通信用锂电池管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种通信用锂电池管理系统，包括:主控单元、采集单元、均衡单元、保护单元、显示告警单元、通信单元和存储单元，其中，采集单元第一端与电池组连接，第二端与主控单元连接，用于采集电池组信号并将采集信号传输至主控单元；均衡单元第一端与电池组连接，第二端与主控单元连接，用于接收主控单元发出的控制信号并根据控制信号均衡电池组；保护单元第一端与电池组连接，第二端与主控单元连接，用于接收主控单元发出的控制信号并根据控制信号保护电池组；显示告警单元与主控单元连接，用于显示电池组工作状态及发出告警信号；通信单元与主控单元连接；存储单元与主控单元连接并进行通信，用于接收、存储和\或输送数据。
【专利说明】通信用锂电池管理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池应用【技术领域】，尤其涉及一种通信用锂电池管理系统。
【背景技术】
[0002]随着锂电池技术的发展和完善，锂电池被广泛地应用在各领域之中。由于锂电池内部化学反应复杂，技术人员除了通过试验来提高锂电池本身性能和寿命之外，也在不断研究锂电池管理技术来延长锂电池寿命和充分发挥锂电池性能。锂电池管理技术已经成为锂电池应用的关键性技术之一。但目前锂电池管理技术还没有形成完整的体系，且存在诸多缺陷，如，没有形成良好的电池荷电载荷(SOC)估算方式；不能对电池组中单体电池进行准确和完善的评估；不能对电池组进行有效的均衡等。
【发明内容】
[0003]为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的或至少能部分解决上述问题的通信用锂电池管理系统。
[0004]根据本发明的一个方面，提供了一种通信用锂电池管理系统，包括:
[0005]主控单元，用于接收电池组监测数据，分析数据，传输数据，发送指令和\或接收指令。
[0006]采集单元，所述采集单元的第一端与电池组连接，第二端与所述主控单元连接，用于采集所述电池组的信号并将采集的信号传输至所述主控单元；
[0007]均衡单元，所述均衡单元的第一端与所述主控单元连接，第二端与电池组连接，用于接收主控单元发出的控制信号并根据控制信号均衡电池组；
[0008]保护单元，所述保护单元的第一端与所述主控单元连接，第二端与电池组连接，用于接收所述主控单元发出的控制信号并根据控制信号保护电池组；
[0009]显示与告警单元，所述显示与告警单元与所述主控单元连接，用于显示电池组的工作状态及发出告警信号；
[0010]通信单元，所述通信单元的第一端与所述主控单元连接，第二端与上位机连接，用于传输所述主控单元的数据至上位机并将上位机发出的数据传输至所述主控单元；
[0011]存储单元，所述存储单元与所述主控单元连接并进行通信，用于接收、存储和\或输送数据。
[0012]可选地，根据本发明的电池管理系统，所述主控单元为STM32芯片。
[0013]可选地，根据本发明的电池管理系统，所述采集单元进一步包括:电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块，其中，
[0014]所述电压采集模块的第一端与所述电池组连接，第二端与所述主控单元连接，用于采集电池组电压信号并将所述电压信号传输至所述主控单元；
[0015]所述电流采集模块的第一端与所述电池组连接，第二端与所述主控单元连接，用于采集电池组电流信号并将所述电流信号传输至所述主控单元；[0016]所述温度采集模块的第一端与所述电池组连接，第二端与所述主控单元连接，用于采集电池组温度信号并将所述温度信号传输至所述主控单元。
[0017]可选地，根据本发明的通信用锂电池管理系统，所述均衡单元为被动式均衡单元或主动式均衡单元。
[0018]可选地，根据本发明的通信用锂电池管理系统，所述保护单元采用的方式包括:MOS管并联方式、继电器方式和\或接触器方式。
[0019]可选地，根据本发明的通信用锂电池管理系统，所述显示与告警单元进一步包括:容量指示模块、LCD显示模块和声光告警模块，其中，
