一种分布式组合电池系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电池系统及应用领域，涉及对电池系统控制和管理的方法，具体是一种分布式组合电池系统。
【背景技术】
[0002]电池管理系统包括充放电管理、电池参数监控和保护、电池均衡、电池容量估算、系统通信等功能。
[0003]充放电管理主要是根据电池的状态来确定合理的充电方式，如涓流充电、恒流充电、恒压充电等，并根据放电电流大小确定放电截止电压等重要参数。
[0004]电池参数监控和保护，主要是监控每级电池的电压、电流、温度等参数，并根据设定值关闭或打开相应的保护电路开关。
[0005]电池均衡是在多级电池串联的应用情况下，在充放电过程中，某级电池容量下降，导致充电时该级电池电压很快高于其它级电池，放电时电压很快低于其它级电池，这样即浪费了高容量电池级的能量容量，又容易损坏电池。通过均衡电路和算法，将电压异常的电池额外泄放或补充部分能量，就能充分利用整组电池的容量，并使电池保持正常化学寿命。
[0006]电池容量估算是根据电池电压、电流、充放电过程进行电池容量的记录和估算，以便主设备及时掌握电池剩余容量状况。
[0007]通信功能主要是电池管理系统和上位机之间通过各类通信接口和软件协议，实现电池状态参数上报和命令下发执行等功能。
[0008]目前大型电池系统设计一般采用集中统一的管理模式，有些大型电池系统对电池做了分组处理，但是并没有对分组实现完整的模块化管理，在安装和管理维护上仍然不方便。
【发明内容】
[0009]针对现有技术的不足，本发明提出一种新的技术方案，其目的是提供一种分布式组合电池系统，通过二级管理和均衡，达到对电池系统有效管理的同时，实现了系统搭积木式的模块化设计，大幅提高了电池系统的设计、生产、运输、安装及维护的效率和便利性。
[0010]为了解决上述的技术问题，本发明的基本解决技术方案是:一种分布式组合电池系统，其特征在于包含多个电池单元、总控制器、交直流输入切换开关和输出保护开关，每个电池单元通过充电母线与交直流输入切换开关连接，且每个电池单元均分别与总控制器通过通讯线连接，输出保护开关安装在系统总输出位置上，受总控制器管理和监控；所述多个电池单元M个并联成一组，再N组串联方式连接。电池单元内部有完整独立的充放电及管理功能，所有电池单元再接受总控制器的协调管理。
[0011]所述总控制器主要的控制流程有3部分:交直流输入切换开关控制流程、电池系统巡检及管理流程、告警和保护流程；
[0012]每个电池单元都可以和总控制器通信，接受总控制器的巡检和控制；交流输入和电池系统总输出的高压直流电，通过交直流输入切换开关选择输出到充电母线上；当交流输入正常时，由交流输入对各电池单元进行电能补充，并进行一级均衡；当交流输入断电时，由电池系统总输出的高压直流电，在总控制器的控制下，向整个电池系统进行一级均衡，对电压和容量不足的电池单元进行能量补充，各电池单元内部自行做二级均衡。
[0013]本发明有益效果在于:通过二级管理和均衡，达到对电池系统有效管理的同时，实现了系统搭积木式的模块化设计，大幅提高了电池系统的设计、生产、运输、安装及维护的效率和便利性。从电池单元和系统的制造商角度，可实现电池单元批量标准化生产，从而以标准工业品的形式组织生产和销售，降低了生产和销售成本，具有积极的社会经济效益。
【附图说明】
[0014]图1为本发明一种分布式组合电池系统一种实施例的架构框图。
[0015]图2为本发明一种分布式组合电池系统一种实施例的交直流输入切换开关结构示意图。
[0016]图3为本发明一种分布式组合电池系统一种实施例的交直流输入切换开关控制流程图。
[0017]图4为本发明一种分布式组合电池系统一种实施例的电池系统巡检及管理流程图。
[0018]图5为本发明一种分布式组合电池系统一种实施例的告警和保护流程图。
【具体实施方式】
[0019]以下将结合附图对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。
[0020]为了方便说明并且理解本发明的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。
[0021]本发明设计了一种分布式组合电池系统(简称电池系统，参见图1-5)，其特征在于包含多个电池单元、总控制器、交直流输入切换开关和输出保护开关，每个电池单元通过充电母线与交直流输入切换开关连接，且每个电池单元均分别与总控制器通过通讯线连接，输出保护开关安装在系统总输出位置上，受总控制器管理和监控；所述多个电池单元M个并联成一组，再N组串联方式连接。电池单元内部有完整独立的充放电及管理功能，所有电池单元再接受总控制器的协调管理。
[0022]所述总控制器主要的控制流程有3部分:交直流输入切换开关控制流程(参见图
3)、电池系统巡检及管理流程(参见图4)、告警和保护流程(参见图5)。
[0023]每个电池单元都可以和总控制器通信，接受总控制器的巡检和控制。交流输入和电池系统总输出的高压直流电，通过交直流输入切换开关输出到充电母线上。当交流输入正常时，由交流输入对各电池单元进行电能补充，并进行一级均衡。当交流输入断电时，由电池系统总输出的高压直流电，在总控制器的控制下，向整个电池系统进行一级均衡，对电压和容量不足的电池单元进行能量补充，各电池单元内部自行做二级均衡。
[0024]每个电池单元内部包含多节电池，可独立实现充放电管理、电池参数监控和保护、电池均衡、通信等完整的电池管理功能。该电池单元的充电输入电压既可以是交流电，也可以是高压直流电。电池单元本身可以作为一个小电池系统独立使用。对这样的电池单元电气上做串、并联，再进行通信与控制管理，