专利名称：一种电池组管理系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电池管理领域，尤其涉及一种电池组管理系统。
背景技术：
二次充电电池充电至其荷电状态 为100%或放电至其荷电状态为0%，都会影响其
长期容量。为解决此技术问题，现有电池组充电或者放电都设有限制。例如，使二次充电电池的工作容量范围为30%至70%，即二次充电电池的可用容量范围为电池总容量的40%。二次充电电池具有相对平坦的充放电曲线，如图I所示，在工作容量范围30%至70%之间曲线段相对平坦，仅几毫伏的电压变化就会引起电荷量的较大变化。为了充分利用电池组中每节二次充电电池的可用容量范围，电池管理系统必须非常准确的监视每节二次充电电池的电压。一个高压电池组中具有多节二次充电电池，由于制造的差异性，各节二次充电电池的容量略有不同；由于较差的二次充电电池比其他二次充电电池老化快，这种容量差异随着时间的推移也会增大。就容量较小于其它同电池组的二次充电电池而言，它在经历多个充电周期和放电周期后，充电状态将逐渐偏离，电池组中的某些二次充电电池最终会过充或过放，从而导致二次充电电池损坏，并最终导致电池组故障。
发明内容
本发明为解决电池组充放电时的安全问题，提供了一种电池组管理系统，该系统能够准确的检测电池组中每节二次充电电池的电压信号和电流信号，并根据这些信号对电池组中需要进行电荷均衡的二次充电电池进行均衡，以消除电池组的过充或过放现象。一种电池管理系统，所述电池组由两节以上的二次充电电池构成，所述电池管理系统包括被动均衡电路模块、高压开关模块、放大电路模块、模数转换模块、数字控制电路模块、隔离通讯模块、上位机模块；
所述上位机模块发出检测信号，经所述隔离通讯模块、数字控制电路模块的传递以作用于所述高压开关模块，以控制所述高压开关模块使被检测信号选中的二次充电电池导通；
所述高压开关模块采集所述导通的二次充电电池的电压信号和电流信号；
所述放大电路模块将所述电压信号和电流信号进行放大；
所述模数转换模块在所述数字控制电路模块的控制下将所述放大后电压信号和电流信号转换成数字电压信号和数字电流信号；
所述数字控制电路模块将所述数字电压信号和数字电流信号通过所述隔离通讯模块传输到所述上位机模块；
所述上位机模块根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字电流信号得到均衡指令信号；所述均衡指令信号通过所述隔离通讯模块、所述数字控制电路模块传输到所述高压开关模块；所述高压开关模块控制所述被动均衡电路模块对与所述均衡指令信号对应的二次充电电池进行放电均衡。本发明的上位机模块检测出所述电池组中所有二次充电电池电压信号和电流信号，并根据这些信号对电池组中需要进行电荷均衡的二次充电电池进行放电均衡，以消除电池组的过充或过放现象。以达到延长电池组使用寿命的效果。
图I是现有技术提供的二次充电电池的充放电曲线示意图。图2是本发明实施例I提供的电池组管理系统示意图。图3是本发明实施例2提供的电池组管理系统示意图。、
图4是本发明实施例提供的电池组管理系统电路示意图。图5是本发明实施例提供的高压开关模块电路示意图。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明针对电池组保护市场，提供了一种电池组管理系统。作为本发明实施例I提供的电池组管理系统，如图I所示，所述电池组21由两节以上的二次充电电池构成，所述电池管理系统包括被动均衡电路模块22、高压开关模块23、放大电路模块24、模数转换模块25、数字控制电路模块26、隔离通讯模块27、上位机模块28 ；
所述上位机模块28发出检测信号，经所述隔离通讯模块27、数字控制电路模块26的传递以作用于所述高压开关模块23，以控制所述高压开关模块23使被检测信号选中的二次充电电池导通；
所述高压开关模块23采集所述导通的二次充电电池的电压信号和电流信号；
所述放大电路模块24将所述电压信号和电流信号进行放大；
所述模数转换模块25在所述数字控制电路模块26的控制下将所述放大后电压信号和电流信号转换成数字电压信号和数字电流信号；
