一种智能单电池管理系统技术方案

本申请提出了一种智能单电池管理系统，所述智能单电池管理系统包含三个模块：智能单电池采集模块IBU、智能电池组管理模块BMU和智能电池组显示模块BDM；IBU与IBU模块之间、IBU模块与BMU模块之间都是通过无线或两个SBUS串行总线通讯方式建立通讯；BMU模块与BDM模块或者上位机通过RS485通讯方式建立通讯；有效地提高了数据采集的速度和精度，减少了工作量，且连线简单。

【技术实现步骤摘要】
一种智能单电池管理系统
本专利技术涉及电池领域，具体适用于智能单电池管理系统的测量和维护。
技术介绍
随着科学技术的进步，阀控式密封铅酸蓄电池以其重量轻、占地少、无酸雾污染等优点。阀控铅酸电池在具有突出优势的同时，存在很多不足的地方，比如：容量难以测试，对浮充电压、使用环境要求高等。这就对蓄电池测试设备提出了新的要求。因此在提高蓄电池性能、减少维护工作量的同时，如何快捷有效地检测出早期失效电池、预测蓄电池性能变化趋势已成为蓄电池运行管理的重中之重。电池组集中管理的设备虽然提高了数据采集的速度和精度，减少了工作量，但连线较多，操作复杂，有一定的安全隐患，且无法排除一线制采集时电池间连接导线产生的“过桥电压”对测量数据的影响。
技术实现思路
为解决上述技术问题至少之一，本申请提出了一种智能单电池管理系统，所述智能单电池管理系统SBMS包含三个模块：智能单电池采集模块IBU、智能电池组管理模块BMU和智能电池组显示模块BDM；IBU与IBU模块之间、IBU模块与BMU模块之间都是通过无线或两个SBUS串行总线通讯方式建立通讯；BMU模块与BDM模块或者上位机模块通过RS485通讯方式建立通讯；所述智能单电池采集模块IBU，包括电压检测单元，用于检测范围为1.2V～15V的电压；温度检测单元，用于检测温度范围为：-10℃～+85℃的温度；内阻检测单元用于内阻监测，内阻测试范围为：0～65mΩ；以及通信单元，所述通信单元用于执行数据的传输和发送，所述通信单元用于执行数据的传输和发送，采用无线方式时,其工作在频率为2.4GHz，采用有线方式时,为环路串行总线的通信；所述智能电池组管理模块BMU包括：组端电压采集单元，其用于采集0～800V，电流采集单元，其用于采集电流，采集范围:≤2000A，所述电流采集单元具有兼容分流器与开环电流传感器的硬件接口；以及存储单元，所述存储单元用于数据存储和通信单元，所述通信单元用于环路串行总线的有线通信和工作在频率为2.4GHz的无线通信；所述智能电池组显示模块BDM，用于对放电过程各项参数、曲线全程进行显示；并用于实时数据查询功能、历史数据查询、报警数据查询、运行参数设置。进一步的，所述系统中，智能单电池采集模块中的通信单元，用于将电池电压模拟量经A/D转换器变换后，以2.4GHz无线通讯或者以环路SBUS串行总线通讯将各单电池电压传送到电池组管理模块。进一步的，所述系统包括，240个IBU模块、1个BMU模块、1个BDM模块。进一步的，所述内阻检测单元，采用四线制内阻测试法。进一步的，所述温度采集单元，采用热敏电阻NTC采集温度和恒流电路进行温度采集。进一步的，首个IBU模块的通讯口T1与BMU模块的P2口连接，最后一个IBU模块的T2口与BMU模块的P1口连接；IBU模块与BMU模块形成环路通讯方式。优选的，所述上位机可以是远程云终端或PC监控机。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1采用无线通讯和环路通讯的系统构成示意图。图2智能单电池采集模块IBU工作示意图。图3单模块四线制内阻测试法原理图。图4智能电池组管理模块BMU工作示意图。图5环路接线示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，智能单电池管理系统（SBMS）包含三个模块：智能单电池采集模块（IBU）、智能电池组管理模块（BMU）、智能电池组显示模块（BDM）；整体系统最多可接入240个IBU模块、1个BMU模块、1个BDU模块。IBU与IBU模块之间、IBU模块与BMU模块之间都是通过两个SBUS通讯方式建立通讯；BMU模块与BDU或者上位机模块通过485/CAN通讯方式建立通讯。管理模块下方接口主要由：电源端口、485通讯端口、2路232通讯端口、组端电压采集端口、组端电流采集端口、1路NTC端口、2路DO端口、地址拨码开关端口组成。上方的指示灯从左到右依次为电源指示灯、串口2SBUS通讯指示灯、串口1SBUS通讯指示灯、双色485通讯指示灯、内阻测试指示灯、故障运行灯组成。如图2所示智能单电池采集模块主要功能是将电池电压模拟量经A/D转换器变换后，以环路SBUS通讯将各单电池电压传送到电池组管理模块。它的最大特点模块与电池之间、模块与模块相互之间无需复杂的连接线，安装操作非常简便。模块内高精度的16位A/D转换器可以使采样精度达到0.2%。采用自适应地址的算法，用户无需设置模块地址编码，方便用户自行安装与维护。