专利名称：一种电池管理均衡系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池管理系统设计和应用技术领域，特别提供了一种电池管理均衡系统。
背景技术：
随着经济发展的能源问题日益突出，人们保护环境意识的逐步增强，大力发展风能，太阳能等清洁能源。存储能源，为电动汽车，或需要电池最为常规或备用能源的场合逐渐增加，二次电池的管理问题逐渐出现，其中由于电池的生产技术带来的电池一致性差、不均衡的问题始終困扰着电池的生产者和电池的使用者。以往也出现过各种各样的二次电池主动和被动均衡方法，但是大多因为需要大量的开关器件及控制信号，或控制复杂、成本较高，使得均衡系统的实施非常复杂，以致难以实现。
人们迫切希望获得ー种技术效果良好的电池管理均衡系统。
发明内容
本发明的目的是提供ー种技术效果良好的电池管理均衡系统。本发明ー种电池管理均衡系统，用于和电池或电池组相连接并辅助其工作；其特征在于其由下述几部分构成电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4、电池系统取电模块5、信号隔离模块6、控制器模块7、控制器部分电源8、选配控制単元9 ;其中所述电池或电池组分别与电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池系统取电模块5相连接；低成本隔离充电器2和充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3连接；充电控制模块4还连接着电池系统取电模块5 ；电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4三者分别通过信号隔离模块6与控制器模块7连接；控制器部分电源8与控制器模块7连接；信号隔离模块6具体是采用隔离或者非隔离方式工作的装置。本发明所述电池管理均衡系统，还包含下述内容要求所述电池管理均衡系统满足下述要求之一或其组合其一，电池状态获取模块I具体是下述几种之ー或其组合电池检测芯片、CAN数据总线、RS485数据总线；其ニ，所述电池选择模块及均衡接ロ 3满足下述要求其具有至少ー根行连接线和至少ー根列连接线，每个行连接线和列连接线都设置有ー个控制开关，控制开关的ー侧连接着一根行连接线或者列连接线，控制开关的另ー侧连接电池选择模块及均衡接ロ 3的正极或负极；所述控制开关通过信号隔离模块6采用隔离或非隔离方式连接着控制器模块7 ；其三，低成本隔离充电器2具有原边和副边，其中原边与电池选择模块及均衡接ロ 3相连接，副边通过配合电路与电池或电池组并联；原边与副边之间是相互隔离的；副边的配合电路是具有辅助充电和电流切断功能的装置；电池选择模块及均衡接ロ 3的行连接线或列连接线与用于规划电池矩阵的低成本隔离充电器2的原边的一端相连接，列连接线或行连接线与低成本隔离充电器2的原边的另一端相连接；其四，所述电池选择模块及均衡接ロ 3具体采用行列开关控制其选择的模式，大量減少了开关的使用数量和控制信号，开关器件使用数量等于所规划的行数加上所规划的列数，可以同时选择多行多列的电池进行充电；所述充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3的均衡接ロ连接着被均衡管理的电池或电池组的2 ；其五，低成本隔离充电器2的原边产生一定频率和宽度的脉冲波，能将电量传递给被均衡的电池或电池组以达到主动均衡目的，此模块由电池系统取电模块5为其提供充 电电源；其六，所述电池系统取电模块5连接电池或者电池组的总正和总负，将电池系统的电源转换以便供下述几部分使用电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4使用；其七，所述信号隔离模块6连接电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4和控制器模块7，以便建立电器隔离的数据或控制通道；②信号隔离模块6为选配模块，当不采用此模块时控制器模块7直接与电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4相连接。