专利名称：一种电池组及其储能器智能管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与电池组使用有关的技术，特别是涉及对配置有储能器的电池组进行监控的电池组及其储能器智能管理系统。
背景技术：
电池作为一种能量存储或产生部件，在各行各业得到广泛应用。尤其是在后备电 源系统、汽车、工程机械等领域具有不可替代的作用。目前使用的电池多为化学电池，即依 靠电池内部的化学反应产生或存储电能。对于可充电的电池而言，电池的放电过程，就是电 池内部通过化学反应将化学能转化为电能的过程，而充电过程一般是放电过程的逆过程。在诸多应用电池的领域，某些情况下需要电池系统在瞬间提供大量的电能，用来 驱动外部各种装置工作，比如在汽车启动的瞬间，一般要求汽车内部的启动电池在几秒钟 之内提供数百安培的启动电流，用来驱动外部启动电机，从而启动发动机运行；再比如在后 备电源系统，在市电断电的瞬间，后备电源会接替市电系统工作，这也要求电池系统在后备 电源启动的瞬间提供强大的启动电流。根据化学电池的放电工作原理，以上的突发性瞬间放电动作，一般会使电池进入 深度放电状态，电池的端电压会出现较大的跌落，在瞬间放电结束后，电池的端电压才能逐 渐恢复，这一特点是由电池的化学特性决定的。在放电的瞬间，电极附近的带电离子通过外 部回路快速中和，而离电极较远处的离子运动到电极附近需要一定的时间，比如铅酸蓄电 池的远处离子运动到电极附近就需要数秒的时间。在这段时间内，电池的供电能力下降，因 此电压跌落幅度比较大，而后才能呈平稳状态。为了解决以上问题，当然可以采取多组电池 并联的方式解决，但会带来电源系统成本增加的问题。另一方面，电池的使用寿命受电池放电深度的影响较大。对于铅酸蓄电池而言，一 般深度放电的次数约为数百次左右，如果是过度放电，则电池几次之后基本报废。因此，采 取本发明的方法不仅能安全可靠地增加电池系统的瞬间的输出功率，而且可以降低电池的 放电深度，有效延长电池的使用寿命。目前将超级电容器等大容量的电化学电容器作为电池组的储能器的应用非常广 泛，并且是目前最好的配置，但是，其不足之处是未充电荷的超级电容器组不能直接并联 到电池组的电极，否则将对电池组造成深度冲击，因此，超级电容第一次使用前，必须单独 对超级电容进行充电，这样的话，安装及使用极不方便，更不安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种对电池组并联的储能器进行 在线的初始化充电的，同时对电池组及其储能器进行全方位的检测、监控和控制的电池组 及其储能器智能管理系统。本发明的目的通过下述技术方案予以实现包括电池组、储能器和负载接口 XI、 X2，所述开关Kl与储能器初始化充电模块(1)并联后与储能器串联，再与电池组并联；所述电池组、储能器、开关Kl和储能器初始化充电模块与控制单元电连接；所述控制单元设置报警器。所述控制单元还设置配备有人工设置参数装置的显示器。所述控制单元还设置配备可以实时检测电池组及储能器等温度的温度传感器。所述储能器初始化充电模块包括开关K2、电感器L和二极管G ；所述开关K2的一 端连接电池组的一端，其另外一端同时连接电感器L和二极管G，电感器L的另外一端连接 在开关Kl与储能器之间，二极管G的另外一端连接电池组的另外一端；所述开关K2与控制 单元电连接。所述述控制单元包括与CPU及存贮器电连接的电池检测模块、储能检测模块和驱 动模块；所述电池检测模块与电池组电连接；所述储能检测模块与储能器电连接；所述驱 动模块与开关K1、K2的驱动部分电连接。与现有技术相比，本发明具有以下优点在线对储能器进行初始化充电，节约储能 器安装前的等待时间，节约拆装时间，有效保障操作人员的安全和劳动强度。适合于各种电 动汽车、电动摩托车或者其他使用电池组的设备和装置的电池组及其储能器。
附图为本发明的电气原理框图。图中1-储能器初始化充电模块，2-控制单元。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明参照附图，本发明包括电池组、储能器和负载接口 Χ1、Χ2，所述开关Kl与储能器初 始化充电模块(1)并联后与储能器串联，再与电池组并联；所述电池组、储能器、开关Ki和 储能器初始化充电模块1与控制单元2电连接；所述控制单元2设置报警器。所述控制单元2还设置配备有人工设置参数装置的显示器。所述控制单元2还设置配备可以实时检测电池组及储能器等温度的温度传感器。 附图中省略了温度传感器的框图。所述储能器初始化充电模块1包括开关Κ2、电感器L和二极管G ；所述开关Κ2的 一端连接电池组的一端，其另外一端同时连接电感器L和二极管G，电感器L的另外一端连 接在开关Kl与储能器之间，二极管G的另外一端连接电池组的另外一端；所述开关Κ2与控 制单元2电连接。通过开关脉冲的方式对储能器进行充电。所述述控制单元2包括与CPU及存贮器电连接的电池检测模块、储能检测模块和 驱动模块；所述电池检测模块与电池组电连接；所述储能检测模块与储能器电连接；所述 驱动模块与开关K1、K2的驱动部分电连接。所述报警器、配备有人工装置参数装置的显示器、温度传感器、电感器L和二极管 G采用现有成熟的技术和产品。所述电池检测模块、储能检测模块和驱动模块采用现有成熟技术的电路或者产品。