所述数字控制电路模块26将所述数字电压信号和数字电流信号通过所述隔离通讯模块27传输到所述上位机模块28 ；
所述上位机模块28根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字电流信号得到均衡指令信号；
所述均衡指令信号通过所述隔离通讯模块27、所述数字控制电路模块26传输到所述高压开关模块23 ;所述高压开关模块23控制所述被动均衡电路模块22对与所述均衡指令信号对应的二次充电电池进行放电均衡。所述上位机模块28根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字电流信号得到均衡指令信号的方法如下找出所有二次充电电池的数字电压信号中最小的数字电压信号值Vmin ;计算其它二次充电电池的数字电压信号值V与最小的数字电压信号值Vmin的差值VD，并将差值Vd与电压阈值Vset进行比较；如果电压差值Vd大于电压阈值Vset，则上位机模块对应发出该二次充电电池的均衡指令信号；如果Vd小于等于电压阈值Vset，则此二次充电电池不需要均衡，上位机模块不作处理。所述预设电压阈值Vset的确定方法如下所述上位机模块28对每节二次充电电池的所述数字电流信号进行累加计数得出二次充电电池放电容量Wl ;将二次充电电池总容量W减去放电容量Wl得到二次充电电池的荷电状态；所述上位机模块28根据电池组中每节二次充电电池的荷电状态确定电压阈值Vset的大小。其中电池总容量为每节二次充电电池的固有物理容量。二次充电电池的荷电状态与电压值为非线性关系，是电池组中二次充电电池的属性决定的，根据电池组荷电状态与电压关系曲线，曲线上不同段的斜率对应不同的电压阈值Vset，根据电池组荷电与电压关系曲线做个查找表。考虑到计算的误差，二次充电电池的总容量要每隔一段时间进行一次校正，先放掉所有电荷，然后电池总容量校正可在充电时进行，充进的电量就是二次充电电池的总容 量。所述数字控制电路模块26包括信号预处理单元、第一报警信号产生单元、高速同步串行口通讯单元、模数电路控制单元、指令传递单元。信号预处理单元用于对所述数字电压信号、数字电流信号进行滤波处理，使数字电压信号、电流信号质量更高。 第一报警信号产生单元用于对所述数字电压信号与第一预设电压阈值、数字电流信号与第一预设电流阈值进行比较，如数字电压信号大于第一预设电压阈值、或数字电流信号大于第一预设电流阈值，则产生第一报警信号，此第一报警信号通过隔离通讯模块27上传到上位机模块28，上位机模块28根据第一报警信号切断电池组21的工作状态，以达到保护电池组的目的。高速同步串行口通讯单兀(Serial Peripheral interface,简称SPI ;是一种标准的四线同步双向串行总线)用于和上位机模块进行数据通讯。模数电路控制单元用于控制模数转换电路对放大后的电压信号、电流信号进行模数转换，具体控制其转换时刻及转换速度。指令传递单元用于传递所述检测信号和均衡指令信号。所述隔离通讯模块27为磁隔离驱动电路，所述磁隔离驱动电路包括二个输出通道和一个输入通道；所述二个输出通道用于隔离所述数字电压信号和数字电流信号；所述输入通道用于隔离所述检测信号和所述均衡指令信号。磁隔离驱动电路具有功耗低、通讯效率高、占用电路面积小的特点。除了数字控制电路模块26能根据数字温度信号、数字电压信号、数字电流信号产生报警信号外，所述上位机模块28也能根据接收到的数字温度信号、数字电压信号、数字电流信号产生报警信。所述上位机模块28还包括第二报警信号产生单元；所述第二报警产生单元对所述数字电压信号与第二预设电压阈值、数字电流信号与第二预设电流阈值、数字温度信号与第二预设温度阈值进行比较，如数字电压信号大于第二预设电压阈值、或数字电流信号大于第二预设电流阈值、或数字温度信号大于第二预设温度阈值，则所述第二报警信号产生单元产生第二报警信号，上位机模块28根据第二报警信号切断电池组的工作状态，以达到保护电池组的目的。
