电池管理系统及其均流电路板的制作方法

【技术领域】

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池管理系统及其均流电路板。

背景技术：

电池在生产过程中由于原材料及生产工艺的不同，其容量、内阻、电压及自放电率均会存在一定的差异。同时，在使用过程中随着充放电循环次数的增加及存储的时间、温度等因素的影响，每个电池的损耗程度将不同，每个电池的充电电流及放电电流也将不同。当电池组中某个电池损耗严重时，其充电电流和放电电流会迅速增大。然而，充电电流和放电电流的增大不仅加速了电池组的老化，而且还会引起发热问题，当温度过大时，甚至会烧毁电池内部材料从而引起电池组的爆炸。

鉴于此，实有必要提供一种电池管理系统以及均流电流板以克服以上缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能使电池组中每个电芯的充电电流一致且放电电流一致的均流电路板。

为了实现上述目的，本发明提供一种均流电路板，所述均流电路板包括控制芯片及多个均流单元，所述控制芯片与电池管理单元及每个均流单元相连，每个均流单元包括电子开关及储能元件，每个电子开关的第一端与所述控制芯片相连，每个电子开关的第二端与相应的电芯相连，每个电子开关的第三端与相应的储能元件相连，所述控制芯片根据所述电池管理单元发送的指令控制每个电子开关的导通和截止频率，从而使每个电芯的充电电流一致且放电电流一致。

本发明的目的是还提供一种应用上述均流电路板的电池管理系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种电池管理系统，所述电池管理系统用于管理多个电池组且包括电池控制单元、多个电池管理单元及多个如上所述的均流电路板，所述电池管理单元、所述均流电路板及所述电池组数量相连且一一对应，所述电池控制单元通过相应的电池管理单元及相应的均流电路板与相应的电池组相连，所述电池控制单元发送的指令通过相应的电池管理单元传输给相应的均流电路板，每个均流电路板根据接收到的指令使相应的电池组中每个电芯的充电电流一致且放电电流一致。

相比于现有技术，本发明通过每个均流电路板中的控制芯片根据接收到的指令控制每个电子开关的导通和截止频率，从而使相应的电池组中每个电芯的充电电流一致且放电电流一致，进而有效地避免了每个电池组因某些电芯的充电电流过大或放电电流过大而导致的老化加速及发热等问题。

【附图说明】

图1为本发明的实施例提供的电池管理系统的原理框图。

图2为图1中均流电路板的原理框图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人士在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人士通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1及图2，本发明的实施例提供的电池管理系统10用于管理多个电池组20。所述电池管理系统10包括bcu(batterycontrolunit，电池控制单元)100、多个bmu(batterymanagementunit，电池管理单元)200及多个均流电路板300。所述bmu200、所述均流电路板300及所述电池组20数量相连且一一对应。所述bcu100通过相应的bmu200及相应的均流电路板300与相应的电池组20相连。所述bcu100发送的指令通过相应的bmu200传输给相应的均流电路板300。每个均流电路板300根据接收到的指令使相应的电池组20中每个电芯26的充电电流一致且放电电流一致。在本实施方式中，每个电池组20包括多个串联及/或并联的电芯26。

所述电池管理系统10还包括多个电压采集模块500及多个均衡模块600。所述电压采集模块500、所述均衡模块600及所述电池组20数量相连且一一对应。每个电压采集模块500与相应的电池组20及相应的均流电路板300相连。每个均衡模块600与相应的电池组20、相应的均流电路板300及相应的bmu200相连。每个电压采集模块500采集相应的电池组20中每个电芯26的电压，并将采集到的电压通过相应的均流电路板300及相应的bmu200传输给所述bcu100。所述bcu100通过相应的bmu200发送指令给相应的均衡模块600，每个均衡模块600根据接收到的指令对相应的电池组20中每个电芯26的容量进行均衡。

请再次参阅图2，所述均流电路板300包括控制芯片310及多个均流单元320。所述控制芯片310与相应的bmu200及每个均流单元320相连。每个均流单元320包括电子开关321及储能元件322。每个电子开关321的第一端与所述控制芯片310相连，每个电子开关321的第二端与相应的电池组20中相应的电芯26相连，每个电子开关321的第三端与相应的储能元件322相连。所述控制芯片310根据所述bmu200发送的指令控制每个电子开关321的导通和截止频率，从而使相应的电池组20中每个电芯26的充电电流一致且放电电流一致。在本实施方式中，每个均流电路板300所包括的电子开关321的数量与相应的电池组20所包括的电芯26的数量相等且一一对应。

当每个电子开关321导通时，每个电芯26通过相应的电子开关321及相应的储能元件322进行充电或放电。当每个电子开关321断开时，每个储能元件322进行短时间的充电或放电。

每个均流单元320还包括电流传感器323。每个电流传感器323与所述控制芯片310及相应的储能元件322相连。每个电流传感器323用于感测相应的电芯26的充电电流及放电电流，并将感测到的电流值传输给所述控制芯片310。

