专利名称：分布式后备电池管理系统及相应的电子系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种电池管理系统，特别是涉及ー种分布式后备电池管理系统以及相应的电子系统。
背景技术：
在电池应用中，常采用低压大电流备电系统来为各类电子产品提供电能。低压大电流备电系统一般采用多个后备电池以作为后备电源，且需要能够进行大电流充电这些后备电池以快速地进行大功率备电操作。因此在低压大电流备电系统非工作时要求其功耗比较低，而在低压大电流备电系统工作时要求其能够实现零时间响应 。目前的主流的解决方案是使低压大电流备电系统采用一体化模式。但是，上述方案的缺点在于难以实现大电流控制，可扩展性差，低压大电流备电系统难以做冗余设计，以及在充电保护时，难以保证放电动作的零时间响应。因此，亟需提供一种新的系统，以解决上述问题。
实用新型内容为了解决现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种新的分布式后备电池管理系统以及相应的电子系统。本实用新型提供ー种分布式后备电池管理系统，其包括多个后备电池单体模块、通信模块、中央监控模块以及唤醒模块。其中，每个后备电池単体模块分别连接至负载。该通信模块分别连接该些后备电池単体模块。该中央监控模块连接该通信模块以通过该通信模块而实现其与每个后备电池单体模块之间的通信。该唤醒模块分别连接该些后备电池单体模块。优选地，每个后备电池单体模块分别通过母排线而连接至该负载。优选地，每个后备电池单体模块分别包括电池、电池管理系统模块、AC/DC充电模块以及DC/DC放电模块。该电池管理系统模块连接该电池。该AC/DC充电模块连接在交流电源与该电池管理系统模块之间以执行充电操作。该DC/DC放电模块，连接在该电池管理系统模块与负载之间以执行放电操作。优选地，该电池管理系统包括充电控制模块以及放电控制模块。该充电控制模块连接该AC/DC充电模块。而该放电控制模块连接该DC/DC放电模块。优选地，该中央监控模块包括监控设备、电源接ロ以及通信接ロ。该电源接ロ连接至母排线，而该通信接ロ连接至该通信模块。优选地，该中央监控模块进一歩包括以使该分布式后备电池管理系统进入休眠省电状态的休眠按钮。优选地，该通信模块包括通信总线以及多个通信收发器，其中每个通信收发器分别连接在一个对应的后备电池单体模块与该通信总线之间。优选地，该唤醒模块包括唤醒总线以及多个唤醒按钮，其中每个唤醒按钮分别连接在一个对应的后备电池单体模块与该通信总线之间。本实用新型还提供一种电子系统，其包括负载以及分布式后备电池管理系统。该分布式后备电池管理系统包括多个后备电池单体模块、通信模块、中央监控模块以及唤醒模块。其中，每个后备电池単体模块分别连接至该负载。该通信模块分别连接该些后备电池単体模块。该中央监控模块连接该通信模块以通过该通信模块而实现其与每个后备电池单体模块之间的通信。该唤醒模块分别连接该些后备电池単体模块。优选地，，该电子系统进一歩包括AC/DC放电模块，其连接在交流电源与负载之间。优选地，每个后备电池单体模块分别包括电池、电池管理系统模块、AC/DC充电模块以及DC/DC放电模块。该电池管理系统模块连接该电池。该AC/DC充电模块连接在交流电源与该电池管理系统模块之间以执行充电操作。该DC/DC放电模块，连接在该电池管理系统模块与负载之间以执行放电操作。本实用新型的分布式后备电池管理系统可利用多个分布式的后备电池单体模块以有效地均摊整个系统中的大电流。而每个独立的后备电池单体模块可有效地实现快速充、放电功能，且每个后备电池单体模块中的充、放电模块独立分开，因此其可有效地实现备电零时间响应功能。此外，中央监控模块能有效地监控各个后备电池単体模块，其可与唤醒模块相互配合从而使分布式后备电池管理系统在正常工作模式与休眠省电模式之间进行切換，从而降低了整个分布式后备电池管理系统的功耗。此外，整个分布式后备电池管理系统是利用通信模块而实现多个后备电池单体模块的分布式架构，因此后备电池单体模块可任意扩展，其使用灵活，冗余性好，且具有较佳的可维护性。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图I是本实用新型一较佳实施例所掲示的电子系统的示意图。图2为图I所示的中央监控模块的示意图。图3为图I所示的通信模块的示意图。图4为后备电池单体模块的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的电子系统以及分布式后备电池管理系统及相应的电子系统其具体实施方式