所述被动均衡电路模块22由与所述电池组中二次充电电池组数目相同的被动均衡单元构成，所述被动均衡单元与所述对应的二次充电电池连接。所述被动均衡单元包括电阻和三极管；所述电阻连接于所述二次充电电池正极与三级管集电极之间，所述三级管发射极与所述二次充电电池负极相连。二次充电电池放掉的电能消耗在电阻上，改变电阻可改变放电电流。当电阻阻值较小时，放电电流较大，放电比较快，但是同样的功率小电阻会占用较大的电路面积，且放电快会产生大量的热量，需解决散热的问题；当电阻阻值较大时，放电电流较小，放电比较慢，同样的功率大电阻占用电路面积小，且放电慢，产生的热量也较小。实际电路中需综合考虑均衡效率、电阻所占面积及均衡时产生的热量大小选择合适的放电电阻。本发明的电池组管理系统中的电池组由多个二次充电电池串联构成，共模电压较高，高压开关模块需采用高压工艺，以达到系统的要求。所述放大电路模块24为高性能差动运算放大器，对温度信号、电压信号和电流信号进行差动放大，差动运算放大器共模抑制能力强。所述模数转换电路模块25的分辨率为16位，具有FIR(finite-impulse-response,有限冲击响应)滤波器,FIR滤波器具有稳定性好、线性相位和广泛的适用范围，故本发明采用FIR滤波器。所述模数转换电路模块25受数字控制电路模块26的控制，数字控制电路模块26控制模数转换电路模块25对电压信号、电流信号进行模数转换的时间及转换速度。另外，电池管理系统对应都具有时钟信号产生模块和电源模块，时钟信号产生模块用于为所述数字控制电路模块26提供时钟信号；电源模块用于为所述放大电路模块24和时钟信号产生模块提供电源信号。作为本发明实施例2,如图3所示,包括电池组31,所述电池管理系统包括被动均衡电路模块32、高压开关模块33、放大电路模块34、模数转换模块35、数字控制电路模块
36、隔离通讯模块37、上位机模块38，温度采集模块39。所述上位机模块38根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字电流信号得到均衡指令信号的方法如下找出所有二次充电电池的数字电压信号中最小的数字电压信号值Vmin ;计算其它二次充电电池的数字电压信号值V与最小的数字电压信号值Vmin的差值VD，并将差值Vd与电压阈值Vset进行比较；如果电压差值Vd大于电压阈值Vset，则上位机模块对应发出该二次充电电池的均衡指令信号；如果Vd小于等于电压阈值Vset，则此二次充电电池不需要均衡，上位机模块38不作处理。所述预设电压阈值Vset的确定方法如下所述上位机模块38对每节二次充电电池的所述数字电流信号进行累加计数得出二次充电电池放电容量Wl ;将二次充电电池总容量W减去放电容量Wl得到二次充电电池的荷电状态；所述上位机模块根据电池组中每节二次充电电池的荷电状态确定电压阈值Vset的大小。其中电池总容量为每节二次充电电池的固有物理容量。二次充电电池的荷电状态与电压值为非线性关系，由电池组中二次充电电池的属性决定的，根据电池组荷电状态与电压关系曲线，曲线上不同段的斜率对应不同的电压阈值Vset,根据电池组荷电状态与电压关系曲线做个查找表。考虑到计算的误差，二次充电电池的总容量要每隔一段时间进行一次校正，先放掉所有二次充电电池的电荷，然后校正可在充电时进行，充进的电量就是二次充电电池的总容量。与实施例I的区别在于添加了温度采集模块39，所述温度采集模块39采集所述导通的二次充电电池的温度信号，并将温度信号通过所述高压开关模块33、放大电路模块34、模数转换模块35、数字控制电路模块36、隔离通讯模块37传送至上位机模块38，所述上位机模块根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字温度信号得到二次充电电池的第二荷电状态作为对第一荷电状态的修正。第一荷电状态计算方法如下所述上位机模块38对每节二次充电电池的所述数字电流信号进行累加计数得出二次充电电池放电容量W1，将二次充电电池总容量W减去放电容量Wl得到二次充电电池的第一荷电状态。二次充电电池经多次使用后，其电池总容量会发生变化，而对总容量的获取是间隔一定时间检测一次，不可避免的存在偏差，故上位机需采集每节二次充电电池的温度信号，利用所有二次充电电池的数字电压信号和数字温度信号得到第二荷电状态。当第一荷电状态值出现偏差时，利用第二荷电状态替代第一荷电 状态，有效的对第一荷电状态进行及时、合理的修正，使电压阈值Vset的设置更加准确。所述上位机模块38根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字温度信号得到第二荷电状态的方法如下