[0020]所述容量指示模块与所述主控单元连接，用于接收主控单元的控制信号并显示电池组的荷电状态；
[0021]所述IXD显示模块与所述主控单元连接，用于接收主控单元的控制信号并显示电池组的状态参数；
[0022]所述声光告警模块与所述主控单元连接，用于接收主控单元的控制信号并发出告
m
目O
[0023]可选地，根据本发明的通信用锂电池管理系统，所述通信单元进一步包括:RS485通信模块、RS232通信模块和\或以太网通信模块。
[0024]可选地，根据本发明的通信用锂电池管理系统，所述存储单元进一步包括:内部存储模块和外部存储模块，其中，
[0025]所述主控单元与所述内部存储模块通信，并将数据存储到所述内部存储模块中和\或从该存储模块中读取数据。
[0026]所述外部存储模块支持热插拔，该存储模块与主控单元或上位机进行通信，用于存储数据和\或提供数据。
[0027]根据本发明的通信用锂电池管理系统采用高性能的主控单元作为核心，首先通过采集单元对电池充放电过程中的温度、电流和电压进行系统监测，以便系统地估算电池荷电载荷(SOC)和判断锂电池组的运行状态；通过均衡单元对电池组中的单体电池电压进行均衡，并且通过保护单元对电池组中的电池进行进一步保护，当电池组在充放电过程中出现异常情况(如:短路、欠压、过压、过温、低温或极性反接等)时，断开充放电回路对电池组进行保护，从而提高了电池组的使用性能和寿命。其次，本发明还设置了通信单元、显示与告警单元，通过RS232串口技术，通过RS485系统级联，通过以太网通信单元连接以太网，通过对电池组的异常情况(如:短路、欠压、过压、过温、低温或极性反接等)进行声光告警及屏幕显示，从而解决了通信用锂电池管理系统的现场与远程监控问题。另外，本发明也设置了存储单元，通过对电池组工作参数与告警情况的数据存储记录，以方便工作人员对电池组进行维护并对电池性能进行进一步的研究。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中:
[0029]图1示出了根据本发明的一种实施方式的通信用锂电池管理系统；
[0030]图2示出了根据本发明的一种实施方式的采集单元；
[0031]图3示出了根据本发明的一种实施方式的显示与告警单元；
[0032]图4示出了根据本发明的一种实施方式的通信单元；
[0033]图5示出了根据本发明的一种通信用锂电池管理系统之间的级联方式；
[0034]图6示出了根据本发明的一种通信用锂电池管理系统中的以太网通信单元以及与主控单元的连接方式；
[0035]图7示出了根据本发明的一种通信用锂电池管理系统与远程监控终端的连接方式；
[0036]图8示出了根据本发明的一种通信用锂电池管理系统中的存储单元；
[0037]其中，通信用锂电池管理系统1000 ；
[0038]主控单元1100、USB接口 1110、MII接口 1120、采集单元1200、电压采集单元1210、电流采集单元1220、温度采集单元1230、均衡单元1300、保护单元1400、显示与告警单元1500、声光告警模块1510、IXD显示模块1520、容量指示模块1530、通信单元1600、RS485通信模块1610、RS232通信模块1620、以太网通信模块1630、DP83848以太网PHY控制器1631、RJ45接口模块1632、存储单元1700、内部存储模块1710和外部存储模块1720、电池组2000、上位机3000、互联网4000、网络交换机5000。
【具体实施方式】
[0039]本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