、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如下。有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合參考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供參考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。图I是本实用新型一较佳实施例所掲示的电子系统的示意图。如图I所示，电子系统100包括市电供电模块110、负载120、母排线130以及分布式后备电池管理系统140。在本实施例中，负载120正常工作所需要的电能为48V的电压以及500A的电流，即负载120所需要的电能规格为48V/500A。其中，市电供电模块110连接ー交流电源(例如市电)，从而接收市电所提供的交流电(AC)并将交流电转换成直流电(DC)。此外，市电供电模块110通过母排线130而连接负载120，因此市电所提供的电能可通过市电供电模块110以及母排线130而提供给负载120，以利用市电而供电给负载120。分布式后备电池管理系统140包括多个后备电池单体模块，以在市电停止供电给负载120时而利用这些后备电池単体模块所存储的电能而供电给负载120。在本实施例中，负载120的需求可为48V/500A，而每个后备电池单体模块的规格可为48V/25Ah，且分布式后备电池管理系统140包括20个后备电池单体模块，因此，在放电过程中，20个48V/25Ah的后备电池单体模块可均摊500A的大电流，而在充电过程中，每个后备电池单体模块可分别吸收25A的充电电流，则I个小时即可充满，从而达到ー个小时充满所有后备电池单体模块的目的。具体地，分布式后备电池管理系统140包括中央监控模块141、通信模块142、唤醒模块143以及20个后备电池单体模块144。图2为图I所示的中央监控模块141的示意图。如图1-2所示，中央监控模块141包括监控设备1411、电源接ロ 1412以及通信接ロ 1413。其中，监控设备1411可利用IXD触摸显示屏而实现，其内设置有监控软件，从而实现监控功能，并具有查询以及转发命令功能。电源接ロ 1412连接母排线130以获取电能，当母排线130掉电时则中央监控模块141自动掉电，从而使整个电子系统100进入掉电模式，降低了整个电子系统100的功耗。通信接ロ 1413匹配与通信模块142的类型，在本实施例中其可为CAN通信接ロ，其与通信模块142连接，以通过通信模块142而实现与其他模块的通信。此外，中央监控模块141还设置有休眠按钮1414，则使用者可利用此休眠按钮1414而使分布式后备电池管理系统140进入休眠省电状态。图3为图I所示的通信模块142的示意图。如图I及3所示，在本实施例中，通信模块142可为CAN通信模块，采用CAN技术而进行通信。通信模块142包括通信总线1421以及多个通信收发器1422(例如CAN通信收发器)。其中，通信总线1421具有2根屏蔽线1421a以及1421b，其上具有多个通信节点(未标示)。这些CAN通信收发器1422分别连接在通信总线1421上的各个通信节点上。另，这些CAN通信收发器1422可分别连接这些后备电池单体模块144中的CAN接ロ，以实现与这些后备电池单体模块144的通信。此外，图2所示的中央监控模块141中的通信接ロ 1413可连接至通信模块142中的通信总线1421，从而藉由通信模块142而实现中央监控模块141与这些后备电池単体模块144之间的通信。由于通信模块142由通信总线1421和多个CAN通信收发器1422而构成，因此其支持扩展，用户可任意地扩展CAN通信收发器1422和后备电池単体模块144的数量，则分布式后备电池管理系统140的灵活性好，冗余性较好，且可维护性好。请继续參阅图I，唤醒模块143包括唤醒总线1431以及多个唤醒按钮1432。其中，、唤醒总线1431分别连接这些唤醒按钮1432，这些唤醒按钮1432分别对应于这些后备电池単体模块144，也就是说，每个唤醒按钮1432分别连接在一个对应的后备电池単体模块144与唤醒总线1431之间，以在分布式后备电池管理系统140进入休眠省电状态后，唤醒对应的后备电池単体模块144以利用分布式后备电池管理系统140中的这些后备电池単体模块144而供电给负载120。图4为后备电池单体模块144的示意图。如图I及4所示，后备电池单体模块144包括电池 1440、AC/DC 充电模块 1441、电池管理系统(Battery Management System, BMS)模块1442、DC/DC放电模块1443、通信接ロ 1444以及唤醒接ロ 1445。其中，通信接ロ 1444可为CAN通信接ロ，连接通信模块142中的CAN通信收发器1422，以实现后备电池単体模块144与通信模块142之间的通信。而唤醒接ロ 1445连接唤醒模块143中的唤醒按钮1432，以获取唤醒命令，从而在分布式后备电池管理系统140进入休眠省电状态后，唤醒对应的后备电池単体模块。 电池管理系统模块1442连接电池1440，以实时监控电池1440的电压、电流以及温度，并实现充电过流保护、充电过压保护、放电欠压保护、放电过压保护、放电过流保护、温度保护以及短路保护等各种保护功能。此外，电池管理系统模块1442还包括有充电控制模块14421以及放电控制模块14422，以决定是对电池1440进行充电操作还是进行放电操作。