所述上位机模块38将所有采集到的二次充电电池的数字电压信号、数字温度信号与预设荷电状态对照表对照，得到二次充电电池的第二荷电状态。作为本领域人员公知的，二次充电电池特定的温度值和电压值对应一个荷电状态值，所述预设荷电状态对照表为二次充电电池的数字电压信号、数字温度信号对应二次充电电池的荷电状态值的参照表。此种计算二次充电电池的荷电状态的方法作为实施例I中计算二次充电电池荷电状态的一个补充，使电压阈值Vset的设置更加准确。由于该实施例增加了温度采集模块39，对应的数字控制单元36、隔离通讯模块
37、上位机模块38的功能都进行相应的改变，具体内容下面内容进行对应的描述。所述数字控制电路模块36包括信号预处理单元、第一报警信号产生单元、高速同步串行口通讯单元、模数电路控制单元、指令传递单元。信号预处理单元用于对所述数字电压信号、数字电流信号、数字温度信号进行滤波处理；使数字温度信号、电压信号、电流信号质量更高。第一报警信号产生单元用于对所述数字电压信号与第一预设电压阈值、数字电流信号与第一预设电流阈值、数字温度信号与第一预设温度值进行比较，如数字电压信号大于第一预设电压阈值、或数字电流信号大于第一预设电流阈值、或数字温度信号大于第一预设温度阈值，则产生第一报警信号；此第一报警信号通过隔离通讯模块37上传到上位机模块38，上位机模块38根据第一报警信号切断电池组31的工作状态，以达到保护电池组的目的。高速同步串行口通讯单兀(Serial Peripheral interface,简称SPI ;是一种标准的四线同步双向串行总线)用于和上位机模块38进行数据通讯。模数电路控制单元用于控制模数转换电路对放大后的电压信号、电流信号、温度信号进行模数转换，具体控制其转换时刻及转换速度。指令传递单元用于传递所述检测信号和均衡指令信号。
所述隔离通讯模块37为磁隔离驱动电路，所述磁隔离驱动电路包括三个输出通道和一个输入通道；所述三个输出通道用于隔离所述数字电压信号、数字电流信号及数字温度信号；所述输入通道用于隔离所述检测信号和所述均衡指令信号。磁隔离驱动电路具有功耗低、通讯效率闻、占用电路面积小的特点。除了数字控制电路模块36能根据数字温度信号、数字电压信号、数字电流信号产生报警信号外，所述上位机模块38也能根据接收到的数字温度信号、数字电压信号、数字电流信号产生报警信。所述上位机模块38还包括第二报警信号产生单元；所述第二报警产生单元对所述数字电压信号与第二预设电压阈值、数字电流信号与第二预设电流阈值、数字温度信号与第二预设温度阈值进行比较，如果数字电压信号大于第二预设电压阈值、或数字电流信号大于第二预设电流阈值、或数字温度信号大于第二预设温度阈值，则所述第二报警信号产生单元产生第二报警信号，上位机模块38根据第二报警信号切断电池组的工作状态，以达到保护电池组的目的。另外，电池管理系统对应都具有时钟信号产生模块和电源模块，时钟信号产生模块用于为所述数字控制电路模块36产生提供时钟信号；电源模块用于为所述温度采集模 块39、放大电路模块34和时钟信号产生模块提供电源信号。本发明的电池管理系统能够准确的检测电池组中每节二次充电电池的温度信号、电压信号和电流信号，并根据这些信号进行分析，得出均衡指令信号；根据均衡指令信号准确的对需要均衡的二次充电电池进行电荷均衡，消除电池组过充或过放的现象，以达到延长电池组使用寿命的效果。为了便于理解本发明的电池组管理系统，本发明还提供了详细的电池组管理系统电路,如图4所示，电池组41由多个二次充电电池构成，电池组管理系统包括被动均衡电路模块42、高压开关模块43、运算放大器模块44、模数转换模块45、数字控制电路模块46、隔离通讯模块47、上位机模块48、温度采集模块49、电源模块410和时钟产生模块411。