一种电池并联管理系统的制作方法

1.本实用新型属于车辆电池管理技术领域，特别涉及一种电池并联管理系统。


背景技术：

2.随着人们对电动车续航里程的要求越来越高，相应的，车辆制造商对于电动摩托车或者电动三轮车的电池电量配置越来越高，但是车辆配置的电量高了以后(例如配制4kwh的锂电池)，电池重量过重。过重的电池显然不便于把电池从车上拿下来充电。那么当电池重量过大的时候，在总电量不变的前提下，可以把电池分成两个或多个独立的小电池组，这样只要分配得当，每个独立的电池组(单元)重量可以做的比较轻，从而实现便携充电，即将独立的几个电池组从车上拿下来分别充电。
3.把一个大的电池组分为几个独立的小电池单元，每个单元重量比较轻，可以方便的拿下来充电。但是，这样以来，就存在两个问题：一是在放电时，两组电池单元并联时，如果两组电池的电量不一致，会出现电量高的给电量低的充电，这是不允许出现的情况，还有可能出现电量低的电池过放电等问题，二是，对于两个并联的电池单元来说，当在车上对电池进行充电时，由于两组电池单元并联，如果两组电池单元的电量不一致，特别是在极端的情况下，当一组满电，而另一组电量为空的时候，也会出现满电的电池过充的问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种电池并联管理系统。用于实现当多个并联电池的输出电压差异较大时，可以对每个电池的输出电压进行调节，使其均处于预设的电压要求范围内，这样多个不同电压的电池可以直接并联使用。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种电池并联管理系统，包括若干电池组，所述系统还包括电池并联管理模块；
7.所述电池并联管理模块包括放电开关组和充电开关组；所述电池组的正极一路分别与放电开关组中每个放电开关的正向输入端相连，另外一路分别与充电开关组的反向输入端相连；且放电开关组中所有放电开关的反向输出端连接在一起作为所述电池并联管理模块的放电输出正极；充电开关组中所有充电开关的正向输入端连接在一起作为所述电池并联管理模块的充电输入正极；所述电池组的负极均连接在一起作为所述池并联管理模块放电输出负极或者充电输入负极。
8.进一步的，所述电池组的数量等于所述放电开关的数量；且所述放电开关的数量等于所述充电开关的数量。
9.进一步的，所述放电开关采用第一二极管，所述充电开关采用第二二极管时；
10.所述电池组的正极一路均连接至第一二极管的阳极；且另外一路均连接至第二二极管的阴极；
11.所述第一二极管的阴极均连接至一起作为所述电池并联管理模块的放电输出正极；所述第二二极管的阳极均连接至一起作为所述电池并联管理模块的充电输入正极；
12.所述电池组的负极均连接在一起作为所述池并联管理模块放电输出负极或者充电输入负极。
13.进一步的，所述放电开关采用第一n沟道mos管，所述充电开关采用第二n沟道mos管时；
14.所述电池组的正极一路均连接至第一n沟道mos管的漏极；且另外一路均连接至第二n沟道mos管的源极；
15.所述第一n沟道mos管的栅极与漏极相连；所述第一n沟道mos管的源极均连接至一起作为所述电池并联管理模块的放电输出正极；
16.所述第二n沟道mos管的的栅极与漏极相连；所述第二n沟道mos管的漏极均连接至一起作为所述电池并联管理模块的充电输入正极；所述电池组的负极均连接在一起作为所述池并联管理模块放电输出负极或者充电输入负极。
17.进一步的，所述第一n沟道mos管的栅极与漏极相连具体为：所述第一n沟道mos管的栅极和漏极之间通过电阻连接；
18.所述第二n沟道mos管的的栅极与漏极相连具体为：所述第二n沟道mos管的栅极和漏极之间通过电阻连接。
19.进一步的，所述放电开关采用第一n沟道mos管，所述充电开关采用第二n沟道mos管，且所述电池并联管理系统包括控制模块；
20.所述控制模块的输入端与电池组的正极和负极均通信连接；所述控制模块的输出端分别连接至第一n沟道mos管的栅极和第二n沟道mos管的栅极；
21.所述电池组的正极一路连接至第一n沟道mos管的漏极，另外一路连接至第二n沟道mos管的源极；所述第一n沟道mos管的的源极均连接至一起作为所述电池并联管理模块的放电输出正极；所述第二n沟道mos管的的漏极均连接至一起作为所述电池并联管理模块的充电输入正极；所述电池组的负极均连接在一起作为所述池并联管理模块放电输出负极或者充电输入负极。
22.进一步的，所述通信连接的方式采用无线通信或者有线连接。
23.进一步的，所述控制模块采用具有输入输出功能的可编辑芯片；且所述可编辑芯片的输出引脚数量等于放电开关的数量。
24.发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