每个均流单元320还包括电芯接口326。每个电子开关321的第二端通过相应的电芯接口326与相应的电芯26相连。

每个均流单元320还包括温度传感器328。每个温度传感器328与所述控制芯片310相连，每个温度传感器328感测相应的电芯26的温度，并将感测到的温度值传输给所述控制芯片310。

所述均流电路板300还包括用于与其它均流电路板300相连且允许大电流通过的第一接口330。所述均流电路板300通过所述第一接口330与其它均流电路板300通讯。

所述均流电路板300还包括用于与相应的电压采集模块500相连的第二接口350。所述均流电路板300通过所述第二接口350接收相应的电压采集模块500采集到的相应的电池组20中每个电芯26的电压。

所述均流电路板300还包括与均衡模块600相连的第三接口360。所述均流电路板300通过所述第三接口360与所述均衡模块600通讯。

在本实施方式中，所述电子开关321可以为三极管、mos管或igbt。所述电子开关321的第一端、第二端及第三端可以分别对应三极管的基极、集电极及发射极，mos管的栅极、漏极及源极，或igbt的门极、集电极及发射极。

下面将对本发明电池管理系统10及其均流电路板300的工作原理进行说明。

工作时，所述bcu100通过相应的bmu200发送指令给相应的均流电路板300的控制芯片310。所述控制芯片310根据接收到的指令控制每个电子开关321的导通和截止频率，以使相应的电池组20中每个电芯26的充电电流一致且放电电流一致。当每个电子开关321导通时，每个电芯26通过相应的电子开关321及相应的储能元件322进行充电或放电；当每个电子开关321断开时，每个储能元件322进行短时间的充电或放电，以使相应的电流传感器323能持续地感测到电流。每个电流感测单元感测到的电流为相应的电芯26的充电电流或放电电流。每个电流感测单元将感测到的电流值传输给所述控制芯片310，所述控制芯片310将所述电流值通过相应的bmu200传输给所述bcu100。

所述bcu100根据接收到的电流值来判断是否需要调整发送相应的控制芯片310的指令。具体地，当所述bcu100根据接收到的电流值判断相应的电池组20中每个电芯26的充电电流一致且放电电流一致时，所述bcu100继续发送原来的指令给相应的控制芯片310。当所述bcu100根据接收到的电流值判断相应的电池组20中每个电芯26的充电电流不一致或放电电流不一致时，所述bcu100需要调整发送相应的控制芯片310的指令，直至所述bcu100根据接收到的电流值判断相应的电池组20中每个电芯26的充电电流一致且放电电流一致。

当所述控制单元输出的指令改变时，所述控制芯片310控制每个电子开关321的导通和截止频率将随之改变，所每个电流传感器323感测到的电流值也将随之改变。由此可知，所述均流电路板300可以根据所述bcu100输出的指令来控制相应的电池组20中每个电芯26的充电电流及放电电流。

在本实施方式中，所述控制芯片310接收到指令后输出相应的pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)信号来控制每个电子开关321的导通和截止频率。具体地，所述控制芯片310通过调整pwm信号的占空比及频率来控制所述电子开关321的导通和截止频率。在其它实施方式中，所述控制芯片310可以通过其它方式来控制所述电子开关321的导通和截止频率。

可以理解，当所述控制芯片310控制每个电子开关321一直导通时，每个电流传感器323感测到电流为相应的电芯26充电或放电时的真实电流值。每个电芯26的充电时的真实电流值不一定相等，每个电芯26的放电时的真实电流值也不一定相等。

每个电压采集模块500采集相应的电池组20中每个电芯26的电压，并将采集到的电压值通过相应的第二接口350及相应的控制芯片310输出给相应的bmu200。每个bmu200将接收到的电压值传输给所述电池控制芯片310。

所述bcu100通过每个bmu200发送指令给相应的均衡模块600。每个均衡模块600根据接收到的指令对相应的电池组20中每个电芯26的容量进行均衡，从而使相应的电池组20中每个电芯26的一致性更好，进行延长了相应的电池组20的使用寿命。

在本实施方式中，每个均流电路板300控制电芯26充电电流及放电电流的精度达到10ma，每个均流电路板300耐腐蚀、抗氧化、阻燃性好并且机械强度大能够支撑相应的电池组20中的多个电芯26；每个温度传感器328感测温度的精度达到1摄氏度，每个温度传感器328可以感测相应的电芯26的极耳温度。

本发明通过每个均流电路板300中的控制芯片310根据接收到的指令控制每个电子开关321的导通和截止频率，从而使相应的电池组20中每个电芯26的充电电流一致且放电电流一致，进而有效地避免了每个电池组20因某些电芯26的充电电流过大或放电电流过大而导致的老化加速及发热等问题。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人士而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。