实现电池包主从包并联的BMS、方法及具有此的电池包与流程

本发明涉及电池管理系统，尤其涉及一种实现电池包主从包并联的bms、方法及具有此的电池包。

背景技术：

1、户外电池包，通常被称做户外移动电源，在日常出游中越来越常见，户外移动电源为方便携带，一般单个体积和容量都较小，当使用户外移动电源为外部设备持续供电时，经常会出现系统报警电量低导致不能给负载正常供电。此刻需要一台便携式的加电包(从包)接入主机(主包)以持续满足供给电量便显得非常有必要，而且，接入从包并不会影响到外部设备的正常使用。常规固定储能设备中的电池包并联，通常由一个总控芯片，控制预设好的固定并联电芯个数，如专利（申请号：202321603113.1，名称：一种多电池包并联充放电的控制电路及多并联电池包）所述，而对于户外电源，方便快捷的直插直用显得尤为重要。此外，常规并联还需要额外增加限流器模块、电压比较模块和充放电识别回路，元器件的增加不但增加了成本，同时增加了出现故障的概率。因而，现需要一种实现户外移动电源直插直用、低成本高可靠性的并联方案。

2、除此之外，主从电池包并联时，有压差存在时，电压高的电池组会给电压低的电池组进行充电。由于电池内阻较小，当主从包压差较大时，会造成瞬态充电电流过大，极容易造成高电压电池包损坏。因而，现需要一种主从电池包并联的bms，来实现户外移动电源的安全并联，解决主从包间由于压差导致的大功率电流反灌问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种实现电池包主从包并联的bms、方法及具有此的电池包，采用在主从包正极回路上设置 afe 模块和mosfet控制开关，主从包mcu通过can总线直接进行通讯，减少了中控芯片的使用；从包bms独立于主包bms，使得从包可以无缝接入和退出主包；主从包并联后通过控制mosfet开关的开启和关闭来控制主从包的充放电，解决主从包间由于压差导致的大功率电流反灌问题。

2、本发明采用的技术方案具体是：根据本发明一实施例的实现电池包主从包并联的bms，包括主包bms和从包bms，所述主包bms包括通信互联的主包afe芯片和主包mcu，还包括串接于主包正极的第一nmos管和第二nmos管，以及漏极接主包正极的第三nmos管，所述第一nmos管和第二nmos管漏极互接，栅极接主包afe芯片，所述第三nmos管栅极接主包mcu。所述从包bms包括通信互联的从包afe芯片和从包mcu，还包括串接于从包正极的第四nmos管和第五nmos管，所述第四nmos管和第五nmos管漏极互接，栅极接从包afe芯片。

3、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述主包mcu与所述从包mcu通过can总线连接，所述从包正极与第三nmos管源极连接，所述从包负极与主包负极连接。

4、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述第一nmos管源极和漏极两端并联有两个二极管，所述二极管正极与第一nmos管源极连接，负极与第一nmos管漏极连接 ；所述第四nmos管源极和漏极两端并联有两个二极管，所述二极管正极与第四nmos管源极连接，负极与第四nmos管漏极连接。

5、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述第一nmos管和第二nmos管栅极与主包afe芯片之间连接有boost升压电路，所述第三nmos管栅极与主包mcu之间连接有boost升压电路，所述第四nmos管和第五nmos管栅极与从包afe芯片之间连接有boost升压电路。

6、作为本发明技术方案的一种可选方案，根据本发明另一实施例的实现电池包主从包并联的方法，所述方法包括如下步骤：

7、a）放电模式中，当主包电压大于从包电压时，主包bms开启第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管，从包bms关闭第四nmos管并开启第五nmos管，至从包afe芯片检测到放电电流，开启第四nmos管；当主包电压小于从包电压时，主包bms关闭第一nmos管，开启第二nmos管和第三nmos管，从包开启第四nmos管和第五nmos管，至主包afe芯片检测到放电电流，开启第一nmos管；当主包电压等于从包电压时，主包bms开启第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管，从包bms开启第四nmos管和第五nmos管；

8、b）充电模式中，当主包电压大于从包电压时，主包bms关闭第一nmos管和第二nmos管，开启第三nmos管，从包bms开启第四nmos管和第五nmos管，至主包afe芯片检测到充电换流到主包，开启第一nmos管和第二nmos管；当主包电压小于从包电压时，主包bms开启第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管，从包bms关闭第四nmos管和第五nmos管，至从包afe芯片检测到充电换流到从包，开启第四nmos管和第五nmos管；当主包电压等于从包电压时，主包bms开启第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管，从包bms开启第四nmos管和第五nmos管；

9、c）空闲模式中，当主包电压不等于从包电压时，主包bms开启第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管，从包bms关闭第四nmos管和第五nmos管；当主包电压等于从包电压时，主包bms开启第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管，从包bms开启第四nmos管和第五nmos管；

10、d）退出模式中，主包bms开启第一nmos管和第二nmos管，关闭第三nmos管，从包bms关闭第四nmos管和第五nmos管。

11、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述步骤a）中当放电至主包和从包电压相等，主包bms开启第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管，从包bms开启第四nmos管和第五nmos管，并持续放电至主包和从包soc为0%或者预设值。

12、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述步骤b）中当充电至主包和从包电压相等，主包bms开启第一nmos管、第二nmos管和第三nmos管，从包bms开启第四nmos管和第五nmos管，并持续充电至主包和从包soc为100%或者预设值。

13、作为本发明技术方案的一种可选方案，根据本发明另一实施例的实现电池包主从包并联的电池包，包括并联的主包电芯和从包电芯，还包括上述的实现电池包主从包并联的bms，其中所述主包电芯连接有主包bms，主包电芯正负极接主包afe芯片，所述从包电芯连接有从包bms，从包电芯正负极接从包afe芯片，所述主包正负极接双向逆变器。

14、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述主包电芯正极串联有第一保险丝，负极串联有第一电流检测电阻，所述第一保险丝由主包mcu控制熔断，所述第一电流检测电阻两端连接于主包afe芯片；所述从包电芯正极串联有第二保险丝，负极串联有第二电流检测电阻，所述第二保险丝由从包mcu控制熔断，所述第二电流检测电阻两端连接于从包afe芯片。

15、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述电池包还包括串接的主包光电耦合器和从包光电耦合器，所述主包光电耦合器接主包mcu，所述从包光电耦合器接从包mcu。

16、本发明所取得的有益效果：本发明所提供的实现电池包主从包并联的bms、方法及具有此的电池包，通过采用在主从包正极回路上设置 afe 模块和mosfet控制开关，主从包mcu通过can总线直接进行通讯，减少了中控芯片的使用。从包bms独立于主包bms，使得从包可以无缝接入和退出主包。主从包并联后通过控制mosfet开关的开启和关闭来控制主从包的充放电，有效解决主从包间由于压差导致的大功率电流反灌问题，避免了电压高的包产生过热甚至烧毁的情况。除此之外，设计在正极回路上的afe 模块和mosfet控制开关，避免了常规的功率mosfet设计到电路功率负极而引入的通讯隔离的问题；减少使用了限流器模块、电压比较模块和充放电识别回路，降低了电池包的制造成本和故障率。

17、本发明的效果不限于如上的效果，本领域技术人员可以从以下的说明中得出上文中未记载的效果。