其八，所述控制器部分电源8，选配控制単元9具体是为控制器模块7和与其之间相连的“其他模块”提供电源的电源模块，所述的“其他模块”具体是以下几种之一是数据存储模块，电池温度控制模块，电池保护模块，温度采集模块和通讯模块。控制器模块7承担主动和被动均衡的控制算法程序的计算运行和管理功能，其控制功能有下述各个功能模块承担①串联中的单块或组电池状态信息获取程序；②主动或被动均衡判断程序；③电池选择控制程序；④主动充电、被动放电均衡控制程序；⑤其他模块和配套控制程序。所述串联中的电池状态信息获取程序，具体的连接和工作方式要求满足下述两者之一其一，直接与电池相连的采集电路采集获取，其ニ，通过数据总线通讯获取电池的电压数据为，用以提供所需的电池电压、温度、编号、位置等数据；所述主动或被动均衡判断程序满足下述要求之一或其组合能够根据电池的电压和SOC值判断是否要对其进行均衡；能够选择对其进行主动充电均衡或者是被动放电均衡；程序循环判断所有电池是否需要均衡，将需要均衡的电池编号、位置、电压等信息、均衡方式、均衡目标交给④主动、被动均衡控制程序。所述主动充电、被动放电均衡控制程序根据主动或被动均衡判断程序提供的电池编号位置信息进行计算得出电池位置的行列信息，使用电池选择控制程序，控制硬件3电池选择模块及均衡接ロ，选择出相应的电池连接至均衡接ロ，对其进行主动充电均衡，并循环检测被均衡电池电压来判断是否结束均衡操作。所述的其他模块和配套控制程序中包含有保证程序正常运行所允许的硬件驱动程序模块，和其他程序模块。系统的各个模块可以集成于原有的电池管理系统当中，与原有的电池管理系统类似的模块进行合井。本发明采用电池状态获取模块，低成本隔离充电器，电池选择模块及均衡接ロ，充电控制模块，电池系统的取电模块等，行列控制模式大量減少了开关数量和系统连线，大大降低了系统复杂程度，易于实施，是ー种均衡系统的新方法。
下面结合附图及实施方式对本发明作进ー步详细的说明图I为本发明系统的框图；图2为本发明系统的低成本隔离充电器与电池连接图；图3为本发明系统的电池选择模块及均衡接ロ图；图4为本发明系统的充电控制模块图；图5为本发明系统电池系统的取电模块；图6为本发明系统电池系统的控制程序流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体模块进行详细描述图I为本电池管理主动均衡系统的总体结构框图，其中包括电池状态获取模块，低成本隔离充电器，电池选择模块及均衡接ロ，充电控制模块，电池系统的取电模块，信号隔离模块，控制器模块，控制器部分电源，数据存储模块，电池温度控制模块，电池保护模块，温度采集模块和通讯模块等选配控制単元。图2为本电池管理主动均衡系统的低成本隔离充电器与电池的连接图，正输出端4与电池的正极相连接，负输出端2与电池的负极相连接。其中输出端2，4与输入端1，3是电器隔离的。图3为本电池管理主动均衡系统的低成本隔离充电器与电池选择模块及均衡接ロ的连接图，输入端I与行开关输出线连接，输入端3与列开关输出线连接，并且输入端1，3可以对调。图4为本电池管理主动均衡系统的充电控制模块图，其中功率开关Ql的输出端与均衡接ロ的一端相连，均衡接ロ的另一端与电池系统取电模块的负输出端或GND相连,功率开关Ql的输入端与电池系统取电模块的正输出相连，Ql的控制端与比较器U5的7脚相连接，比较器U5的正输入端输入三角波，U5的负输入端接DA转换器的输出端。图5为本系统的电池系统的取电模块，电池系统电源经过熔断器Fl与Cl并联在于LI输入端并联，LI的输出端经过整流电路BRl和C2滤波，整流桥的正输出端连接Dl的阳极，Dl的阴极与D2的阴极相连，整流桥的负输出端连接控制器Ul的S引脚，控制器Ul的D引脚与D2的阳极相连，Dl的阳极和Dl的阳极分别连接Tl的I脚和2脚，Tl的3脚经过整流ニ极管D4与C6的一端相连，Tl的4脚与C6的另一端相连，并连接控制器Ul的S引脚。