一种后备电源系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种后备电源系统，包括电池模块、电池管理单元、中控系统以及负载或充电装置，其中，电池模块为负载提供电力供应，充电装置对电池模块进行充电，电池管理单元用于采集电池模块的采样信号，并通过逻辑判断，输出指示信号至中控系统，中控系统根据指示信号，控制负载或者充电装置的通断。上述电池管理单元包括采样模块、保护芯片组、至少一个信号隔离传输模块以及第一信号级联端子和第二信号级联端子。本实用新型专利技术提供的后备电源，电路结构简单，设计容易，开发周期短，可以实现多个模块之间的级联，提高的拓展性能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电池保护领域，尤其涉及一种带有保护电路的电源系统。
技术介绍
在信息化时代，电信、金融等行业所用的许多电器设备均不允许电カ供应中断的情况发生，为了保证在动カ电突然掉电时仍然能使正在工作的设备保持较长时间的电力供应顺畅，业界通常用二次电池作为系统的后备电源系统，配置标准时间或“长延吋”的后备电源来保证系统的正常使用。以前用作后备电源的铅酸电池存在体积庞大，不便于搬运的不利之处外，还因为环境污染大和成本优势不断縮小，已经逐步被环境友好型的锂离子电池或动カ电池替代， 所以现在一般采用锂离子电池或动カ电池作为后备电源。锂离子电池或动カ电池具有体积小，容量密度高、循环寿命长，便于携运，绿色环保等突出优点，正得到越来越广泛的应用。然而，在对锂离子电池或动カ电池进行充电时，如果电池不加充电保护，将可能发生过充电情況，导致电池内压升高，可能发生电池发鼓、漏液等不良现象，严重时甚至可能导致电池爆炸或者着火，危及人生安全；在锂离子电池或动カ电池对负载进行放电时，如果电池不加放电保护，电池的放电电压将低于电池的下限值,甚至放电至零伏电压,发生过放电情况，令电池的容量特性劣化，从而导致放电时间越来越短，缩短电池的使用寿命。电池保护电路正是为了避免上述的电池过充电或过放电情况的发生，提高电池的使用寿命和安全性能。一般的，单个电池用单节保护芯片进行保护，当多个电池串联使用时，需要同等数目的保护芯片进行保护，一方面成本过高，另ー方面扩展元件过多，外围电路连接过于复杂，影响系统集成，可拓展性较差。传统的保护方案还包括单片机控制方案，优点在于控制灵活，缺点在于设计难度大，开发周期长，成本高。
技术实现思路
本技术为解决现有技术中多串电池保护电路设计难度大，开发周期长，成本高，外围电路连接复杂，可拓展性差等技术问题，提供一种保护电路设计简単，开发周期短，成本低，电路简单，拓展性较好的后备电源系统。—种后备电源系统，包括电池模块、电池管理单兀、中控系统以及负载或充电装置，所述电池模块为负载提供电カ供应，所述充电装置对电池模块进行充电，所述电池管理単元用于采集电池模块的采样信号，并通过逻辑判断，输出指示信号至中控系统，所述中控系统根据电池管理単元传递的指示信号，控制负载或充电装置的通断。其中，所述电池管理単元包括采样模块、保护芯片组、至少ー个信号隔离传输模块以及第一信号级联端子和第二信号级联端子，所述采样模块用于采集电池模块的采样信号，所述保护芯片组接收来自采样模块的采样信号，并传送给信号隔离传输模块，所述第一信号级联端子接收信号隔离传输模块输出的指示信号，并通过第二信号级联端子传送至中控系统。进ー步，上述保护芯片组包括首保护芯片、中间保护芯片以及尾保护芯片，所述首保护芯片接收从与之对应的多串电池包采集到的采样信号，并且输出信号至下一保护芯片；所述中间保护芯片接收从与之对应的多串电池包采集到的采样信号，接收上一保护芯片的输出信号，并且输出信号至下一保护芯片；所述尾保护芯片接收从与之对应的多串电池包采集到的采样信号，并接收上一保护芯片的输出信号，其输出端通过信号隔离传输模块与第一信号级联端子的输入端相连接。优选地，所述采样信号为电压信号、温度信号或电流信号的ー种或几种。进ー步，所述采样模块包括电压采样模块、温度采样模块或电流采样模块的ー种或几种，所述电压采样模块用于采集电池模块的电压信号，所述温度采样模块用于采集电池模块的温度信号，所述电流采样模块用于采集电池模块的电流信号。 进一歩，所述采样模块还包括电压采样接ロ、温度采样接ロ或电流采样接ロ的一种或几种；电压采样模块采集到的电压信号通过所述电压采样接ロ传送至保护芯片组，温度采样模块采集到的温度信号通过所述温度采样接ロ传送至保护芯片组，电流采样模块采集到的电流信号通过所述电流采样接ロ传送至保护芯片组。优选地，所述后备电源系统还包括保险丝，所述保险丝串联在电池模块与负载或充电装置形成的回路上。