所述被动均衡电路42由和与所述二次充电电池组数目相同的被动均衡单元构成，所述每个被动均衡单元与电池组41中对应的二次充电电池连接，使每个二次充电电池都可以独立的放电。所述被动均衡单元42包括电阻和三极管；所述电阻连接于所述二次充电电池正极与三级管集电极之间，所述三级管发射极与所述二次充电电池负极相连。二次充电电池放掉的电能消耗在电阻上，改变电阻可改变放电电流。当电阻阻值较小时，放电电流较大，放电比较快，但是同样的功率小电阻会占用较大的电路面积，且放电快会产生大量的热量，需解决散热的问题；当电阻阻值较大时，放电电流较小，放电比较慢，同样的功率大电阻占用电路面积小，且放电慢，产生的热量也较小。实际电路中需综合考虑均衡效率、电阻所占面积及均衡时产生的热量大小选择合适的放电电阻。高压开关模块43能够承受高的共模电压，其具体内部结构如图5所示。图5包括电池组51和高压开关模块53。高压开关模块53由多个单刀双掷开关和两个普通开关组成。运算放大器44为差动运算放大器，差动运算放大器共模抑制能力强。所述隔离通讯模块47为磁隔离驱动电路。所述磁隔离驱动电路包括三个输出通道和一个输入通道。该电池组管理系统电路工作过程如下上位机模块48发出检测信号，经所述隔离通讯模块47传送至所述数字控制电路模块46 ;所述数字控制电路模块46将检测信号作用于高压开关模块43以控制高压开关模块43使被检测信号选中的二次充电电池导通。所述温度采集模块49采集所述导通的二次充电电池的温度信号，并将所述温度信号传送到所述高压开关模块43 ;所述高压开关模块43采集所述二次充电电池的电压信号和电流信号；所述放大电路模块44将所述温度信号、电压信号和电流信号进行放大；所述模数转换模块45在所述数字控制电路模块46的控制下将所述放大后的温度信号、电压信号和电流信号转换成数字温度信号、电压信号和电流信号；所述数字控制电路模块46将所述数字温度信号、电压信号和电流信号通过所述隔离通讯模块47传输到所述上位机模块48。所述上位机模块48采集电池组41中所有二次充电电池的数字温度信号、电压信号和电流信号，并对这些进行处理，得到均衡指令信号。上位机模块48得到均衡指令信号方法如下找出所有二次充电电池的数字电压
信号中最小的数字电压信号值Vmin;计算其它二次充电电池的数字电压信号值V与最小的数字电压信号值Vmin的差值VD，并将差值Vd与预设电压阈值Vset进行比较；如果电压差值Vd大于电压阈值Vset，则上位机模块58对应发出该二次充电电池的均衡指令信号；如果Vd小于等于电压阈值Vset，则此二次充电电池不需要均衡，上位机模块48不作处理。设定电压阈值Vset具有两种方法。方法一为所述上位机模块48对每节二次充电电池的所述数字电流信号进行累加计数得出二次充电电池放电容量Wl ;二次充电电池总容量W减去放电容量Wl得到二次充电电池的荷电状态；所述上位机模块48根据电池组中每节二次充电电池的荷电状态确定电压阈值Vset的大小。方法二为所述上位机模块48将所述采集到的所述二次充电电池的数字电压信号、数字温度信号与预设荷电状态对照表对照，得到二次充电电池的荷电状态；所述上位机模块48根据电池组中每节二次充电电池的荷电状态确定Vset的大小。其中方法二设定电压阈值Vset是对方法一的补充，使电池组管理系统能准确的对电池组中所用二次充电电池进行较好的放电均衡。所述均衡指令信号通过所述隔离通讯模块47的输入通道、所述数字控制电路模块46传输到所述高压开关模块43 ;所述高压开关模块43控制所述被动均衡电路模块42对与所述均衡指令信号对应的二次充电电池进行电荷均衡。时钟产生模块411用于为所述数字控制电路模块46产生提供时钟信号，电源模块410为工作中的温度采集模块44、放大电路模块45和时钟产生模块46提供电源。所述数字控制电路模块46包括信号预处理单元、第一报警信号产生单元、高速同步串行口通讯单元、模数电路控制单元、指令传递单元。信号预处理单元用于对所述数字电压信号、数字电流信号、数字温度信号进行滤波处理；使数字温度信号、电压信号、电流信号质量更高。