C6与ニ极管相连接的部分还与U2的I脚相连接，U2的2脚经过R4连接C7的正极，C7的负极与Ul的S端相连。Tl的引脚8经过ニ极管D3与C3的正极相连，Tl的引脚6与C3的负极相连，C3的正极还与Rl，L2的一端相连，L2的另一端连接C4的正极，C4的负极连接C3的负极。Rl的另一端连接U2的引脚4，U2的引脚3连接C5的一端和U3的引脚3，C4的正极连接经过R2连接C5的另一端和U3的引脚1，引脚I经过R3与U3的引脚2相连，U3的引脚2连接C4的负端，最终以电容C4作为总的输出端。图6为本发明系统的主要控制流程图，程序可以同时选同多行多列的电池，同时进行均衡操作。本系统的控制器采用32位汽车级控制器，配合电源稳压电路，通讯电路，数据存储电路，电池保护模块，温度采集模块等辅助模块完善其功能还性能，为电池管理的主动均衡提供了新的实施方法。实施例I 一种电池管理均衡系统，用于和电池或电池组相连接并辅助其工作；其由下述几部分构成电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4、电池系统取电模块5、信号隔离模块6、控制器模块7、控制器部分电源8、选配控制単元9 ;其中所述电池或电池组分别与电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池系统取电模块5相连接；低成本隔离充电器2和充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3连接；充电控制模块4还连接着电池系统取电模块5 ；电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4三者分别通过信号隔离模块6与控制器模块7连接；控制器部分电源8与控制器模块7连接；信号隔离模块6具体是采用隔离或者非隔离方式工作的装置。所述电池管理均衡系统满足下述要求的组合其一，电池状态获取模块I具体是下述几种之ー或某种组合电池检测芯片、CAN数据总线、RS485数据总线；其ニ，所述电池选择模块及均衡接ロ 3满足下述要求其具有至少ー根行连接线和至少ー根列连接线，每个行连接线和列连接线都设置有ー个控制开关，控制开关的ー侧连接着一根行连接线或者列连接线，控制开关的另ー侧连接电池选择模块及均衡接ロ 3的正极或负极；所述控制开关通过信号隔离模块6采用隔离或非隔离方式连接着控制器模块7 ；其三，低成本隔离充电器2具有原边和副边，其中原边与电池选择模块及均衡接ロ 3相连接，副边通过配合电路与电池或电池组并联；原边与副边之间是相互隔离的；副边的配合电路是具有辅助充电和电流切断功能的装置；电池选择模块及均衡接ロ 3的行连接线或列连接线与用于规划电池矩阵的低成本隔离充电器2的原边的一端相连接，列连接线或行连接线与低成本隔离充电器2的原边的另一端相连接；其四，所述电池选择模块及均衡接ロ 3具体采用行列开关控制其选择的模式，大量減少了开关的使用数量和控制信号，开关器件使用数量等于所规划的行数加上所规划的列数，可以同时选择多行多列的电池进行充电； 所述充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3的均衡接ロ连接着被均衡管理的电池或电池组的2 ；其五，低成本隔离充电器2的原边产生一定频率和宽度的脉冲波，能将电量传递给被均衡的电池或电池组以达到主动均衡目的，此模块由电池系统取电模块5为其提供充电电源；其六，所述电池系统取电模块5连接电池或者电池组的总正和总负，将电池系统的电源转换以便供下述几部分使用电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4使用； 其七，所述信号隔离模块6连接电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4和控制器模块7，以便建立电器隔离的数据或控制通道；②信号隔离模块6为选配模块，当不采用此模块时控制器模块7直接与电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4相连接。