[0040]本发明提出了一种通信用锂电池管理系统1000，包括:主控单元1100、采集单元1200、均衡单元1300、保护单元1400、显示告警单元1500、通信单元1600和存储单元1700。主控单元1100用于接收电池组监测数据，分析数据，传输数据，发送指令，接收指令。采集单元1200的第一端与电池组2000连接，第二端与所述主控单元1100连接，用于采集所述电池组2000的信号并将所述采集的信号传输至所述主控单元1100 ;均衡单元1300的第一端与主控单元1100连接，第二端与电池组2000连接，用于接收主控单元1100发出的控制信号并根据所述控制信号均衡电池组2000 ;保护单元1400的第一端与电池组2000连接，第二端与所述主控单元1100连接，用于接收主控单元1100发出的控制信号并根据所述控制信号保护电池组2000 ;显示告警单元1500与所述主控单元1100连接，用于显示电池组2000的工作状态及发出告警信号；所述通信单元1600与所述主控单元1100连接，使上位机3000与所述主控单元1100进行通信；存储单元1700与所述主控单元1100连接，用于接收和存储所述主控单元1100发送的数据。
[0041]其中，主控单元1100为电池管理系统的控制核心，优选STM32F107芯片，该主控单元1100主要功能包括:接收采集的电池组监测数据，分析数据，传输数据，发送指令，接收指令。
[0042]主控单元1100发送指令实时查询采集单元1200与该主控单元1100连接的端口，来获取采集单元1200传输到所述端口的电池组2000的工作状态参数；主控单元1100对所获得的数据进行处理，并将原始数据和分析结果发送到显示与告警单元1500进行显示和\或告警；并且，主控单元1100通过通信单元1600向上位机3000实时传输所获取数据，在上位机3000的管理终端系统上进行显示，以及向存储单元1700传输所获取的数据，所述存储单元1700按时间记录电池组的数据；主控单元1100通过分析所获取的电池组数据，在需要对电池组进行均衡管理时，向均衡单元1300发送控制信号，启动均衡控制单元1300对电池组进行内部的均衡控制；上位机3000可以向主控单元1100发送命令，用于配制电池管理系统的参数值；另外，在锂电池组2000的工作状态过程中出现了告警情况(例如，总电压过压、总电压欠压告、单体电池欠压、单体电池过压、充放电回路短路、充电过流、过温、低温、容量过低、电池组极性反接、温度采集单元失效、均衡失效)时，主控单元1100根据对锂电池组2000工作情况的分析结果对保护单元1400发出控制信号，启动保护单元1400对锂电池组2000进行保护。
[0043]其中采集单元1200优选包括:电压采集模块1210、电流采集模块1220和温度采集模块1230，其中，
[0044]电压采集模块1210，第一端与电池组2000连接，第二端与所述主控单元1100连接，用于采集电池组2000电压信号并将所述电压信号传输至所述主控单元1100，其中所述采集电压信号包括:电池组总体电压和电池单体电压；主控单元1100，通过检测到的电压信号来判断电池组2000的电压状态(例如，欠压、过压、单体电池之间电压差值超过阈值和\或电压处于正常范围)，进一步根据电压值发出控制信号；
[0045]电流采集模块1220，第一端与所述电池组2000连接，第二端与所述主控单元1100连接，用于采集电池组2000电流信号并将所述电流信号传输至主控单元1100，其中所述电流信号为充放电回路电流，在充放电回路电流异常时，主控单元1100发出控制信号启动保护单元对电池组2000进行保护；
[0046]温度采集模块1230，第一端与所述电池组2000连接，第二端与所述主控单元1100连接，用于采集电池组2000温度信号并将所述温度信号传输至所述主控单元1100，其中所述温度信号包括电池表面温度、环境温度和板级温度。
[0047]均衡单元1300，根据具体实施情况选择为被动式或主动式。其中，被动式均衡为有损均衡，将电池单体中多余的能量消耗掉；主动式均衡为无损均衡，将单体能量高的电能向能量低的单体电池转移。均衡单元1300接收主控单元1100的控制信号并根据控制信号对电池组2000进行均衡管理。
[0048]所述保护单元1400包括以下方式的至少一种:M0S管并联方式、继电器方式和\或接触器方式，根据电池组容量的不同，选择不同的实施方式对充放电回路进行切断和\或闭合控制。
