[发明专利]一种智能电池组

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理技术，具体涉及的是一种用于动力设备的可靠性及智能安全管理的智能电池组。

背景技术

随着无人机技术的快速发展，无人机电池的安全性问题尤为重要。市面常见无人机电池采用多串一并的方式，同时缺乏智能监控。由电池的组装方式的缺陷及缺乏智能监控造成无人机坠毁的案例并非鲜见。实际上90％以上的无人机采用锂电池供电，电池的组装方式多为简单的多串一并方式，这种方式下，任意一串或者一并的单个电池片故障，直接导致整组电池起火或者爆炸、短路或者断路。单串或者单片的电池片本身的故障是偶发的，如果对电池组中所有的单片或者单串的电芯缺乏监控，大大的降低无人机系统的可靠性。

为了保证无人机飞行过程的动力情况充足，一般的厂商选用放电倍率非常高的电芯，但是电芯容量和倍率是成反比关系，倍率越高，电芯的容量越低，这种情况下极大的降低了电池组的能量密度比。根据测试可知，放电倍率达到15C的无人机电池组，能量密度比为180Wh/Kg。但如果在智能管理的条件下选用放电倍率较小的电池组，可以达到240～260Wh/Kg。很明显，适当的选择电池组的放电倍率，采用多电芯并联扩大放电倍率的方式，能够减少电池组的重量，最明显的效益即提高无人机的续航时间。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种具有高可靠性和智能安全管理的智能电池组。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种智能单片电池模块，包括一检测单元Mx、一切换开关Sc和一电池Bx，所述检测单元Mx通过切换开关Sc与电池Bx连接，其用于对电池Bx的电池电压及内阻进行检测，并在判断电池Bx故障时，控制切换开关Sc断开。

优选地，所述检测单元Mx为STC3115芯片或BQ27000芯片。

本发明还提供了一种一串多并智能电池组，包括若干个上述的智能单片电池模块，且所述每个智能单片电池模块之间互相并联。

本发明还提供了一种多串多并智能电池组，包括若干组上述的一串多并智能电池组，且所述的每组一串多并智能电池组之间互相串联。

优选地，包括三组一串多并智能电池组，且所述的三组一串多并智能电池组之间互相串联。

本发明还提供了一种多串多并智能电池组，包括若干组上述的一串多并智能电池组及若干个控制开关Ss，且每一个一串多并智能电池组上并联有一个控制开关Ss之后相互串联。

优选地，包括三组一串多并智能电池组及三个控制开关Ss，且每一个一串多并智能电池组上并联有一个控制开关Ss之后相互串联。

本发明还提供了一种智能电池组，包括：一智能控制单元IBMS，若干检测单元Mx，与检测单元Mx数量相同的电池Bx、切换开关Sc和控制开关Ss，所述智能控制单元IBMS分别与所述检测单元Mx、电池Bx、切换开关Sc、控制开关Ss连接，用于获取所有检测单元Mx的检测信息，并同时输出切换开关Sc和控制开关Ss的控制信号，在任一电池Bx异常时，断开与之相应的切换开关Sc或闭合控制开关Ss，以及输出电芯总体电压、电流以及对应的故障电池Bx信息。

本发明还提供了一种分布式智能单片电池模块，包括一检测单元Mx、一切换开关Sc和一电池Bx，所述检测单元Mx通过切换开关Sc与电池Bx连接，其用于对电池Bx的电池电压及内阻进行检测，并在判断电池Bx故障时，控制切换开关Sc断开，以及与该分布式智能单片电池模块并联的其他检测单元Mx进行Sc状态通讯和输出与之并联的Ss开关控制信号。

本发明还提供了一种智能电池组，包括：包括若干个如权利要求9所述的分布式智能单片电池模块及一个控制开关Ss，所述每个分布式智能单片电池模块分别与控制开关Ss之间互相并联，且每个切换开关Sc均与其对应的检测单元Mx连接，所述每个检测单元Mx相互连接，并分别连接到所述控制开关Ss，当任一分布式智能单片电池模块中的电池Bx故障时，该模块中的检测单元Mx控制切换开关Sc断开，同时告知其他分布式智能单片电池模块中检测单元Mx；当所有分布式智能单片电池模块中的电池Bx故障时，所有检测单元Mx控制所有切换开关Sc断开，且控制控制开关Ss关闭，同时告知其他电池组，本电池组故障，并剔除。

本发明能够实现每一个Bx电芯的质量监控，整体电芯的可靠性得到了大大的保障；而且本发明通过智能Sc开关的控制，可以切除有故障的Bx电芯，避免因为一个Bx的故障导致整组电池异常的情况。另外，本发明通过智能Ss开关的控制，可以切除任意一组并联电池组，对整体电池组进行安全的降电压处理，避免了因为某一并联组电池的故障导致整组电池异常的情况。