所述CPU及存贮器采用现有成熟技术的电路或者产品，其存贮器能够写入并保存专用软件和设定的参数数据等资料。所述开关K1、K2采用可控开关。在本实施例中储能器采用单体的超级电容器或者超级电容器组。工作原理按照附图组装和连接。出厂前，CPU及存贮器的存贮器能够写入并保存专用软件和设定的参数数据等资料。一、储能器初始化充电在储能器未安装到电池组之前，系统内部的开关K1、K2是断开的。当储能器通过 系统并联到电池组以后，CPU首先检测电池组、储能器的状态，并与存储器内的参数比较，当 判定储能器的端电压低于电池组电压时，即开始初始化充电工作，CPU发出指令控制驱动模 块，驱动模块向开关K2发出具有一定占空比的开关控制脉冲，周期地控制开关K2关闭及打 开，通过电感器L、二极管G对储能器进行脉冲方式充电。同时检测模块会不停地检测储能 器的状态参数，当储能器的电压与电池组一致时，初始化充电完成，CPU发出控制指令，通过 驱动模块控制开关Kl闭合、K2打开，储能器进入并网状态。二、储能器工作在储能器通过开关脉冲方式完成初始化充电以后，开关Kl闭合、K2打开，储能器 接入电池系统，并与电池系统同步工作。当电池组的电气参数、温度参数不满足设定值时，报警器工作，同时CPU通过驱动 模块控制开关K1、K2断开，将储能器与电池系统分离，确保安全。配备有人工设置参数装置的显示器，在专用软件的支持下能够实现人机对话。
权利要求
一种电池组及其储能器智能管理系统，包括电池组、储能器和负载接口X1、X2，其特征在于所述开关K1与储能器初始化充电模块(1)并联后与储能器串联，再与电池组并联；所述电池组、储能器、开关K1和储能器初始化充电模块(1)与控制单元(2)电连接；所述控制单元(2)设置报警器。
2.根据权利要求1所述的一种电池组及其储能器智能管理系统，其特征在于所述控 制单元(2)还设置配备有人工设置参数装置的显示器。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池组及其储能器智能管理系统，其特征在于所 述控制单元(2)还设置配备可以实时检测电池组及储能器等温度的温度传感器。
4.根据权利要求1或2所述的一种电池组及其储能器智能管理系统，其特征在于所 述储能器初始化充电模块(1)包括开关K2、电感器L和二极管G ；所述开关K2的一端连接电 池组的一端，其另外一端同时连接电感器L和二极管G，电感器L的另外一端连接在开关Kl 与储能器之间，二极管G的另外一端连接电池组的另外一端；所述开关K2与控制单元(2) 电连接。
5.根据权利要求3所述的一种电池组及其储能器智能管理系统，其特征在于所述储 能器初始化充电模块(1)包括开关K2、电感器L和二极管G ；所述开关K2的一端连接电池 组的一端，其另外一端同时连接电感器L和二极管G，电感器L的另外一端连接在开关Kl与 储能器之间，二极管G的另外一端连接电池组的另外一端；所述开关K2与控制单元(2)电 连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种电池组及其储能器智能管理系统，其特征在于所 述述控制单元(2)包括与CPU及存贮器电连接的电池检测模块、储能检测模块和驱动模块； 所述电池检测模块与电池组电连接；所述储能检测模块与储能器电连接；所述驱动模块与 开关K1、K2的驱动部分电连接。
7.根据权利要求3所述的一种电池组及其储能器智能管理系统，其特征在于所述述 控制单元(2)包括与CPU及存贮器电连接的电池检测模块、储能检测模块和驱动模块；所述 电池检测模块与电池组电连接；所述储能检测模块与储能器电连接；所述驱动模块与开关 K1、K2的驱动部分电连接。
8.根据权利要求4所述的一种电池组及其储能器智能管理系统，其特征在于所述述 控制单元(2)包括与CPU及存贮器电连接的电池检测模块、储能检测模块和驱动模块；所述 电池检测模块与电池组电连接；所述储能检测模块与储能器电连接；所述驱动模块与开关 K1、K2的驱动部分电连接。
9.根据权利要求5所述的一种电池组及其储能器智能管理系统，其特征在于所述述 控制单元(2)包括与CPU及存贮器电连接的电池检测模块、储能检测模块和驱动模块；所述 电池检测模块与电池组电连接；所述储能检测模块与储能器电连接；所述驱动模块与开关 K1、K2的驱动部分电连接。
全文摘要
本发明公开了一种电池组及其储能器智能管理系统，它包括电池组、储能器和负载接口X1、X2，所述开关K1与储能器初始化充电模块(1)并联后与储能器串联，再与电池组并联；所述电池组、储能器、开关K1和储能器初始化充电模块(1)与控制单元(2)电连接；所述控制单元(2)设置报警器。所述控制单元(2)还设置配备有人工设置参数装置的显示器。所述控制单元(2)还设置配备可以实时检测电池组及储能器等温度的温度传感器。本发明对在线储能器无需在安装前的进行预充电环节，避免了对电池组所造成的深度冲击，节约了安装时间。适合于各种电动汽车、电动摩托车或者其他使用电池组的设备和装置的电池组及其储能器。
文档编号H02J7/00GK101807807SQ201010153450
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者周少军, 张伟, 李勇周 申请人:张伟