其八，所述控制器部分电源8，选配控制単元9具体是为控制器模块7和与其之间相连的“其他模块”提供电源的电源模块，所述的“其他模块”具体是以下几种之一是数据存储模块，电池温度控制模块，电池保护模块，温度采集模块和通讯模块。控制器模块7承担主动和被动均衡的控制算法程序的计算运行和管理功能，其控制功能有下述各个功能模块承担①串联中的单块或组电池状态信息获取程序；②主动或被动均衡判断程序；③电池选择控制程序；④主动充电、被动放电均衡控制程序；⑤其他模块和配套控制程序。所述串联中的电池状态信息获取程序，具体的连接和工作方式要求直接与电池相连的采集电路采集获取，用以提供所需的电池电压、温度、编号、位置等数据；所述主动或被动均衡判断程序满足下述要求的组合能够根据电池的电压和SOC值判断是否要对其进行均衡；能够选择对其进行主动充电均衡或者是被动放电均衡；程序循环判断所有电池是否需要均衡，将需要均衡的电池编号、位置、电压等信息、均衡方式、均衡目标交给主动、被动均衡控制程序。所述主动充电、被动放电均衡控制程序根据主动或被动均衡判断程序提供的电池编号位置信息进行计算得出电池位置的行列信息，使用电池选择控制程序，控制电池选择模块及均衡接ロ 3，选择出相应的电池连接至均衡接ロ，对其进行主动充电均衡，并循环检测被均衡电池电压来判断是否结束均衡操作。所述的其他模块和配套控制程序中包含有保证程序正常运行所允许的硬件驱动程序模块，和其他程序模块。系统的各个模块可以集成于原有的电池管理系统当中，与原有的电池管理系统类似的模块进行合井。本实施例采用电池状态获取模块，低成本隔离充电器，电池选择模块及均衡接ロ，充电控制模块，电池系统的取电模块等，行列控制模式大量減少了开关数量和系统连线，大大降低了系统复杂程度，易于实施，是ー种均衡系统的新方法。实施例2一种电池管理均衡系统，用于和电池或电池组相连接并辅助其工作；其由下述几部分构成电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4、电池系统取电模块5、信号隔离模块6、控制器模块7、控制器部分电源8、选配控制単元9 ;其中所述电池或电池组分别与电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池系统取电模块5相连接；低成本隔离充电器2和充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3连接；充电控制模块4还连接着电池系统取电模块5 ；电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4三者分别通过信号隔离模块6与控制器模块7连接；控制器部分电源8与控制器模块7连接；
信号隔离模块6具体是采用隔离或者非隔离方式工作的装置。所述电池管理均衡系统满足下述要求之一或其某种组合其一，电池状态获取模块I具体是下述几种之ー或其组合电池检测芯片、CAN数据总线、RS485数据总线；其ニ，所述电池选择模块及均衡接ロ 3满足下述要求其具有至少ー根行连接线和至少ー根列连接线，每个行连接线和列连接线都设置有ー个控制开关，控制开关的ー侧连接着一根行连接线或者列连接线，控制开关的另ー侧连接电池选择模块及均衡接ロ 3的正极或负极；所述控制开关通过信号隔离模块6采用隔离或非隔离方式连接着控制器模块7 ；其三，低成本隔离充电器2具有原边和副边，其中原边与电池选择模块及均衡接ロ 3相连接，副边通过配合电路与电池或电池组并联；原边与副边之间是相互隔离的；副边的配合电路是具有辅助充电和电流切断功能的装置；电池选择模块及均衡接ロ 3的行连接线或列连接线与用于规划电池矩阵的低成本隔离充电器2的原边的一端相连接，列连接线或行连接线与低成本隔离充电器2的原边的另一端相连接；其四，所述电池选择模块及均衡接ロ 