AC/DC充电模块1441连接在电池管理系统1442的充电控制模块14421与交流电源之间，以配合充电控制模块14421而对电池1440进行充电操作。而DC/DC放电模块1443连接在电池管理系统1442的放电控制模块14422与母排线130之间，以配合放电控制模块14422而对电池1440进行放电操作以供电给负载120。综上所述，本实用新型的分布式后备电池管理系统140可利用多个分布式的48V/25Ah的后备电池单体模块144分别提供电能，从而有效地均摊整个系统中的大电流500A。而每个独立的后备电池単体模块144可有效地实现快速充、放电功能，且每个后备电池单体模块144中的充、放电模块独立分开，因此其可有效地实现备电零时间响应功能。此夕卜，中央监控模块141能有效地监控各个后备电池単体模块144，其可与唤醒模块143相互配合从而使分布式后备电池管理系统140在正常工作模式与休眠省电模式之间进行切換，从而降低了整个分布式后备电池管理系统140的功耗。此外，整个分布式后备电池管理系统140是利用通信模块142而实现多个后备电池单体模块144的分布式架构，因此后备电池単体模块144可任意扩展，其使用灵活，冗余性好，且具有较佳的可维护性。因此，本实用新型中的电子系统100既可以利用市电供电模块110来连接负载120，以利用市电直接供电给负载120 ;又可以利用分布式后备电池管理系统140中的这些后备电池单体模块144在市电掉电时，供电给负载120。虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。
权利要求1.ー种分布式后备电池管理系统,其特征在于该分布式后备电池管理系统包括 多个后备电池单体模块，每个后备电池単体模块分别连接至负载； 通信模块，分别连接该些后备电池単体模块； 中央监控模块，连接该通信模块以通过该通信模块而实现其与每个后备电池単体模块之间的通信；以及 唤醒模块，分别连接该些后备电池単体模块。
2.如权利要求I所述的分布式后备电池管理系统，其特征在于每个后备电池单体模块分别通过母排线而连接至该负载。
3.如权利要求2所述的分布式后备电池管理系统，其特征在于每个后备电池单体模块分别包括 电池； 电池管理系统模块，连接该电池； AC/DC充电模块，连接在交流电源与该电池管理系统模块之间以执行充电操作；以及 DC/DC放电模块，连接在该电池管理系统模块与负载之间以执行放电操作。
4.如权利要求3所述的分布式后备电池管理系统，其特征在于该电池管理系统包括 充电控制模块，连接该AC/DC充电模块；以及 放电控制模块，连接该DC/DC放电模块。
5.如权利要求2所述的分布式后备电池管理系统,其特征在于该中央监控模块包括 监控设备； 电源接ロ，连接至母排线；以及 通信接ロ，连接至该通信模块。
6.如权利要求5所述的分布式后备电池管理系统,其特征在于该中央监控模块进ー步包括以使该分布式后备电池管理系统进入休眠省电状态的休眠按钮。
7.如权利要求2所述的分布式后备电池管理系统，其特征在于该通信模块包括 通信总线；以及 多个通信收发器，每个通信收发器分别连接在一个对应的后备电池单体模块与该通信总线之间。
8.如权利要求2所述的分布式后备电池管理系统，其特征在于该唤醒模块包括 唤醒总线； 多个唤醒按钮，每个唤醒按钮分别连接在一个对应的后备电池单体模块与该通信总线之间。
9.ー种电子系统,其特征在于该电子系统包括 负载；以及 分布式后备电池管理系统，其包括 多个后备电池单体模块，每个后备电池単体模块分别连接至该负载； 通信模块，分别连接该些后备电池単体模块； 中央监控模块，连接该通信模块以通过该通信模块而实现其与每个后备电池単体模块之间的通信；以及 唤醒模块，分别连接该些后备电池単体模块。
10.如权利要求9所述的电子系统，其特征在于该电子系统进一歩包括 AC/DC放电模块，连接在交流电源与负载之间； 其中，每个所述后备电池单体模块分别包括 电池； 电池管理系统模块，连接该电池； AC/DC充电模块，连接在交流电源与该电池管理系统模块之间以执行充电操作；以及 DC/DC放电模块，连接在该电池管理系统模块与负载之间以执行放电操作。
专利摘要一种分布式后备电池管理系统，其包括多个后备电池单体模块、通信模块、中央监控模块以及唤醒模块。每个后备电池单体模块分别连接至负载以供电给负载。该通信模块分别连接该些后备电池单体模块。该中央监控模块连接该通信模块以通过该通信模块而实现其与每个后备电池单体模块之间的通信。该唤醒模块分别连接该些后备电池单体模块，以唤醒该些后备电池单体模块。因此，本实用新型的分布式后备电池管理系统可利用多个后备电池单体模块而有效地均摊整个系统的大电流，以实现快速充、放电功能，实现备电零时间响应功能，且其功耗较低，且可任意扩展，其使用灵活，冗余性好，且具有较佳的可维护性。
文档编号H02J7/02GK202435106SQ20112052828
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者葛伟国 申请人:东莞钜威新能源有限公司