[0049]显示与告警单元1500优选包括:声光告警模块1510、IXD显示模块1520和容量指示模块1530，其中，
[0050]声光告警模块1510与所述主控单元1100连接，用于接收主控单元的控制信号并发出告警，所述声光告警模块工作的具体过程为:主控单元1100对从采集单元1200接收的数据与设定的阈值进行比较，对出现的异常情况通过声光告警模块1510 (例如，蜂鸣器和\或指示灯)发出相应的告警信号；[0051]IXD显示模块1520与所述主控单元1100连接，用于接收主控单元1100的控制信号并显示电池组2000的状态参数，所述状态参数包括:单体电压、总电压、环境温度、电池温度、剩余容量、工作状态(例如，运行状态、告警状态、保护状态)、电流信号、异常状态的告警阈值、保护阈值和恢复阈值；所述异常状态包括:总电压过压、总电压欠压告、单体电池欠压、单体电池过压、充放电回路短路、充电过流、过温、低温、容量过低、电池组极性反接、温度米集单兀失效、均衡失效;
[0052]容量指示模块1530与所述主控单元1100连接，用于接收主控单元1100的控制信号并显示电池组的荷电状态(S0C)，具体实现过程为:主控单元1100根据从采集单元1200获取的数据进行SOC估算，并将结果传输到容量指示模块1530中进行显示。
[0053]通信单元1600优选包括:RS485通信模块1610、RS232通信模块1620和/或以太网通信模块1630，其中，
[0054]RS485通信模块1610的第一端与所述主控单元1100连接，第二端连接到RS485系统总线，该系统总线将多个次节点锂电池组管理系统1000与主节点锂电池管理系统1000相连接，从而使多个锂电池组管理系统1000进行系统级联；
[0055]主节点电池管理系统RS232通信模块1620的第一端与所述主控单元1100连接，第二端与上位机3000进行连接，使该上位机3000能与RS485级联系统中的主节点锂电池管理系统1000进行通信，并且通过主节点的RS232通信单元1620和RS485通信单元1610与RS485级联网络中的其他次节点电池管理系统1000进行通信，具体通信过程为:上位机3000监控终端发送指令请求到级联的电池管理系统1000，收到请求的电池管理系统1000的主控单元1100将数据(例如，系统参数、系统状态，告警信息)传输到上位机3000监控终端，系统维护人员可以通过上位机3000监控终端发送命令到电池管理系统1000，该电池管理系统1000的主控单元1100解析命令，并根据该命令对锂电池管理系统1000进行参数配置以及对锂电池组2000工作状态进行控制，例如，修改电池参数阈值、修改告警、保护和\或均衡单元的使能配置；
[0056]以太网通信模块1630的第一端与主控单元1100连接，第二端与上位机3000连接，使锂电池管理系统1000与远程上位机3000进行通信，具体过程为，远程上位机3000通过网络(例如，企业局域网和I或互联网)将命令发送到锂电池管理系统1000，该锂电池管理系统的主控单元1100解析接收到的命令，根据命令进行数据传输(例如，系统参数、系统状态、电池组参数和\或告警信息)、参数设定、告警单元使能配置、保护单元使能配置和\或均衡单元使能配置。
[0057]存储单元1700优选包括:内部存储模块1710和外部存储模块1720，其中，
[0058]主控单元1100与所述内部存储模块1710通信，并将数据(例如，系统参数、系统状态、电池组参数和\或告警信息)存储到内部存储器1710中；
[0059]外部存储设备1720支持热插拔，外部存储设备1720通过接口(例如USB接口1110)与主控单元1100连接，主控单元1100将记录在内部存储器1710中的数据(例如，系统参数、系统状态、电池组参数和\或告警信息)拷贝到外部存储器1720中，以便系统管理者方便获取所述电池管理系统1000的数据。