第一报警信号产生单元用于对所述数字电压信号与第一预设电压阈值、数字电流信号与第一预设电流阈值、数字温度信号与第一预设温度值进行比较，如数字电压信号大于第一预设电压阈值、或数字电流信号大于第一预设电流阈值、或数字温度信号大于第一预设温度阈值，则产生第一报警信号；此第一报警信号通过隔离通讯模块47上传到上位机模块48，上位机模块48根据第一报警信号切断电池组41的工作状态，以达到保护电池组的目的。高速同步串行口通讯单元(Serial Peripheral interface,简称SPI ;是一种标准的四线同步双向串行总线)用于和上位机模块进行数据通讯。模数电路控制单元用于控制模数转换电路对放大后的电压信号、电流信号进行模数转换，具体控制其转换时刻及转换速度。指令传递单元用于传递所述检测信号和均衡指令信号。所述上位机模块48还包括第二报警信号产生单元；所述第二报警产生单元对所述数字电压信号与第二预设电压阈值、数字电流信号与第二预设电流阈值、数字温度信号与第二预设温度阈值进行比较，如果数字电压信号大于第二预设电压阈值、或数字电流信号大于第二预设电流阈值、或数字温度信号大于第二预设温度阈值，则所述第二报警信号产生单元产生第二报警信号，上位机模块根据第二报警信号切断电池组的工作状态，以达到保护电池组的目的。该电池组管理电路中上位机模块检测出所述电池组中所有二次充电电池的温度信号、电压信号和电流信号，然后对这些信号进行分析，得到均衡指令信号；这些均衡指令信号传输到被动均衡电路模块，使被动均衡电路模块对需要均衡的二次充电电池进行电荷均衡。消除了电池组过充或过放的现象，以达到延长电池组使用寿命的效果。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电池组管理系统，所述电池组由两节以上的二次充电电池构成，其特征在于，所述电池管理系统包括被动均衡电路模块、高压开关模块、放大电路模块、模数转换模块、数字控制电路模块、隔离通讯模块、上位机模块； 所述上位机模块发出检测信号，经所述隔离通讯模块、数字控制电路模块的传递以作用于所述高压开关模块，以控制所述高压开关模块使被检测信号选中的二次充电电池导通； 所述高压开关模块采集所述导通的二次充电电池的电压信号和电流信号； 所述放大电路模块将所述电压信号和电流信号进行放大； 所述模数转换模块在所述数字控制电路模块的控制下将所述放大后的电压信号和电流信号转换成数字电压信号和数字电流信号； 所述数字控制电路模块将所述数字电压信号和数字电流信号通过所述隔离通讯模块传输到所述上位机模块； 所述上位机模块根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字电流信号得到均衡指令信号； 所述均衡指令信号通过所述隔离通讯模块、所述数字控制电路模块传输到所述高压开关模块；所述高压开关模块控制所述被动均衡电路模块对与所述均衡指令信号对应的二次充电电池进行放电均衡。
2.如权利要求I所述的电池组管理系统，其特征在于，所述上位机模块根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字电流信号得到均衡指令信号的方法如下 找出所有二次充电电池的数字电压信号中最小数字电压信号值Vmin ; 计算其它二次充电电池的数字电压信号值V与最小数字电压信号值Vmin的电压差值Vd,并将所述电压差值Vd与预设电压阈值Vset进行比较； 如果电压差值Vd大于电压阈值Vset，则上位机模块对应发出该二次充电电池的均衡指令信号； 所述预设电压阈值Vset的确定方法如下 所述上位机模块对每节二次充电电池的所述数字电流信号进行累加计数得出二次充电电池放电容量Wl，将二次充电电池总容量W减去放电容量Wl得到二次充电电池的第一荷电状态； 所述上位机模块根据电池组中每节二次充电电池的第一荷电状态确定电压阈值Vset的大小。
