终系统无法正常供电使用，严重影响整体电池系统的使用寿命和可靠性。目前，部分BMS已经做了充电限流的功能，通过在每只单体电池上并联一个可控分流电阻进行偏流保护，但是该方法在应用与大容量、大电流电池组时，能耗大，发热严重；而通过电压转换器，在检测到某各电池的电压偏高时，将电压偏高的电池的能量反馈到电压偏低的电池，对电池组电源进行调节，由于涉及的元器件过多，实际电路结构复杂，系统的安全运行稳定性差，电池管理及电池组的效率低。但是在放电过程中，偏流影响电池系统正常工作的问题一直存在。因此，传统的技术方案中存在对电池组进行充放电管理时能耗大，电路结构复杂，电池组系统的稳定性和可靠性差、效率低、寿命短、成本高以及放电时偏流影响电池系统正常工作的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种电池组充放电管理电路及电池管理系统，旨在解决传统的技术方案中存在的对电池组进行充放电管理时能耗大，电路结构复杂，电池组系统的稳定性和可靠性差、效率低、寿命短、成本高以及放电时偏流影响电池系统正常工作的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种电池组充放电管理电路，所述电池组充放电管理电路包括：数据采集电路，配置为根据电池组的采样电流、所述电池组的温度检测信号以及多个单体电池的电压生成第一总线通信信号，并根据第二总线通信信号生成多个均衡控制信号；所述第一总线通信信号携带所述电池组的电流信息、所述电池组的温度信息以及所述多个单体电池的电压信息；控制电路，与所述数据采集电路连接，配置为根据所述第一总线通信信号生成所述第二总线通信信号和功率控制信号；功率转换控制电路，与所述控制电路连接，配置为根据所述功率控制信号调整充电电流，或根据所述功率控制信号调整放电电流；均衡电路，与所述数据采集电路连接，配置为根据所述多个均衡控制信号对所述多个单体电池进行电压均衡，且检测所述多个单体电池的电压。在其中一个实施例中，所述电池组充放电管理电路还包括：通信电路，与所述控制电路连接，配置为根据第一通信信号生成电量显示信号和温度显示信号以及第二通信信号，并根据所述第二通信信号与用电设备通讯，且根据所述用电设备发送的工作功率信号和所述电池组的在线状态信号生成第三通信信号；显示组件，与所述通信电路连接，配置为根据所述电量显示信号和所述温度显示信号进行显示；所述控制电路具体配置为根据所述第一总线通信信号生成所述第一通信信号，并根据所述第一总线通信信号和所述第三通信信号生成所述功率控制信号和所述第二总线通信信号。在其中一个实施例中，所述电池组充放电管理电路还包括：指示电路，与所述控制电路连接，配置为根据电量指示信号对所述电池组的电量进行电量指示，以及根据温度指示信号对所述电池组的温度进行指示；所述控制电路还配置为根据所述第一总线通信信号生成所述电量指示信号和所述温度指示信号。在其中一个实施例中，所述电池组充放电管理电路还包括：第一保护电路，与所述功率转换控制电路连接，配置为对所述功率转换控制电路输出的电压进行短路保护和过流保护。在其中一个实施例中，所述电池组充放电管理电路还包括：电流检测电路，与所述电池组和所述数据采集电路连接，配置为对电池组的电流进行检测以生成所述采样电流；温度检测电路，与所述电池组和所述数据采集电路连接，配置为对所述电池组的温度进行检测以生成所述温度检测信号。在其中一个实施例中，所述功率转换控制电路包括：第一控制开关、第二控制开关、第一电容、第二电容、第一电感、第一二极管以及第二二极管；所述第一控制开关的常闭端和所述第二电容的第一端共同构成为所述功率转换控制电路的电池电压输入端和所述功率转换控制电路的充电电压输出端；所述第一控制开关的常开端与所述第一电感的第一端和所述第一二极管的阴极连接，所述第一电感的第二端与所述第二二极管的阴极和所述第二控制开关的常闭端连接，所述第二控制开关的常开端与所述第一电容的第一端连接，所述第二电容的第二端、所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阳极以及所述第一电容的第二端与电源地连接；所述第二控制开关的常开端与所述第一电容的第一端共同构成为所述功率转换控制电路的电池组电压输出端和所述功率转换控制电路的充电电压输入端；所述第一控制开关的控制端为所述功率转换控制电路的第一子功率控制信号输入端；所述第二控制开关的控制端为所述功率转换控制电路的第二子功率控制信号输入端；所述功率转换控制电路的第一子功率控制信号输入端和所述功率转换控制电路的第二子功率控制信号输入端共同构成为所述功率转换控制电路的功率控制信号输入端。在其中一个实施例中，所述数据采集电路包括模拟前端芯片；所述模拟前端芯片的总线数据端和所述模拟前端芯片的总线时钟端共同构成为所述数据采集电路的第一总线通信信号输出端和所述数据采集电路的第二总线通信信号输入端；所述模拟前端芯片的正电流检测端和所述模拟前端芯片的负电流检测端共同构成为所述数据采集电路的采样电流输入端；所述模拟前端芯片的第一热敏电阻正极输入端和所述模拟前端芯片的第二热敏电阻正极输入端共同构成为所述数据采集电路的温度检测信号输入端，所述模拟前端芯片的第一热敏电阻负极输入端和所述模拟前端芯片的第一热敏电阻负极输入端与电源地连接；所述模拟前端芯片的检测电压端为所述数据采集电路的单体电池的电压输入端和所述数据采集电路的均衡控制信号输出端。在其中一个实施例中，所述控制电路包括：微处理器；所述微处理器的第一数据输入输出端为所述控制电路的第一子功率控制信号输出端；所述微处理器的第二数据输入输出端为所述控制电路的第二子功率控制信号输出端；所述微处理器的第三数据输入输出端和所述微处理器的第四数据输入输出端共同构成为所述控制电路的第一通信信号输出端和所述控制电路的第二通信信号输入端；所述微处理器的第五数据输入输出端和所述微处理器的第六数据输入输出端共同构成为所述控制电路的第一总线通信信号输入端和所述控制电路的第二总线通信信号输出端；所述微处理器的电源端与电池组电压连接，所述微处理器的模拟地端与电源地连接；所述控制电路的第一子功率控制信号输出端和所述控制电路的第二子功率控制信号输出端共同构成为所述控制电路的功率控制信号是输出端。在其中一个实施例中，所述均衡电路包括串联的n个锂电池，n为大于等于1的正整数，所述均衡电路包括n个均衡开关管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组充放电管理电路，其特征在于，所述电池组充放电管理电路包括：/n数据采集电路，配置为根据电池组的采样电流、所述电池组的温度检测信号以及多个单体电池的电压生成第一总线通信信号，并根据第二总线通信信号生成多个均衡控制信号；所述第一总线通信信号携带所述电池组的电流信息、所述电池组的温度信息以及所述多个单体电池的电压信息；/n控制电路，与所述数据采集电路连接，配置为根据所述第一总线通信信号生成所述第二总线通信信号和功率控制信号；/n功率转换控制电路，与所述控制电路连接，配置为根据所述功率控制信号调整充电电流，或根据所述功率控制信号调整放电电流；/n均衡电路，与所述数据采集电路连接，配置为根据所述多个均衡控制信号对所述多个单体电池进行电压均衡，且检测所述多个单体电池的电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池组充放电管理电路，其特征在于，所述电池组充放电管理电路包括：
数据采集电路，配置为根据电池组的采样电流、所述电池组的温度检测信号以及多个单体电池的电压生成第一总线通信信号，并根据第二总线通信信号生成多个均衡控制信号；所述第一总线通信信号携带所述电池组的电流信息、所述电池组的温度信息以及所述多个单体电池的电压信息；
控制电路，与所述数据采集电路连接，配置为根据所述第一总线通信信号生成所述第二总线通信信号和功率控制信号；
功率转换控制电路，与所述控制电路连接，配置为根据所述功率控制信号调整充电电流，或根据所述功率控制信号调整放电电流；
均衡电路，与所述数据采集电路连接，配置为根据所述多个均衡控制信号对所述多个单体电池进行电压均衡，且检测所述多个单体电池的电压。