3具体采用行列开关控制其选择的模式，大量減少了开关的使用数量和控制信号，开关器件使用数量等于所规划的行数加上所规划的列数，可以同时选择多行多列的电池进行充电； 所述充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3的均衡接ロ连接着被均衡管理的电池或电池组的2 ；其五，低成本隔离充电器2的原边产生一定频率和宽度的脉冲波，能将电量传递给被均衡的电池或电池组以达到主动均衡目的，此模块由电池系统取电模块5为其提供充电电源；其六，所述电池系统取电模块5连接电池或者电池组的总正和总负，将电池系统的电源转换以便供下述几部分使用电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4使用；其七，所述信号隔离模块6连接电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4和控制器模块7，以便建立电器隔离的数据或控制通道；
②信号隔离模块6为选配模块，当不采用此模块时控制器模块7直接与电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4相连接。其八，所述控制器部分电源8，选配控制単元9具体是为控制器模块7和与其之间相连的“其他模块”提供电源的电源模块，所述的“其他模块”具体是以下几种之一是数据存储模块，电池温度控制模块，电池保护模块，温度采集模块和通讯模块。控制器模块7承担主动和被动均衡的控制算法程序的计算运行和管理功能①串联中的单块或组电池状态信息获取程序；
②主动或被动均衡判断程序；③电池选择控制程序；④主动充电、被动放电均衡控制程序；⑤其他模块和配套控制程序。所述串联中的电池状态信息获取程序，具体的连接和工作方式要求满足下述两者之一其一，直接与电池相连的采集电路采集获取，其ニ，通过数据总线通讯获取电池的电压数据为，用以提供所需的电池电压、温度、编号、位置等数据；所述主动或被动均衡判断程序满足下述要求能够根据电池的电压和SOC值判断是否要对其进行均衡；能够选择对其进行主动充电均衡或者是被动放电均衡；程序循环判断所有电池是否需要均衡，将需要均衡的电池编号、位置、电压等信息、均衡方式、均衡目标交给主动、被动均衡控制程序。所述主动充电、被动放电均衡控制程序根据主动或被动均衡判断程序提供的电池编号位置信息进行计算得出电池位置的行列信息，使用电池选择控制程序，控制电池选择模块及均衡接ロ 3，选择出相应的电池连接至均衡接ロ，对其进行主动充电均衡，并循环检测被均衡电池电压来判断是否结束均衡操作。所述的其他模块和配套控制程序中包含有保证程序正常运行所允许的硬件驱动程序模块，和其他程序模块。系统的各个模块可以集成于原有的电池管理系统当中，与原有的电池管理系统类似的模块进行合井。实施例3本系统作为附加的电池管理系统的主动均衡模块附加在原有的电池管理系统上，此时系统包括低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4、电池系统取电模块5、信号隔离模块6、控制器模块7、控制器部分电源8、通讯模块9 ；其中所述电池或电池组分别与低成本隔离充电器2相连接；低成本隔离充电器2和充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3连接；充电控制模块4还连接着电池系统取电模块5 ；电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4分别通过信号隔离模块6与控制器模块7连接；控制器模块7同时连接通讯模块9，控制器部分电源8与所有以上模块连接；信号隔离模块6具体是采用隔离或者非隔离方式工作的装置。