[0060]根据本发明的通信用锂电池管理系统采用高性能的主控单元1100作为核心，首先通过采集单元1200提供的数据对电池充放电过程中的温度、电流和电压进行系统监测，并且对数据进行分析、传输和存储，以及估算电池荷电载荷(SOC)和判断锂电池组2000的运行状态；通过均衡单元1300对电池组2000中的单体电池电压进行均衡，并且通过保护单元1400对电池组中的电池进行进一步保护，当电池组2000在充放电过程中出现异常情况(如:短路、欠压、过压、过温、低温或极性反接等)时，断开充放电回路对电池组2000进行保护，从而提高了电池组2000的使用性能和寿命。其次，本发明还设置了通信单元1600、显示与告警单元1500，通过RS232串口技术，通过RS485系统级联，通过以太网通信单元1630连接以太网，通过对电池组2000的异常情况(如:短路、欠压、过压、过温、低温或极性反接等)进行声光告警及屏幕显示，从而解决了通信用锂电池管理系统1000的现场与远程监控问题。另外，本发明也设置了存储单元1700，通过对电池组2000工作参数与告警情况的数据存储记录，以方便工作人员对电池组2000进行维护并对电池性能进行进一步的研究。基于可选因素较多，根据本发明的电池管理系统，可以设计出多种实施例，因此具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的实例性说明，而不构成对本发明的限制。
[0061]实施例
[0062]本发明提出了一种通信用锂电池管理系统1000，包括:主控单元1100、采集单元1200、均衡单元1300、保护单元1400、显示告警单元1500、通信单元1600和存储单元1700。主控单元1100用于接收电池组监测数据，分析数据，传输数据，发送指令，接收指令。采集单元1200的第一端与电池组2000连接，第二端与所述主控单元1100连接，用于采集所述电池组2000的信号并将所述采集的信号传输至所述主控单元1100 ;均衡单元1300的第一端与主控单元1100连接，第二端与电池组2000连接，用于接收主控单元1100发出的控制信号并根据所述控制信号均衡电池组2000 ;保护单元1400的第一端与电池组2000连接，第二端与所述主控单元1100连接，用于接收主控单元1100发出的控制信号并根据所述控制信号保护电池组2000 ;显示告警单元1500与所述主控单元1100连接，用于显示电池组2000的工作状态及发出告警信号；所述通信单元1600与所述主控单元1100连接，使上位机3000与所述主控单元1100进行通信；存储单元1700与所述主控单元1100连接，用于接收和存储所述主控单元1100发送的数据。
[0063]其中，主控单元1100为电池管理系统的控制核心，优选STM32F107芯片，该主控单元1100主要功能包括:接收采集的电池组监测数据，分析数据，传输数据，发送指令，接收指令。
[0064]主控单元1100发送指令实时查询采集单元1200与该主控单元1100连接的端口，来获取采集单元1200传输到所述端口的电池组2000的工作状态参数；主控单元1100对所获得的数据进行处理，并将原始数据和分析结果发送到显示与告警单元1500进行显示和\或告警；并且，主控单元1100通过通信单元1600向上位机3000实时传输所获取数据，在上位机3000的管理终端系统上进行显示，以及向存储单元1700传输所获取的数据，所述存储单元1700按时间记录电池组的数据；主控单元1100通过分析所获取的电池组数据，在需要对电池组进行均衡管理时，向均衡单元1300发送控制信号，启动均衡控制单元1300对电池组进行内部的均衡控制；上位机3000可以向主控单元1100发送命令，用于配制电池管理系统1000的参数值；另外，在锂电池组的工作状态过程中出现了告警情况(例如，总电压过压、总电压欠压告、单体电池欠压、单体电池过压、充放电回路短路、充电过流、过温、低温、容量过低、电池组极性反接、温度采集单元失效、均衡失效)时，主控单元1100根据对锂电池组工作情况的分析结果对保护单元1400发出控制信号，启动保护单元1400对锂电池组2000进行保护。