2.如权利要求1所述的电池组充放电管理电路，其特征在于，所述电池组充放电管理电路还包括：
通信电路，与所述控制电路连接，配置为根据第一通信信号生成电量显示信号和温度显示信号以及第二通信信号，并根据所述第二通信信号与用电设备通讯，且根据所述用电设备发送的工作功率信号和所述电池组的在线状态信号生成第三通信信号；
显示组件，与所述通信电路连接，配置为根据所述电量显示信号和所述温度显示信号进行显示；
所述控制电路具体配置为根据所述第一总线通信信号生成所述第一通信信号，并根据所述第一总线通信信号和所述第三通信信号生成所述功率控制信号和所述第二总线通信信号。


3.如权利要求1所述的电池组充放电管理电路，其特征在于，所述电池组充放电管理电路还包括：
指示电路，与所述控制电路连接，配置为根据电量指示信号对所述电池组的电量进行电量指示，以及根据温度指示信号对所述电池组的温度进行指示；所述控制电路还配置为根据所述第一总线通信信号生成所述电量指示信号和所述温度指示信号。


4.如权利要求1所述的电池组充放电管理电路，其特征在于，所述电池组充放电管理电路还包括：
第一保护电路，与所述功率转换控制电路连接，配置为对所述功率转换控制电路输出的电压进行短路保护和过流保护。


5.如权利要求1所述的电池组充放电管理电路，其特征在于，所述电池组充放电管理电路还包括：
电流检测电路，与所述电池组和所述数据采集电路连接，配置为对电池组的电流进行检测以生成所述采样电流；
温度检测电路，与所述电池组和所述数据采集电路连接，配置为对所述电池组的温度进行检测以生成所述温度检测信号。


6.如权利要求1所述的电池组充放电管理电路，其特征在于，所述功率转换控制电路包括：第一控制开关、第二控制开关、第一电容、第二电容、第一电感、第一二极管以及第二二极管；
所述第一控制开关的常闭端和所述第二电容的第一端共同构成为所述功率转换控制电路的电池电压输入端和所述功率转换控制电路的充电电压输出端；
所述第一控制开关的常开端与所述第一电感的第一端和所述第一二极管的阴极连接，所述第一电感的第二端与所述第二二极管的阴极和所述第二控制开关的常闭端连接，所述第二控制开关的常开端与所述第一电容的第一端连接，所述第二电容的第二端、所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阳极以及所述第一电容的第二端与电源地连接；
所述第二控制开关的常开端与所述第一电容的第一端共同构成为所述功率转换控制电路的电池组电压输出端和所述功率转换控制电路的充电电压输入端；
所述第一控制开关的控制端为所述功率转换控制电路的第一子功率控制信号输入端；所述第二控制开关的控制端为所述功率转换控制电路的第二子功率控制信号输入端；
所述功率转换控制电路的第一子功率控制信号输入端和所述功率转换控制电路的第二子功率控制信号输入端共同构成为所述功...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂继军，张鹏，
申请(专利权)人：深圳市泽塔电源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44