所述电池管理均衡系统满足下述要求之一或其某种组合其一，电池状态获取模块I功能通过通讯模块9完成；其ニ，所述电池选择模块及均衡接ロ 3满足下述要求其具有至少ー根行连接线和至少ー根列连接线，每根行连接线和列连接线都设置有ー个控制开关，控制开关的ー侧连接着一根行连接线或者列连接线，控制开关的另ー侧连接电池选择模块及均衡接ロ 3的正极或负极；所述控制开关通过信号隔离模块6采用隔离或非隔离方式连接着控制器模块7 ；其三，低成本隔离充电器2具有原边和副边，其中原边与电池选择模块及均衡接ロ 3相连接，副边通过配合电路与电池或电池组并联；原边与副边之间是相互隔离的；副边的配合电路是具有辅助充电和电流切断功能的装置；电池选择模块及均衡接ロ 3的行连接线或列连接线与低成本隔离充电器2的原边的一端相连接，列连接线或行连接线与低成本隔离充电器2的原边的另一端相连接；其四，所述电池选择模块及均衡接ロ 3具体采用行列开关控制其选择的模式，大量減少了开关的使用数量和控制信号，开关器件使用数量等于所规划的行数加上所规划的列数，可以同时选择多行多列的电池进行充电；所述充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3的均衡接ロ连接着被均衡管理的电池或电池组；其五，低成本隔离充电器2的原边产生一定频率和宽度的脉冲波，能将电量传递给被均衡的电池或电池组以达到主动均衡目的，此模块由电池系统取电模块5为其提供充电电源；其六，所述电池系统取电模块5连接电池或者电池组的总正和总负，将电池系统的电源转换以便供下述几部分使用电池状态获取模块I、低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4使用；其七，所述信号隔离模块6、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4和控制器模块7，以便建立电器隔离的数据或控制通道；信号隔离模块6为选配模块，当不采用此模块时控制器模块7直接与电池状态获取模块I、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4相连接。其八，所述控制器部分电源8是为控制器模块7和与其之间相连的“其他模块”提供电源的电源模块，所述的“其他模块”是通讯模块。控制器模块7承担主动和被动均衡的控制算法程序的计算运行和管理功能①串联中的单块或组电池状态信息获取程序；②主动或被动均衡判断程序；③电池选择控制程序；④主动充电、被动放电均衡控制程序；⑤其他模块和配套控制程序。所述串联中的电池状态信息获取程序，是通过数据总线通讯获取电池的电压数据的，用以提供所需的电池电压、温度、编号、位置等数据；所述主动或被动均衡判断程序满足下述要求能够根据电池的电压和SOC值判断是否要对其进行均衡；能够选择对其进行主动充电均衡或者是被动放电均衡；程序循环判断所有电池是否需要均衡，将需要均衡的电池编号、位置、电压等信息、均衡方式、均衡目标交给主动、被动均衡控制程序。所述主动充电、被动放电均衡控制程序根据主动或被动均衡判断程序提供的电池编号位置信息进行计算得出电池位置的行列信息，使用电池选择控制程序，控制电池选择模块及均衡接ロ 3，选择出相应的电池连接至均衡接ロ，对其进行主动充电均衡，并循环检测被均衡电池电压来判断是否结束均衡操作。所述的其他模块和配套控制程序中包含有保证程序正常运行所允许的硬件驱动程序模块，和其他程序模块。实施例4本系统作为电池管理系统的主动均衡模块融入电池管理系统中的情况时，系统只需在原有模块的基础上添加低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4、电池系统取电模块5、信号隔离模块6 ;其他模块功能由原有的功能模块实现。其中所述电池或电池组分别与低成本隔离充电器2相连接；低成本隔离充电器2 和充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3连接；充电控制模块4还连接着电池系统取电模块5 ;信号隔离模块6具体是采用隔离或者非隔离方式工作的装置。