[发明专利]一种蓄电池充放电管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池管理技术，具体的说是一种蓄电池充放电管理系统。

背景技术

目前，蓄电池大多根据实际容量需求直接串并联使用，这样存在着单一电池损坏将导致整体电池性能加速劣化，严重导致设备不能正常供电。

然而蓄电池充放电领域输入输出电压范围窄，在输入、输出实现双向变换的同时很难达到相同宽度范围电压，并且蓄电池自由串联、并联、模块成组以及随意匹配电压功率的情况还停留在人工手动阶段，不同型号、容量电池组也无法相互混搭，因此导致报废电池增加，加大污染，人力财力成本增加，并且双向充放电管理模块的使用范围也受到了限制。

发明内容

针对现有技术中蓄电池自由串联、并联、模块成组以及随意匹配电压功率的情况还停留在人工手动阶段，不同型号、容量电池组也无法相互混搭使用等缺陷，本发明要解决的问题是提供一种一组或多组不同规格型号蓄电池组可混搭使用、自动组配的蓄电池充放电管理系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种蓄电池充放电管理系统，包括两个电压采样模块，一个电流采样模块、电池组分配模块、驱动模块、驱动信号选择模块以及主控制器，其中两个电压采样模块即第一电压采样模块和第二电压采样模块分别采集双向充放电系统的输入端和输出端电压值，输出电压采样值接至主控制器；电流采样模块采集双向变换模块的电池充放电电流，并输出电流采样值接至主控制器；双向变换模块经驱动选择模块与驱动模块的驱动信号相连，驱动信号选择模块和驱动模块分别接收主控制器的驱动信号和选择信号；电池组分配模块的信号端口与主控制器连接，输出端接至蓄电池组的组配控制回路中。

所述电池组分配模块包括多个中间继电器和电池组分配控制电路，其中M个中间继电器中的常开接点分别设于第二电压采样模块输出端与N个电池组的正极之间，任意选择连接每单组蓄电池组或多组蓄电池组以及全部蓄电池组单组或多组并联充放电；M－1个中间继电器中的接点分别设于N个电池组的中相邻电池的负极与正极之间或负极与负极之间，用于任意选择连接单组蓄电池组或多组蓄电池组中的一组或多组并联或串联以及全部蓄电池组单组和多组并联充放电；各中间继电器的线圈接有电池组分配控制电路的不同控制信号端。

双向变换模块具有M组并联连接的功率模块，每组功率模块包括四个MOS管和一个电感，其中第一MOS管的漏极与第一电压采样模块的输出端连接，第一MOS管的源极经电感接至第二MOS管的源极，第二MOS管的源极接至电流采样模块中的电流采样电阻；第一、第二MOS管的栅极分别与驱动信号选择模块的常闭开关第一输出引脚连接；电感两端分别连接第三、四MOS管的漏极，第三、四MOS管的栅极分别与驱动信号选择模块的常闭开关第一输出引脚；第三、四MOS管的源极接地。

所述驱动信号选择模块包括M个中间继电器和驱动信号选择电路，M个中间继电器的常开接点分别设于驱动模块的不同输出引脚与双向变换模块中对应功率模块中各MOS管的栅极连接；M个中间继电器的线圈分别与驱动信号选择电路的不同控制端和连接，驱动信号选择电路VCC端接有供电电源模块，GND端接地。

还具有保护模块，设于第一电压采样模块前端和/或第二电压采样模块后端，包括保护控制器模块及两个MOS管功率模块，两个MOS管功率模块源极相连，栅极相连；一个MOS管的漏极与保护控制器模块电压传感器输入端相连，同时接到电源或负载和/或电池组；另一个MOS管的漏极连接至第一或第二电压采样模块；过压保护比较器输入端通过分压电阻采集过电压信号，欠压锁定比较器输入端通过分压电阻采集欠电压信号，使能端连接主控制器的使能信号，输出电压传感器端与第一或第二电压采样模块相连，门驱动输出端分别与两个MOS管的栅极相连。

设于第一电压采样模块前端的保护模块还包括两个二极管，其中一个二极管设于保护控制器模块的电压源输入端与外部电源或负载之间，另一个二极管设于保护控制器模块的电压源输入端与电池组之间。

电流采样模块具有M个电流采样电路，每个电流采样电路包括电流采样电阻和差分运算放大器，其中电流采样电阻连接于差分运算放大器的同相输入端与反相输入端之间，同时电流采样电阻的一端与双向变换模块的输出端相连；差分运算放大器的同相输入端通过稳压二极管接有稳压后的偏置电压；差分运算放大器输出端分别与主控制器的总体电流输入端和单体模块电流输入端相连；在差分运算放大器输出端与反相输入端之间设有反馈电阻。

本发明具有以下有益效果及优点：