一种分布式电池管理系统及方法、船舶储能管理系统与流程

1.本发明涉及电池管理，具体是一种分布式电池管理系统及方法、船舶储能管理系统。


背景技术：

2.船舶储能系统使用锂电池作为储能载体，单艘船舶的电池数量超过几十辆汽车，因此对于船舶电池系统的安全性要求更高。
3.目前的电池管理对多个电池包的管理不便，被动均衡很难实现完全的均衡，并且发热量大，耗能且利用率过低。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种分布式电池管理系统及方法、船舶储能管理系统，本发明使用主动均衡技术，相对于被动均衡中使用电阻放电的方式，本发明降低发热量，提高利用率。
5.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种分布式电池管理系统，包括微控制器、电池包，所述电池包内设置有若干个电池芯，还包括电流监测模块、均衡模块、电池芯检测模块、温度检测模块，所述电流监测模块的输入端连接至所述电池包、输出端连接至所述微控制器，所述均衡模块的一端连接至所述电池芯、另一端连接至所述微控制器，所述电池芯检测模块的输入端连接至所述电池芯、输出端连接至所述微控制器，所述温度检测模块的输入端连接有热敏电阻、输出端连接至所述微控制器；
6.还包括连接于所述微控制器输出端的对外接口输出模块，所述对外接口输出模块将所述微控制器的处理信号向外输出。
7.进一步地，所述电池包内设置有ct电流互感器，所述ct电流互感器连接于所述电池芯的正负极，所述ct电流互感器连接于所述电流监测模块的输入端。
8.进一步地，所述均衡模块具备若干个均衡接入端，所述均衡接入端分别连接至所述电池芯的接口。
9.进一步地，所述电池芯检测模块具备若干个状态接入端，所述状态接入端分别连接至所述电池芯的接口。
10.进一步地，所述热敏电阻与所述电池芯的数量一致，且所述热敏电阻连接于所述电池芯用于感应所述电池芯的温度；所述温度检测模块具备若干个温度接入端，所述温度接入端分别连接至所述热敏电阻。
11.进一步地，所述对外接口输出模块包括can接口、rs485接口、profibus接口、ethernet接口、alarm接口、4x digital input/output接口用于将所述电流监测模块、所述均衡模块、所述电池芯检测模块、所述温度检测模块的数据传送。
12.进一步地，所述微控制器还连接有隔离电源，所述电流监测模块连接至所述隔离电源。
13.一种分布式电池管理方法，包括以下步骤：
14.所述电流监测模块接收所述电池芯的电流信号并发至所述微控制器；
15.所述电池芯检测模块接收所述电池芯的状态参数并发至所述微控制器；
16.所述温度检测模块接收所述热敏电阻的温度并发至所述微控制器；
17.所述微控制器处理所述电流信号、所述状态参数、所述温度后，控制所述均衡模块发出均衡信号，使得所述电池芯电压均衡。
18.一种船舶储能管理系统，包括多个一种分布式电池管理系统，以及总控制器，所述微控制器均连接至所述总控制器。
19.综上所述，本发明取得了以下技术效果：
20.本发明可以采集单体电芯的信息，并直接对电芯进行均衡处理；
21.对于多个电池包组成的储能系统，当一个电池包的处理系统出现故障后，系统中的其他控制板可以立刻接管，并持续处理系统，保障系统的安全；
22.本发明使用主动均衡技术，相对于被动均衡使用电阻放电的方式，本发明降低发热量，提高利用率。
附图说明
23.图1是本发明实施例提供的电池管理系统示意图；
24.图2是图1中电池芯、电流监测模块、均衡模块、电池芯检测模块连接示意图；
25.图3是图1中温度检测模块示意图；
26.图4是图1中微控制器与对外接口输出模块连接示意图；
27.图5是过温保护示意图。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
29.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.实施例：
35.如图1所示，一种分布式电池管理系统，包括微控制器、电池包1，电池包1内设置有若干个电池芯，还包括电流监测模块4、均衡模块5、电池芯检测模块6、温度检测模块7，电流监测模块4的输入端连接至电池包1、输出端连接至微控制器，均衡模块5的一端连接至电池芯、另一端连接至微控制器，电池芯检测模块6的输入端连接至电池芯、输出端连接至微控制器，温度检测模块7的输入端连接有热敏电阻、输出端连接至微控制器；
36.还包括连接于微控制器输出端的对外接口输出模块，对外接口输出模块将微控制器的处理信号向外输出。
37.本发明采用主动均衡技术，不采用被动均衡技术中电阻发热的技术，降低发热量，以及提高能量的利用率。
38.如图2所示，电池包1内设置有ct电流互感器，ct电流互感器连接于电池芯的正负极，ct电流互感器连接于电流监测模块4的输入端。微控制器还连接有隔离电源，电流监测模块4连接至隔离电源。一方面可以手动选择或者自动选择电源，同时将电流传送至微控制器。
39.均衡模块5具备若干个均衡接入端，均衡接入端分别连接至所述电池芯的接口，均衡模块5将微控制器的控制信号发送至电池芯中，用于将不均衡的电池进行均衡处理。
40.电池芯检测模块6具备若干个状态接入端，状态接入端分别连接至所述电池芯的接口，用于将电池芯的状态参数收集后发送至微控制器，便于直接采集电池芯的状态信息，同时便于微控制器的均衡处理。
41.如图3所示，热敏电阻与电池芯的数量一致，且热敏电阻连接于电池芯用于感应电池芯的温度；温度检测模块7具备若干个温度接入端，温度接入端分别连接至所述热敏电阻，用于检测电池芯的温度以便微控制器处理。
42.如图4所示，对外接口输出模块包括can接口、rs485接口、profibus接口、ethernet接口、alarm接口、4x digital input/output接口用于将电流监测模块4、均衡模块5、电池芯检测模块6、温度检测模块7的数据传送。can接口、alarm接口均为2个，方便信号的传输。
43.如图5所示，本系统还设置有过温保护3，过温保护3设置有若干个开关，每一个电池芯上均设置一个开关，在温度过高时关闭，保证安全。
44.一种分布式电池管理方法，包括以下步骤：
45.电流监测模块4接收电池芯的电流信号并发至微控制器；
46.电池芯检测模块6接收电池芯的状态参数并发至微控制器；
47.温度检测模块7接收热敏电阻的温度并发至微控制器；
48.微控制器处理电流信号、状态参数、温度后，控制均衡模块5发出均衡信号，使得电
池芯电压均衡。
49.一种船舶储能管理系统，包括一种分布式电池管理系统，以及总控制器，所述微控制器均连接至所述总控制器。利用一个总控制器控制多个微控制器，从而分布式控制多个电池包。
50.以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。