一种用于UPS电池组均衡的BMS控制系统的制作方法

本实用新型涉及自动化控制应用领域，具体应用于UPS电池组均衡的 BMS控制系统。

背景技术：

电池管理系统(BMS)是电池与用户之间的纽带，管理的对象是电池组，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电的情况发生。目前主要应用于电动汽车，水下机器人及UPS等设备当中。

首先，电池管理系统可以准确估测动力电池组的荷电状态，即电池剩余电量，保证维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池造成损伤，并随时显示电池的剩余能量，即储能电池的荷电状态。

其次，电池管理系统可以在电池充放电过程中，实时采集电池组中的每块电池的端电压及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。

最后，电池管理系统可以为单体电池均衡充电、放电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。均衡技术是目前世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。

技术实现要素：

可以对UPS中电池组的各节电池进行充电与放电的均衡管理，以达到统一各节电池的储能性能的一致性，提高电池使用寿命的效果。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现。

一种用于UPS电池组均衡的BMS控制系统，其特征包含：电池电压采样模块、主控制器、分控制器、均衡控制输出模块、远程通信模块、系统供电模块；

所述电池电压采样模块各连接在UPS电池组中的各节电池上，进行电压采样；

所述分控制器各与电池电压采样模块连接，读取采样信号，并将采样信号反馈给所述主控制器；

所述均衡控制输出模块各连接在UPS电池组中的各节电池上，进行均衡处理；

所述主控制器将控制信号传给所述分控制器，分控制器各与所述均衡控制输出模块连接，传递控制信号；

所述远程通讯模块与主控制器连接，读取各节电池当前电压值与均衡状态；

所述系统供电模块对整个单元提供工作电源。

优选地，所述均衡控制输出模块包含均衡回路，各设置在UPS电池组中的各节电池上。

优选地，所述主控制器是STM32H753。

优选地，所述分控制器是STM8S003。

优选地，所述系统供电模块包含DC5V转换模块及DC3.3V转换模块；

DC5V转换模块是REC5-2405，供电给所述STM32H753；

DC3.3V转换模块是TLV1117I，供电给所述STM8S003。

优选地，所述远程通信模块是ADM2687，并通过RS485接口发送信息给远房设备。

优选地，UPS电池组中的各节电池与均衡控制输出模块的均衡回路之间设置PS2801-4，以隔离均衡控制输出与内部器件的电气连续性。

优选地，所述均衡回路包括IRF7380，以提高均衡控制输出的驱动能力。本实用新型具有以下有益效果：

1、应用针对性强，便于二次开发。

2、所用元件使用常规电子元件。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种用于UPS电池组均衡的BMS控制系统的逻辑框图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明，但不以任何方式限制本实用新型的范围。

如附图1所示，一种用于UPS电池组均衡的BMS控制系统，其特征包含：电池电压采样模块、主控制器、分控制器、均衡控制输出模块、远程通信模块、系统供电模块；电池电压采样模块各连接在UPS电池组中的各节电池上，进行电压采样；分控制器各与电池电压采样模块连接，读取采样信号，并将采样信号反馈给所述主控制器；均衡控制输出模块各连接在UPS电池组中的各节电池上，进行均衡处理；主控制器将控制信号传给分控制器，分控制器各与所述均衡控制输出模块连接，传递控制信号；远程通讯模块与主控制器连接，读取各节电池当前电压值与均衡状态；系统供电模块对整个单元提供工作电源。其中，所述均衡控制输出模块包含均衡回路，各设置在UPS 电池组中的各节电池上，以进行均衡处理；所述均衡回路包括IRF7380，以提高均衡控制输出的驱动能力；且UPS电池组中的各节电池与均衡控制输出模块的均衡回路之间设置PS2801-4，以隔离均衡控制输出与内部器件的电气连续性。所述主控制器是STM32H753，所述分控制器是STM8S003。所述系统供电模块包含DC5V转换模块及DC3.3V转换模块；DC5V转换模块是 REC5-2405，供电给所述STM32H753；DC3.3V转换模块是TLV1117I，供电给所述STM8S003。所述远程通信模块是ADM2687，并通过RS485接口发送信息给远房设备。

本实用新型的工作原理如下：

系统通过外接DC24V为整个系统正常稳定的提供一个高质量的电源。系统启动后，主控制会与外部设备一次进行通讯，已获得当前系统是进入充电工作状态、放电工作状态还是系统待机状态。如果获得的信息是非待机状态以外的其他2种状态中的任意一种，主控制器会向分控制器发出控制指令，开始对各节电池的均衡管理的工作。

分控制器在获得工作信号后会实时获取所管电池的剩余能量的情况，并通过主控制器的定时访问，将数据与状态反馈给主控制器。如果主控制器在获得某节电池的当前电压高于过充保护值或者低于过放保护值时，会控制均衡控制输出的相关点位将这一节电池切出整个系统。如果当前工作状态是放电状态，并且切出电池后，电池组无法输出UPS正常工作的电压时，主控制器会向外部设备发出报警信号。

主控制器会定时访问各分控制器，将各分控制器当中的均衡状态、当前电压等信息发送给远房设备。

由于整个系统具备多任务处理能力，在对电池进行均衡管理的同时还可以将电池当前剩余电量，均衡状态等信息发通过RS485接口送给远房设备进行相关的处理。

本实用新型使用的元件是常规量产电子元件，是在电子行业中广泛使用的常规元件。该系统具备对每节电池进行均衡控制，使电池在使用过程中避免过充电和过放电的情况发生。因为整个系统是对每一节电池进行均衡控制，所以在使用过程中会根据各节电池的老化程度进行均衡调整，使电池组内的各节电池在性能上基本保持一致。并且可以通过RS485接口将电池组各节电池的电压，均衡状态等信息发送给远方设备，是整个系统在控制的过程中更加直观。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求。