优选地，所述后备电源系统还包括一个正极端子和一个负极端子，所述正极端子串联在电池模块的正极与负载或充电装置之间，所述负极端子串联在电池模块的负极与负载或充电装置之间。优选地，所述信号隔离传输模块包括过充信号隔离传输模块和/或放电信号隔离模块。采用本技术提出的后备电源，其电路结构简洁，降低了电路设计的复杂度，开发周期短，设计简单，成本低，同时可以实现多个模块之间的级联，提高了拓展性能，特别适合应用于通信电池。附图说明图I是本技术提供的后备电源系统总体框图。图2是电池管理单元电路图。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一歩详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本实施例提供了ー种后备电池系统，如图I所示，包括电池模块I、电池管理单元2、中控系统3、负载4、正极端子5、负极端子6以及保险丝7。电池模块I为整个电源系统提供电カ供应；电池管理単元2对电池模块I进行采样，获得采样信号并进行逻辑判断，将结果输出至中控系统3 ;中控系统3根据电池管理単元2传递的指示信号，控制负载4的通断；正极端子5与负极端子6将电池模块I提供的电能输出到负载4 ;保险丝7为电源系统提供安全保障；本实施例中使用的是负载4，如果电源系统处于充电的状态，负载4也可以更换为充电装置。如图I和图2所示在本实施例中，电池模块I由4个4串电池包If 14组成，在不同的电路设计中，可以根据不同的要求，对电池包的个数以及电池包中单体电池的个数进行相应的调整。上述电池管理単元2包括采样模块21、保护芯片组22、第一信号级联端子231、第ニ信号级联端子232、过充信号隔离传输模块241以及过放信号隔离传输模块242。采样模块21包括电压米样模块(未不出)、温度米样模块(未不出)、电流米样模块211、电压米样接ロ 212、温度采样接ロ 213以及电流采样接ロ 214，采样模块21主要用于对电池模块I的相关信号进行采集，然后经采样接ロ将采集到的信号传送至保护芯片组22。本实施例中，保护芯片组22包括4节保护芯片275，也就是首保护芯片；4节保护芯片276和4节保护芯片277，即为中间保护芯片；4节保护芯片278，即为尾保护芯片。保 护芯片组22完成对采样信号的检测，并输出相关信号至过充信号隔离传输模块241以及过放信号隔离传输模块242。具体电路连接，如图I和图2所示4串电池包11的正极端110与保险丝7的一端71连接，4串电池包11的负极端111与4串电池包12的正极端120连接，4串电池包11的电压信号端112与电压采样接ロ212的输入端212_IN连接，4串电池包11的温度信号端113与温度采样接ロ 213的输入端213_IN 连接。4串电池包12的正极端120与4串电池包11的负极端111连接，4串电池包12的负极端121与4串电池包13的正极端130连接，4串电池包12的电压信号端122与电压采样接ロ 212的输入端212_IN连接，4串电池包12的温度信号端123与温度采样接ロ 213的输入端213_IN连接。4串电池包13的正极端130与4串电池包12的负极端121连接，4串电池包1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种后备电源系统，包括电池模块、电池管理単元、中控系统以及负载或充电装置，所述电池模块为负载提供电カ供应，所述充电装置对电池模块进行充电，所述电池管理单元用于采集电池模块的采样信号，并通过逻辑判断，输出指示信号至中控系统，所述中控系统根据电池管理単元传递的指示信号，控制负载或充电装置的通断；其特征在于 所述电池管理単元包括采样模块、保护芯片组、至少ー个信号隔离传输模块以及第一信号级联端子和第二信号级联端子，所述采样模块用于采集电池模块的采样信号，所述保护芯片组接收来自采样模块的采样信号，并传送给信号隔离传输模块，所述第一信号级联端子接收信号隔离传输模块输出的指示信号，并通过第二信号级联端子传递至中控系统。2.如权利要求I所述的后备电源系统，其特征在于所述保护芯片组包括首保护芯片、中间保护芯片以及尾保护芯片，所述首保护芯片接收从与之对应的多串电池包采集到的采样信号，并且输出信号至下一保护芯片；所述中间保护芯片接收从与之对应的多串电池包采集到的采样信号，接收上一保护芯片的输出信号，并且输出信号至下一保护芯片；所述尾保护芯片接收从与之对应的多串电池包采集到的采样信号，并接收上一保护芯片的输出信号，其输出端通过信号隔离传输模块与第一信号级联端子的输入端相连接。3.如权利要求2所述的后备电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭旭，李明星，代祥军，
申请(专利权)人：深圳市比亚迪锂电池有限公司，
类型：实用新型
国别省市：