[0065]均衡单元1300，根据具体实施情况选择为被动式或主动式。其中，被动式均衡为有损均衡，将电池单体中多余的能量消耗掉，具体实现过程为:锂电池组1000内每一节单体电池并联一支分流电阻，当电池单体电池电压与电压最低的电池单体压差超过设定阈值时，主控单元1100向均衡控制单元1300发出控制信号，该均衡单元1300根据控制信号对单体电压过高的单体电池进行放电，以便该电池单体与电池组中其他单体电池保持一致的电压；主动式均衡为无损均衡，将单体能量高的电能向能量低的单体电池转移，具体实现过程为:均衡单元1300根据主控单元1100的控制信号通过均衡电路使单体电压高的电池单体对电压低的电池单体进行充电，以实现能量的转移式均衡。均衡单元1300接收主控单元1100的控制信号并根据控制信号对电池组2000进行均衡管理，以便提高电池的使用寿命和使用性能。
[0066]所述保护单元1400包括以下方式的至少一种:M0S管并联方式、继电器方式和\或接触器方式，根据电池组容量的不同，选择不同的实施方式对充放电回路进行切断和\或闭合控制。对总容量小的电池组(例如，额定容量在100AH以下)，采用MOS并联的方式；总容量大的电池组(例如，额定容量超过100AH)，采用继电器或接触器。该保护单元1400具体工作过程:充放电时，主控单元通过采集单元1200采集传输的数据检测到异常情况(例如，总电压高于保护阈值、单体电压高于保护阈值、充电回路发生短路、充电电流超过保护阈值、电池过温、电池低温、单体电池欠压、总电量低于电量阈值、电池组极性反接、均衡失效以及温度传感器失效)时，发送控制信号来启动保护单元1400，通过断开电路来保证电池组2000的使用安全，并将报警信号进行显示与告警，等待维护人员对出现的异常情况的电池组2000进行维护，以便电池组2000恢复到正常工作状态。
[0067]根据图2示出的本发明的锂电池管理系统的采集单元1200，可以看出采集单元1200包括:电压采集模块1210，第一端与电池组2000连接，第二端与主控单元1100连接，用于采集电池组2000的数据，该数据包括电池组2000总体电压和电池单体电压；主控单元1100，通过检测到的电压信号来判断电池组2000的电压状态(例如，欠压、过压、单体电池之间电压差值超过阈值和\或电压处于正常范围)，进一步根据该电压状态发出控制信号；电流采集模块1220，第一端与主控单元1100连接，第二端与电池组2000连接，用于采集电池组2000电流信号并将所述电流信号传输至主控单元1100，其中，电流信号为充放电回路电流，在充放电回路电流发生异常时，主控单元1100发出控制信号启动保护单元1400对电池组进行保护；温度采集模块1230，优选为温度传感器，第一端与所述电池组2000连接，第二端与所述主控单元1100连接，用于采集电池组2000温度信号并将所述温度信号传输至所述主控单元1100，温度信号包括电池表面温度、环境温度和板级温度。
[0068]根据图3不出的本发明的电池管理系统的显不与告警单兀1500优选包括:声光告警模块1510、IXD显示模块1520和容量指示模块1530，其中，
[0069]声光告警模块1510与所述主控单元1100连接，用于接收主控单元1100的控制信号并发出告警，声光告警模块1510工作的具体过程为:主控单元1100对从采集单元1200接收的数据与设定的阈值进行比较，对出现的异常情况通过声光告警模块1510(例如，蜂鸣器和\或指示灯)发出相应的告警信号。[0070]IXD显示模块1520与所述主控单元1100连接，用于接收主控单元1100的控制信号并显示电池组2000的状态参数，所述状态参数包括:单体电压、总电压、环境温度、电池温度、剩余容量、工作状态(例如，运行、告警、保护)、电流信号、异常状态的告警阈值、保护阈值和恢复阈值。其中，异常状态包括:总电压过压、总电压欠压、单体电池欠压、单体电池过压、充放电回路短路、充电过流、过温、低温、容量过低、电池组极性反接、温度采集单元失效、均衡失效;
[0071]容量指示模块1530与所述主控单元1100连接，用于接收主控单元1100的控制信号并显示电池组的荷电状态(S0C)，具体实现过程为:主控单元1100根据从采集单元1200获取的数据进行SOC估算，并将结果传输到容量指示模块1530中进行显示。