3.如权利要求2所述的电池组管理系统，其特征在于，所述电池组管理系统还包括温度采集模块，所述温度采集模块采集所述导通的二次充电电池的温度信号，并将所述温度信号通过所述高压开关模块、放大电路模块、模数转换模块、数字控制电路模块、隔离通讯模块传送至上位机模块，所述上位机模块根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字温度信号得到二次充电电池的第二荷电状态作为对第一荷电状态的修正。
4.如权利要求3所述的电池组管理系统，其特征在于，所述上位机模块根据所有二次充电电池的数字电压信号和数字温度信号得到第二荷电状态的方法如下 所述上位机模块将所有采集到的二次充电电池的数字电压信号、数字温度信号与预设荷电状态对照表对照，得到二次充电电池的第二荷电状态。
5.如权利要求3所述的电池组管理系统，其特征在于，所述数字控制电路模块包括 信号预处理单元，用于对所述数字电压信号、数字电流信号、数字温度信号进行滤波处理； 第一报警信号产生单元，用于对所述数字电压信号与第一预设电压阈值、数字电流信号与第一预设电流阈值、数字温度信号与第一预设温度阈值进行比较，如果数字电压信号大于第一预设电压阈值、或数字电流信号大于第一预设电流阈值、或数字温度信号大于第一预设温度阈值，则产生第一报警信号； 高速同步串行口通讯单元，用于和上位机模块进行数据通讯； 模数电路控制单元，用于控制模数转换电路对放大后的电压信号、电流信号、温度信号进行模数转换； 指令传递单元，用于传递所述检测信号和均衡指令信号。
6.如权利要求3所述的电池组管理系统，其特征在于，所述隔离通讯模块为磁隔离驱动电路，所述磁隔离驱动电路包括三个输出通道和一个输入通道；所述三个输出通道用于隔离所述数字温度信号、数字电压信号和数字电流信号；所述输入通道用于隔离所述检测信号和所述均衡指令信号。
7.如权利要求3所述的电池组管理系统，其特征在于，所述上位机模块还包括第二报警信号产生单元；所述第二报警产生单元对所述数字电压信号与第二预设电压阈值、数字电流信号与第二预设电流阈值、数字温度信号与第二预设温度阈值进行比较，如果数字电压信号大于第二预设电压阈值、或数字电流信号大于第二预设电流阈值、或数字温度信号大于第二预设温度阈值，则所述第二报警信号产生单元产生第二报警信号。
8.如权利要求I至7任一项所述的电池组管理系统，其特征在于，所述被动均衡电路模块由与所述电池组中二次充电电池组数目相同的被动均衡单元构成，所述被动均衡单元与所述对应的二次充电电池连接。
9.如权利要求8所述的电池组管理系统，其特征在于，所述被动均衡单元包括电阻和三极管；所述电阻连接于所述二次充电电池正极与三级管集电极之间，所述三级管发射极与所述二次充电电池负极相连。
10.如权利要求I至7任一项所述的电池组管理系统，其特征在于，所述模数转换电路模块的分辨率为16位。
11.如权利要求3至7任一项所述的电池组管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括时钟信号产生模块，用于为所述数字控制电路模块产生提供时钟信号。
12.如权利要求11所述的电池组管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括电源模块，用于为所述温度采集模块、放大电路模块和时钟信号产生模块提供电源信号。
全文摘要
本发明提供了一种电池组管理系统，属于电池管理领域。该系统包括被动均衡电路模块、高压开关模块、放大电路模块、模数转换模块、数字控制电路模块、隔离通讯模块、上位机模块；所述被动均衡电路模块和高压开关模块均与电池组连接；高压开关还与被动均衡电路模块连接；放大电路模块与高压开关模块连接，模数转换模块与放大电路模块连接；数字控制电路模块与高压开关模块和模数转换模块连接；隔离通讯模块与数字控制电路模块连接，上位机模块与隔离通讯模块连接。该系统能检测电池组的荷电状态，对电池组中的二次充电电池进行放电均衡，消除电池组的过充过放现象。
文档编号H02J7/00GK102723745SQ201110076599
公开日2012年10月10日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者何志强, 杨云, 潘金龙 申请人:比亚迪股份有限公司