电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4分别通过信号隔离模块6与原有控制器连接；所述电池管理均衡系统满足下述要求之一或其某种组合其一，电池状态获取模块I功能通过原有的电池监控电路完成；其ニ，所述电池选择模块及均衡接ロ 3满足下述要求其具有至少ー根行连接线和至少ー根列连接线，每根行连接线和列连接线都设置有ー个控制开关，控制开关的ー侧连接着一根行连接线或者列连接线，控制开关的另ー侧连接电池选择模块及均衡接ロ 3的正极或负极；所述控制开关通过信号隔离模块6采用隔离或非隔离方式连接着原有的控制器；其三，低成本隔离充电器2具有原边和副边，其中原边与电池选择模块及均衡接ロ 3相连接，副边通过配合电路与电池或电池组并联；原边与副边之间是相互隔离的；副边的配合电路是具有辅助充电和电流切断功能的装置；电池选择模块及均衡接ロ 3的行连接线或列连接线与用于规划电池矩阵的低成本隔离充电器2的原边的一端相连接，列连接线或行连接线与低成本隔离充电器2的原边的另一端相连接；其四，所述电池选择模块及均衡接ロ 3具体采用行列开关控制其选择的模式，大量減少了开关的使用数量和控制信号，开关器件使用数量等于所规划的行数加上所规划的列数，可以同时选择多行多列的电池进行充电；所述充电控制模块4通过电池选择模块及均衡接ロ 3的均衡接ロ连接着被均衡管理的电池或电池组的2 ；其五，低成本隔离充电器2的原边产生一定频率和宽度的脉冲波，能将电量传递给被均衡的电池或电池组以达到主动均衡目的，此模块由电池系统取电模块5为其提供充电电源；其六，所述电池系统取电模块5连接电池或者电池组的总正和总负，将电池系统的电源转换以便供下述几部分使用低成本隔离充电器2、电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4使用；其七，所述信号隔离模块6、连接电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4与原有的控制器，以便建立电器隔离的数据或控制通道；信号隔离模块6为选配模块，当不采用此模块时原有的控制器与电池选择模块及均衡接ロ 3、充电控制模块4相连接。其八，原有的电源电路为本系统模块和原有模块提供电源。控制器模块7承担的主动和被动均衡的控制算法程序也添加到，原有的控制器程序中，包括②主动或被动均衡判断程序；③电池选择控制程序；④主动充电、被动放电均衡控制程序；⑤其他模块和配套控制程序。
所述主动或被动均衡判断程序满足下述要求能够根据电池的电压和SOC值判断是否要对其进行均衡；能够选择对其进行主动充电均衡或者是被动放电均衡；程序循环判断所有电池是否需要均衡，将需要均衡的电池编号、位置、电压等信息、均衡方式、均衡目标交给主动、被动均衡控制程序。所述主动充电、被动放电均衡控制程序根据主动或被动均衡判断程序提供的电池编号位置信息进行计算得出电池位置的行列信息，使用电池选择控制程序，控制电池选择模块及均衡接ロ 3，选择出相应的电池连接至均衡接ロ，对其进行主动充电均衡，并循环检测被均衡电池电压来判断是否结束均衡操作。所述的其他模块和配套控制程序中包含有保证程序正常运行所允许的硬件驱动程序模块，和其他程序模块。
权利要求
1.一种电池管理均衡系统，用于和电池或电池组相连接并辅助其工作；其特征在于其由下述几部分构成电池状态获取模块(I)、低成本隔离充电器(2)、电池选择模块及均衡接口(3)、充电控制模块(4)、电池系统取电模块(5)、信号隔离模块(6)、控制器模块(7)、控制器部分电源(8)、选配控制单元(9);其中所述电池或电池组分别与电池状态获取模块(I)、低成本隔离充电器(2)、电池系统取电模块(5)相连接； 低成本隔离充电器(2)和充电控制模块(4)通过电池选择模块及均衡接口(3)连接；充电控制模块(4)还连接着电池系统取电模块(5)； 电池状态获取模块(I)、电池选择模块及均衡接口(3)、充电控制模块(4)三者分别通过信号隔离模块(6)与控制器模块(7)连接；控制器部分电源(8)与控制器模块(7)连接；信号隔离模块(6)具体是采用隔离或者非隔离方式工作的装置。
