一种多处理器模块化电池综合管理系统的制作方法

本实用新型属于电池管理技术领域，具体涉及一种多处理器模块化电池综合管理系统。

背景技术：

蓄电池广泛的用在各行各业，传统的电池巡检系统由于只局限于检测电池的电压、电流和温度，并且不具备电池组均衡和内阻检测能力，不能有效的维护和管理电池组。当发生电池组各单体电池不均衡时，会导致部分电池过充电和另一部分欠充电，这种情况下长期运行将导致整组电池容量严重不足，并会致使电池的使用寿命变短和严重损坏。当个别电池的性能变差，内阻变大，甚至已接近报废时，传统的电池检测系统不能及时发现此类电池，这将留下严重的事故隐患，给供电系统的安全造成重大影响。

电池内阻测量目前有两种技术方案：一种是交流测量法，另一种是直流测量法。交流测量法是向电池组注入100mA 以下1KHZ的交流恒定电流，其功率很小，对电池没任何影响，可以在线频繁测量，它的缺点是当电池内部出现断裂前期时，由于功率太小，很可能不能准确测量出电池的问题，因此很多重要的应用领域不允许用交流测量法的电池管理系统。直流测量法，其通过大电流对电池组进行放电，测量出每只电池的电压和放电电流，经控制器计算得出电池的内阻，这种技术方案对电池内阻测量真实准确，很多重要的应用领域指明采用的技术，但直流测量法在大电流对电池放电时，会对电池产生一定的冲击，而且不能频繁测量电池内阻，因此怎样实现减少大电流放电时间，瞬间高速完成电池电压和测量，尽量减少对电池组的电流冲击是实现稳定的电池管理系统的重要技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多处理器模块化电池综合管理系统，以解决上述背景技术中怎样实现减少大电流放电时间，瞬间高速完成电池电压和测量，尽量减少对电池组的电流冲击。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多处理器模块化电池综合管理系统，包括电池管理主控电路、至少设有两个处理器的电池管理子模块、均衡充电电路、均衡放电电路和电池内阻测量大电流直流放电电路，所述电池管理主控电路通过CAN通讯总线与至少设有两个处理器的电池管理子模块信号连接，所述均衡充电电路和均衡放电电路相互之间并联，且均衡充电电路和均衡放电电路与至少三个电池管理子模块电性连接，所述电池管理子模块与至少由三个电池组成的电池组串联，所述电池内阻测量大电流直流放电电路与至少由三个电池组成的电池组串联。

优选的，所述电池管理子模块内部的处理器为DSPICFJ64MC506高性能CPU。

优选的，所述电池管理子模块包括电压转换功率电路和电池选择通道电路。

本实用新型的技术效果和优点：该多处理器模块化电池综合管理系统，采用多处理器模块化技术设计，由多个CPU处理器控制电池管理子模块同时测量了电池电压和电池内阻，使电池综合管理系统的测量速度成倍提高，减小了电池内阻直流放电测量时间，降低了电池内阻测量大电流直流放电电路测量电池内阻的时间，节省了功率损耗，使产品体积减小，测量电池内阻的范围更大，而且对电池的冲击也减小，使系统运行更稳定；多个电池管理子模块同时运行，将电池组分为多个均衡小组，同时进行均衡调节，大大的提高了整组电池的均衡速度，使电池组得到更好的维护。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电池管理多处理器子模块CPU控制电路图；

图3为本实用新型的电压转换功率电路图；

图4为本实用新型的电池通道选择部分电路图；

图5为本实用新型的电池电流测量部分电路图；

图6为本实用新型的均衡调流调压电路图；

图7为本实用新型的过欠压保护部分电路图；

图8为本实用新型的电池管理主控电路部分电路图；

图9为本实用新型的工作电源电路图；

图10为本实用新型的实物结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了如图1-10所示的一种多处理器模块化电池综合管理系统，包括电池管理主控电路、至少设有两个处理器的电池管理子模块、均衡充电电路、均衡放电电路和电池内阻测量大电流直流放电电路，电池管理子模块包括电压转换功率电路和电池选择通道电路，所述电池管理主控电路通过CAN通讯总线与至少设有两个处理器的电池管理子模块信号连接，所述均衡充电电路和均衡放电电路相互之间并联，且均衡充电电路和均衡放电电路与至少三个电池管理子模块电性连接，所述电池管理子模块与至少由三个电池组成的电池组串联，所述电池内阻测量大电流直流放电电路与至少由三个电池组成的电池组串联。

进一步地，所述电池管理子模块内部的处理器为DSPICFJ64MC506高性能CPU，具备对分组电池的电压，内阻，温度等的测量和电池均衡调节，提供高速CAN通讯接口与其它电池综合管理子模块和主控制器连接。

工作原理：多处理器模块化电池综合管理系统由主控制电路、多个含处理器的电池综合管理子模块、均衡充电电路、均衡放电电路，大电流直流放电电路等组成，均衡充电电路为系统针对单节电池进行补充充电，具有充电电压控制和充电电流控制，防止过电压充电和过电流充电，能按照电池管理系统的均衡策略控制充电电压。均衡放电电路在控制器的处理下实现对过高电压的电池进行放电，通过放电的时间和电压幅值控制，使电池电压达到均衡目的。

大电流直流放电电路由功率电阻负载、大功率IGTB模块、驱动电路、尖峰吸收、光电隔离等组成，可对电池组瞬间放电电流达800A，功率最大为16万W。

多处理器模块化电池综合管理系统将大数的电池分为多个小组，每小组电池数量最大为27只，由一个电池综合管理子模块进行管理，多个这样的子模块同时运行，使系统快速检测整组电池，快速进行电池组均衡调节，在电池组大电流放电测量内阻时，多个电池综合管理子模块同时进行测量，使放电时间缩短至单处理器放电时间/子模块个数，大大降低了放电功率损耗和对电池组的冲击。

本实用新型的产品特点：

可对216节蓄电池进行测量和均衡操作；

在线检测蓄电池组中单体电池的电压及容量估测；

在线精确检测蓄电池组中单体电池的内阻在线测量蓄电池组中单体电池的电动势；

对单只性能较差的电池进行在线活化；

检测蓄电池组充放电电流；

具备蓄电池组放电容量核对相关数据监测管理，提供放电过程中电池的整组电压和单体电压的曲线显示

具备蓄电池组环境温度测量；

具备蓄电池电压过欠压告警；

具备相关的历史数据保存和数据曲线信息显示功能 ( 均衡度曲线、整组电压曲线和电池组放电监测曲线 ) ；

采用RS485与上位机通讯5.2.2 主要技术指标；

蓄电池单体电压：2V、4V、6V、12V

直流额定工作电压：DC400V、220V、110V、48V、24V

电池数量：2～216个

蓄电池组额定容量：20～4000Ah

蓄电池单体电压测量精度≤±0.5%

蓄电池电流测量精度≤±0.5%

蓄电池内阻在线检测精度≤±10%

平均无故障时间（MTBF）：正常运行环境下，不少于100000h

不均衡度≤0.5%

噪音：＜40dB

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。