把智能单电池采集模块按“红正黑负”的方式接到单电池正、负极柱上后，红色电源指示灯常亮，且绿色工作运行灯间歇闪烁，表明模块工作正常。如果红色指示灯不亮，请检查是否正、负极柱接反，是否与正、负极柱接触良好。确认模块与正、负极柱正确连接并接触良好后，红色指示灯还是不亮，则采用配备用模块代替该模块进行测试。如图3所示模块采用了直流内阻测试法，即给电池增加一个负载，测量由此产生的变化电压和电流，并通过电压变化值除以电流变化值计算得到电池的内阻。内阻测试采用了四线制的方法：。IBU模块温度采集采用热敏电阻NTC采集温度，NTC特性为随着温度的升高阻值变小，随着温度的降低阻值变大，电路中采用恒流电路，能够更好的保证的采集温度的准确性。电池组管理模块与显示模块通过RS485/CAN通讯接口连接，实现数据上传。在没有电池组显示模块的情况下，管理模块可通过RS485/CAN通讯接口直接与PC监控平台通讯，进行数据交互。智能单电池采集模块环路SBUS连接，各模块之间通讯可通过1根四芯排线，一端连接模块1的通讯口T1，另一端接入模块2的通讯口T2，各模块之间形成手拉手的通讯模式。管理模块环路SBUS接口可通过2根四芯排线分别连接安装在电池组第一与最后一个单体采集模块的环路通讯接口。IBU模块与BMU模块通讯连接，如图5所示，可以采用有线IBU环路通讯，单模块IBU与管理模块BMU的通讯连接方式：首个IBU模块的通讯口T1与BMU模块的P2口连接，最后一个IBU模块的T2口与BMU模块的P1口连接。IBU模块与BMU模块形成环路通讯方式。所述系统最多支持240个IBU模块与BMU模块形成环路通讯。每个IBU模块采集的信息通过通讯口传送到下个IBU模块，最后汇总到BMU模块，再通过BMU模块的485通讯接口上传到显示模块或上位机。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能单电池管理系统，其特征在于：/n所述智能单电池管理系统包含三个模块：智能单电池采集模块IBU、智能电池组管理模块BMU和智能电池组显示模块BDM； IBU与IBU模块之间、IBU模块与BMU模块之间都是通过无线或两个SBUS串行总线通讯方式建立通讯；BMU模块与BDM模块或者上位机通过RS485通讯方式建立通讯；/n所述智能单电池采集模块IBU，包括电压检测单元，用于检测范围为1.2V～15V 的电压；温度检测单元，用于检测温度范围为：-10℃～ +85℃的温度；内阻检测单元用于内阻检测，内阻测试范围为：0～65mΩ；以及通信单元，所述通信单元用于执行数据的传输和发送，采用无线方式时,其工作在频率为2.4GHz，采用有线方式时,为环路串行总线的通信；/n所述智能电池组管理模块BMU包括：组端电压采集单元，其用于采集0～800V，电流采集单元，其用于采集电流，采集范围:≤2000A，所述电流采集单元具有兼容分流器与开环电流传感器的硬件接口，存储单元，所述存储单元用于数据存储，以及通信单元，执行数据的传输和发送，采用无线方式时,其工作在频率为2.4GHz，采用有线方式时,为环路串行总线的通信；/n所述智能电池组显示模块BDM，用于对放电过程各项参数、曲线全程进行显示；及实时数据查询、历史数据查询、报警数据查询和运行参数设置；/n所述上位机用于信息的备份或远程传输。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能单电池管理系统，其特征在于：
所述智能单电池管理系统包含三个模块：智能单电池采集模块IBU、智能电池组管理模块BMU和智能电池组显示模块BDM；IBU与IBU模块之间、IBU模块与BMU模块之间都是通过无线或两个SBUS串行总线通讯方式建立通讯；BMU模块与BDM模块或者上位机通过RS485通讯方式建立通讯；
所述智能单电池采集模块IBU，包括电压检测单元，用于检测范围为1.2V～15V的电压；温度检测单元，用于检测温度范围为：-10℃～+85℃的温度；内阻检测单元用于内阻检测，内阻测试范围为：0～65mΩ；以及通信单元，所述通信单元用于执行数据的传输和发送，采用无线方式时,其工作在频率为2.4GHz，采用有线方式时,为环路串行总线的通信；
所述智能电池组管理模块BMU包括：组端电压采集单元，其用于采集0～800V，电流采集单元，其用于采集电流，采集范围:≤2000A，所述电流采集单元具有兼容分流器与开环电流传感器的硬件接口，存储单元，所述存储单元用于数据存储，以及通信单元，执行数据的传输和发送，采用无线方式时,其工作在频率为2.4GHz，采用有线方式时,为环路串行总线的通信；
所述智能电池组显示模块BDM，用于对放电过程各项参数、曲线全程进行显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢建江，徐剑虹，杨洋，王浩，郑益，
申请(专利权)人：杭州高特电子设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33