2.按照权利要求I所述电池管理均衡系统，其特征在于所述电池管理均衡系统满足下述要求之一或其组合 其一，电池状态获取模块(I)具体是下述几种之一或其组合电池检测芯片、CAN数据总线、RS485数据总线； 其二，所述电池选择模块及均衡接口(3)满足下述要求其具有至少一根行连接线和至少一根列连接线，每个行连接线和列连接线都设置有一个控制开关，控制开关的一侧连接着一根行连接线或者列连接线，控制开关的另一侧连接电池选择模块及均衡接口(3)的正极或负极；所述控制开关通过信号隔离模块(6)采用隔离或非隔离方式连接着控制器模块(7); 其三，低成本隔离充电器(2)具有原边和副边，其中原边与电池选择模块及均衡接口(3)相连接，副边通过配合电路与电池或电池组并联；原边与副边之间是相互隔离的；副边的配合电路是具有辅助充电和电流切断功能的装置； 电池选择模块及均衡接口(3)的行连接线或列连接线与用于规划电池矩阵的低成本隔离充电器(2)的原边的一端相连接，列连接线或行连接线与低成本隔离充电器(2)的原边的另一端相连接； 其四，所述电池选择模块及均衡接口(3)具体采用行列开关控制其选择的模式； 其五，低成本隔离充电器(2)的原边产生脉冲波，能将电量传递给被均衡的电池或电池组以达到主动均衡目的，此模块由电池系统取电模块(5 )为其提供充电电源； 其六，所述电池系统取电模块(5)连接电池或者电池组的总正和总负，将电池系统的电源转换以便供下述几部分使用电池状态获取模块(I)、低成本隔离充电器(2)、电池选择模块及均衡接口(3)、充电控制模块(4)使用； 其七，所述信号隔离模块(6)连接电池状态获取模块(I)、电池选择模块及均衡接口(3)、充电控制模块(4)和控制器模块(7)，以便建立电器隔离的数据或控制通道； 其八，所述控制器部分电源(8)，选配控制单元(9)具体是为控制器模块(7)和与其之间相连的“其他模块”提供电源的电源模块，所述的“其他模块”具体是以下几种之一是数据存储模块，电池温度控制模块，电池保护模块，温度采集模块和通讯模块。
3.按照权利要求I所述电池管理均衡系统，其特征在于控制器模块(7)承担主动和被动均衡的控制算法程序的计算运行和管理功能，其控制功能有下述各个功能模块承担 ①串联中的单块(或组)电池状态信息获取程序；②主动或被动均衡判断程序； ③电池选择控制程序； ④主动充电、被动放电均衡控制程序； ⑤其他模块和配套控制程序。
4.根据权利要求3所述电池管理均衡系统，其特征在于 所述串联中的电池状态信息获取程序，具体的连接和工作方式要求满足下述两者之一其一，直接与电池相连的采集电路采集获取，其二，通过数据总线通讯获取电池的电压数据为； 所述主动或被动均衡判断程序满足下述要求之一或其组合能够根据电池的电压和SOC值判断是否要对其进行均衡；能够选择对其进行主动充电均衡或者是被动放电均衡； 程序循环判断所有电池是否需要均衡，然后将需要均衡的电池编号、位置、电压信息、均衡方式、均衡目标交给主动、被动均衡控制程序； 所述主动充电、被动放电均衡控制程序根据主动或被动均衡判断程序提供的电池编号位置信息进行计算得出电池位置的行列信息，使用电池选择控制程序，控制硬件(3)电池选择模块及均衡接口，选择出相应的电池连接至均衡接口，对其进行主动充电均衡，并循环检测被均衡电池电压来判断是否结束均衡操作； 所述的其他模块和配套控制程序中包含有保证程序正常运行所允许的硬件驱动程序模块和其他程序模块。
全文摘要
一种电池管理均衡系统，其由下述几部分构成电池状态获取模块(1)、低成本隔离充电器(2)、电池选择模块及均衡接口(3)、充电控制模块(4)、电池系统取电模块(5)、信号隔离模块(6)、控制器模块(7)、控制器部分电源(8)、选配控制单元(9)。本发明采用电池状态获取模块，低成本隔离充电器，电池选择模块及均衡接口，充电控制模块，电池系统的取电模块等，行列控制模式大量减少了开关数量和系统连线，大大降低了系统复杂程度，易于实施，是一种均衡系统的新方法。
文档编号H02J7/00GK102868196SQ20121035958
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者宋秋, 马国光 申请人:宋秋