25.本实用新型提出了一种电池并联管理系统，包括若干电池组，系统还包括电池并联管理模块；电池并联管理模块包括放电开关组和充电开关组；电池组的正极一路分别与放电开关组中每个放电开关的正向输入端相连，另外一路分别与充电开关组的反向输入端相连；且放电开关组中所有放电开关的反向输出端连接在一起作为所述电池并联管理模块的放电输出正极；充电开关组中所有充电开关的正向输入端连接在一起作为所述电池并联管理模块的充电输入正极；电池组的负极均连接在一起作为池并联管理模块放电输出负极或者充电输入负极。本实用新型中充电开关和放电开关均可采用二极管、mos管，还可以设置控制模块。本实用新型能够实现在放电过程中，当电池组电量不一致时，并联控制器会把电量低的电池组输出关闭，只让电量高的电池放电，随着放电的进行，电量高的电池组电量逐步降低，当所有电池电量一致时，并联控制器再接通低电量的电池组，使两组电池同时放
电；在充电过程中，当所有电池电量不一致时，并联控制器会把电量高的电池组充电输入关闭，只让电量低的电池组充电，随着充电的进行，电量低的电池组电量逐步升高，当所有电池组电量一致时，并联控制器再接通高电量的电池组，使所有电池组同时充电。所以本实用新型实现了多个并联电池的输出电压差异较大时，可以对每个电池的输出电压进行调节，使其均处于预设的电压要求范围内，这样多个不同电压的电池可以直接并联使用。
附图说明
26.如图1为本实用新型实施例1一种电池并联管理系统的第一种电路连接示意图；
27.如图2为本实用新型实施例2一种电池并联管理系统的第二种电路连接示意图；
28.如图3为本实用新型实施例3一种电池并联管理系统的第三种电路连接示意图。
具体实施方式
29.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
30.实施例1
31.本实用新型实施例1提出了一种电池并联管理系统，包括若干电池组，系统还包括电池并联管理模块；
32.电池并联管理模块包括放电开关组和充电开关组；电池组的正极一路分别与放电开关组中每个放电开关的正向输入端相连，另外一路分别与充电开关组的反向输入端相连；且放电开关组中所有放电开关的反向输出端连接在一起作为电池并联管理模块的放电输出正极；充电开关组中所有充电开关的正向输入端连接在一起作为电池并联管理模块的充电输入正极；电池组的负极均连接在一起作为所述池并联管理模块放电输出负极或者充电输入负极。
33.电池组的数量等于放电开关的数量；且放电开关的数量等于充电开关的数量。
34.本实用新型实施例1采用两个电池组进行说明，本实用新型保护的范围不局限于实施例1中列出的范围，避免两组电池互充以及其中一组过充或过放的情况。在放电过程中，当两组电池电量不一致时，并联控制器会把电量低的那一组输出关闭，只让电量高的那一组电池放电，随着放电的进行，电量高的电池组电量逐步降低，当两组电池电量一致时，并联控制器再接通低电量的电池组，使两组电池同时放点；在充电过程中，当两组电池电量不一致时，并联控制器会把电量高的那一组充电输入关闭，只让电量低的那一组电池充电，随着充电的进行，电量低的电池组电量逐步升高，当两组电池电量一致时，并联控制器再接通高电量的电池组，使两组电池同时充电。
35.如图1为本实用新型实施例1一种电池并联管理系统的第一种电路连接示意图；
36.放电开关采用第一n沟道mos管，所述充电开关采用第二n沟道mos管，且所述电池
并联管理模块包括控制模块；
37.控制模块的输入端与电池组的正极和负极均通信连接；控制模块的输出端分别连接至第一n沟道mos管的栅极和第二n沟道mos管的栅极；
38.电池组的正极一路连接至第一n沟道mos管的漏极，另外一路连接至第二n沟道mos管的源极；第一n沟道mos管的的源极均连接至一起作为电池并联管理模块的放电输出正极；第二n沟道mos管的的漏极均连接至一起作为电池并联管理模块的充电输入正极；电池组的负极均连接在一起作为池并联管理模块放电输出负极或者充电输入负极。
39.由于mos是单向导通元器件，无论mos处于导通还是关断状态，两组电池间均可以实现电路隔离，即两组电池之间不会发生互充现象。
40.本实施例1实现放电时的工作过程为：
41.当并联的两组电池13、14同时放电时，控制单元5分别通过通讯线10、11与13、14进行通讯，电池13、14会将自身的电压、电流、电量(soc)、温度等信息通过通讯线10、11给控制单元5。
42.控制单元5通过分析判断，分别输出信号6、9给两个放电mos，即图中2和3，使放电mos(2、3)导通。
43.当电池13电量比电池14电量高时，控制单元只输出信号6给mos2，控制电池13放电，同时不输出信号9给mos3，即mos3处于不导通状态，这样电池13放电的同时，电池14不放电，待电池13的电量放到与电池14一致时，控制单元5同时输出信号6、9，使得mos2和mos3同时导通，达到两组电池13和14均衡放电的目的。
44.当电池14比电池13电量高时，控制单元只输出信号9给mos3，控制电池14放电，同时不输出信号6给mos2，即mos2处于不导通状态，这样电池14放电的同时，电池13不放电，待电池14的电量放到与电池13一致时，控制单元5同时输出信号6、9，使得mos2和mos3同时导通，达到两组电池13和14均衡放电的目的。