[0072]根据图4示出的本发明的锂电池管理系统1000的通信单元1600包括:RS485通信模块1610、RS232通信模块1620和/或以太网通信模块1630，其中，
[0073]图5示出的本发明的锂电池管理系统的所述RS485通信模块1610的第一端与所述主控单元1100连接，第二端连接到RS485系统总线，该系统总线将多个次节点(例如，15个次节点)电池组管理系统1000与主节点电池管理系统1000星型连接，从而使多个电池组管理系统1000进行系统级联；主节点电池管理系统RS232通信模块1620的第一端与所述主控单元1100连接，第二端与上位机3000进行连接，使所述上位机3000可以与RS485级联系统中的主节点电池管理系统1000进行通信，并且通过主节点的RS232通信单元1620和RS485通信单元1610与RS485级联网络中的其他次节点锂电池管理系统1000进行通信，具体通信过程为:上位机3000监控终端发送指令到级联的锂电池管理系统1000，收到请求的电池管理系统1000的主控单元1100将数据(例如，系统参数、系统状态，告警信息)传输到上位机3000监控终端，系统维护人员可以通过上位机3000监控终端发送命令到电池管理系统1000，该电池管理系统1000的主控单元1100解析命令，并根据该命令对电池组2000进行控制，例如，修改电池参数阈值、修改告警、保护和\或均衡单元1300的使能配置；
[0074]图6示出的本发明的锂电池管理系统1000的所述以太网通信模块1630，该通信模块为包括以太网PHY控制器1631 (例如，DP83848控制器)和通信接口 1632 (例如，RJ45接口模块)该以太网PHY控制器第一端通过MII接口 1120与主控芯片(例如，STM32F107)连接，第二端通过通信接口 1632连接到以太网；
[0075]图7示出的本发明的锂电池管理系统1000的所述以太网通信模块1630，第一端与主控单元1100连接，第二端通过网络交换机5000连入网络(例如，企业局域网和\或互联网4000)，使锂电池管理系统1000与网络中的远程上位机3000进行通信，具体过程为，远程上位机3000通过网络(例如，企业局域网和\或互联网4000)将命令发送到电池管理系统1000，该电池管理系统1000的主控单元1100解析接收到的命令，根据命令进行数据传输(例如，系统参数、系统状态、电池组参数和\或告警信息)、参数设定、告警单元使能配置、保护单元使能配置和\或均衡单元使能配置。
[0076]根据图8示出的本发明的锂电池管理系统的存储单元1700优选包括:内部存储模块1710和外部存储模块1720，其中，
[0077]所述主控单元1100与所述内部存储模块1710通信，并将数据(例如，系统参数、系统状态、电池组参数和\或告警信息)存储到内部存储器1710中；
[0078]外部存储设备1720支持热插拔，以便系统管理者方便获取所述电池管理系统1000的数据，外部存储设备1720通过接口 1110 (例如USB接口)与主控单元1100连接，主控单元1100将记录在内部存储器1710中的数据(例如，系统参数、系统状态、电池组参数和\或告警信息)拷贝到外部存储器1720中，以便系统管理者方便获取锂电池管理系统1000的数据。
[0079]应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。
【权利要求】