45.当电池出现故障时，控制单元5可以同时关断mos2和mos3，达到保护电路的目的。
46.当只有一组电池时，mos2和mos3会只导通其中一个，车辆仍然可以正常行驶。
47.本实施例1实现充电时的工作过程为
48.当并联的两组电池13、14同时充电时，控制单元5分别通过通讯线10、11与13、14进行通讯，电池13、14会将自身的电压、电流、电量(soc)、温度等信息通过通讯线10、11非给控制单元5。控制单元5通过分析判断，分别输出信号7、8给两个充电mos(图中1、4)，使放电mos(1、4)导通。
49.当电池13电量比电池14电量高时，控制单元只输出信号8给mos4，控制电池14充电，同时不输出信号7给mos1、即mos1处于不导通状态，这样电池14充电的同时，电池13不充电，待电池14的电量充到与电池13一致时，控制单元5同时输出信号7、8，使得mos1和mos4同时导通，达到两组电池13和14均衡充电的目的。
50.当电池14比电池13电量高时，控制单元只输出信号7给mos1，控制电池13充电，同时不输出信号8给mos4、即mos4处于不导通状态，这样电池13充电的同时，电池14不充电，待电池13的电量充到与电池14一致时，控制单元5同时输出信号7、8，使得mos1和mos4同时导通，达到两组电池13和14均衡充电的目的。
51.当电池出现故障时，控制单元5可以同时关断mos1和mos4，达到保护电路的目的。
52.当只有一组电池时，mos1和mos4会只导通其中一个，车辆仍然可以正常充电。
53.本实用新型实施例1中通信连接的方式采用无线通信或者有线连接；无线通信的方式包括485通讯、can通讯、232通讯或者蓝牙等。
54.控制模块采用具有输入输出功能的可编辑芯片；且可编辑芯片的输出引脚数量等于放电开关的数量。
55.实施例2
56.本实用新型实施例2在实施例1的基础上，提供了不需要采用控制和通讯的电路。如图2为本实用新型实施例2一种电池并联管理系统的第二种电路连接示意图；
57.放电开关采用第一n沟道mos管，充电开关采用第二n沟道mos管时；
58.电池组的正极一路均连接至第一n沟道mos管的漏极；且另外一路均连接至第二n沟道mos管的源极；
59.第一n沟道mos管的栅极与漏极相连；第一n沟道mos管的源极均连接至一起作为电池并联管理模块的放电输出正极；
60.第二n沟道mos管的的栅极与漏极相连；第二n沟道mos管的漏极均连接至一起作为电池并联管理模块的充电输入正极；电池组的负极均连接在一起作为池并联管理模块放电输出负极或者充电输入负极。
61.当并联的两组电池13、14同时放电时，mos2和mos3的控制端6和9得电，使得mos2和mos3同时导通，达到两组电池在电气隔离的条件下同时放电的目的。
62.当只有一组电池时，mos2和mos3会只导通其中一个，车辆仍然可以正常行驶。
63.当并联的两组电池13、14同时充电时，mos1和mos4的控制端7和8得电，使得mos1和mos4同时导通，达到两组电池在电气隔离的条件下同时充电的目的。
64.当只有一组电池时，mos1和mos4会只导通其中一个，车辆仍然可以正常充电。
65.实施例3
66.发明实施例3在实施例2的基础上，提供了采用二极管的电路。如图3为本实用新型实施例3一种电池并联管理系统的第二种电路连接示意图；由于二极管是单向导通元器件，本电路用二极管实现了两组电池间的电路隔离，即两组电池之间不会发生互充现象。
67.放电开关采用第一二极管，充电开关采用第二二极管；
68.电池组的正极一路均连接至第一二极管的阳极；且另外一路均连接至第二二极管的阴极；
69.第一二极管的阴极均连接至一起作为电池并联管理模块的放电输出正极；第二二极管的阳极均连接至一起作为电池并联管理模块的充电输入正极；
70.电池组的负极均连接在一起作为池并联管理模块放电输出负极或者充电输入负极。
71.在电池并联管理模块内，分别设置有1、2、3、4四个单向导通的大功率二极管，在电池放电时，二极管2和二极管3导通，实现两组电池(电池组a和电池组b)同时放电，由于二极管单向导通的特性，电池组a和电池组b之间实现了隔离，两组电池不会互相充电。当只有一组电池时，二极管2和二极管3会只导通其中一个，车辆仍然可以正常行驶。
72.在给电池充电时，二极管1和二极管4导通，实现两组电池(电池组a和电池组b)同时充电，由于二极管单向导通的特性，电池组a和电池组b之间实现了隔离，两组电池不会互
相充电。当只有一组电池时，二极管1和二极管4会只导通其中一个，车辆仍然可以正常充电。
73.本实用新型以两个电池组为例进行说明，本实用新型可以实现了多个并联电池的输出电压差异较大时，可以对每个电池的输出电压进行调节，使其均处于预设的电压要求范围内，这样多个不同电压的电池可以直接并联使用。
74.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。