1.一种通信用锂电池管理系统(1000),包括: 主控单元(1100)，用于接收电池组监测数据，分析数据，传输数据，发送指令和\或接收指令； 采集单元(1200)，所述采集单元(1200)的第一端与电池组(2000)连接，第二端与所述主控单元(1100)连接，用于采集所述电池组(2000)的信号并将采集的信号传输至所述主控单元(1100)； 均衡单元(1300)，所述均衡单元(1300)的第一端与所述主控单元(1100)连接，第二端与电池组(2000)连接，用于接收主控单元(1100)发出的控制信号并根据控制信号均衡电池组(2000)； 保护单元(1400)，所述保护单元(1400)的第一端与所述主控单元(1100)连接，第二端与电池组(2000)连接，用于接收所述主控单元(1100)发出的控制信号并根据控制信号保护电池组(2000)； 显示与告警单元(1500)，所述显示与告警单元(1500)与所述主控单元(1100)连接，用于显示电池组(2000)的工作状态及发出告警信号； 通信单元(1600)，所述通信单元(1600)的第一端与所述主控单元(1100)连接，第二端与上位机(3000)连接，用于传输所述主控单元(1100)的数据至上位机(3000)并将上位机(3000)发出的数据传输至所述主控单元(1100)； 存储单元(1700)，所述存储单元(1700)与所述主控单元(1100)连接并进行通信，用于接收、存储和\或输送数 据。
2.根据权利要求1所述的通信用锂电池管理系统(1000)，其特征在于:所述主控单元(1100)为 STM32 芯片。
3.根据权利要求1所述的通信用锂电池管理系统(1000)，其特征在于所述采集单元(1200)进一步包括:电压采集模块(1210)、电流采集模块(1220)和温度采集模块(1230)，其中， 所述电压采集模块(1210)的第一端与所述电池组(1220)连接，第二端与所述主控单元(1100)连接，用于采集电池组(2000)电压信号并将电压信号传输至所述主控单元(1100)； 所述电流采集模块(1220)的第一端与所述电池组(2000)连接，第二端与所述主控单元(1100)连接，用于采集电池组(2000)电流信号并将电流信号传输至所述主控单元(1100)； 所述温度采集模块(1230)的第一端与所述电池组(2000)连接，第二端与所述主控单元(1100)连接，用于采集电池组(2000)温度信号并将温度信号传输至所述主控单元(1100)。
4.根据权利要求1所述通信用锂电池管理系统(1000)，其特征在于，所述均衡单元(1300)为被动式均衡单元或主动式均衡单元。
5.根据权利要求1所述通信用锂电池管理系统(1000)，其特征在于，所述保护单元(1400)采用的方式包括:MOS管并联方式、继电器方式和\或接触器方式。
6.根据权利要求1所述通信用锂电池管理系统(1000)，其特征在于所述显示与告警单元(1500)进一步包括:容量指示模块(1530)、IXD显示模块(1520)和声光告警模块(1510)，其中， 所述容量指示模块(1530)与所述主控单元(1100)连接，用于接收所述主控单元(1100)的控制信号并显示电池组(2000)的荷电状态； 所述LCD显示模块(1520)与所述主控单元(1100)连接，用于接收所述主控单元(1100)的控制信号并显示电池组(2000)的状态参数； 所述声光告警模块(1510)与所述主控单元(1100)连接，用于接收所述主控单元(1100)的控制信号并发出告警。
7.根据权利要求1所述通信用锂电池管理系统(1000)，其特征在于所述通信单元(1600)进一步包括:RS485通信模块(1610)、RS232通信模块(1620)和/或以太网通信模块(1630)。
8.根据权利要求1所述通信用锂电池管理系统(1000)，其特征在于所述存储单元(1700)进一步包括内部存储模块(1710)和外部存储模块(1720)，其中， 所述主控单元(1100)与所述内部存储模块(1710)通信，并将数据存储到所述内部存储模块(1710)中和\或从该存储模块(1710)中读取数据； 所述外部存储模块(1720)支持热插拔，该存储模块(1720)与主控单元(1100)或上位机(3000)进行通信，用于存`储数据和\或提供数据。
【文档编号】H02J7/00GK203481890SQ201320614264
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】李松林, 井辉, 叶荣, 王桂花, 巩欣, 彭广香, 赵黎明, 陈东旭, 李玉昇, 姜福林 申请人:北京宝盒精英科技有限公司, 中国移动通信集团设计院有限公司