[发明专利]微型分布式智能电池管理系统

说明书

本发明涉及微型分布式智能电池管理系统，属于新能源测控领域；该系统以锂离子电池组状态信息检测及管理为目标，对电池电压、电流、温度进行在线检测、剩余电量SOC（State of charge）估算、均衡管理，实现对电池组实时监管，保障电池组各种复杂工况下使用的安全性；进行微型化、分布式设计；系统分为两部分，检测板对电池组进行状态信息检测，具有十二个电压检测通道、一个电流检测通道、五个温度检测通道、十二个被动均衡通道；检测板之间可以通过菊链式进行级联，拓展系统的检测通道，增加通用性；主控板对电池组状态信息进行处理，显示，过压、过流、过温报警功能；该系统单体电压精度2.00mV、电流精度0.1mA、温度精度±1.00℃、SOC在线估算精度3.00%。

技术领域

本申请涉及新能源测控领域，尤其涉及一种信号采集电路及电池管理系统。

背景技术

在锂离子电池组的整个生命周期中，电池管理系统（Battery ManagementSystem，BMS）对状态参数的监控和调节将影响电池组输出的效果和安全性；因此，实时监测状态参数的变化，并基于此保障锂离子电池组的工作性能是非常必要的；由于BMS中的成组状态参数检测及剩余电量（State of charge，SOC）的估算技术尚不成熟，使用过程中存在的安全隐患严重制约了锂离子电池组的发展；对于锂离子电池组而言，SOC表征了锂离子电池组的剩余容量，可靠的BMS依靠准确的SOC值；在该值已知的情况下，不仅对电池组进行可靠能量管理和安全控制，而且还避免锂离子电池组的提前损坏，延长其使用寿命；而SOC精确度依赖于锂离子电池组状态参数的准确性；因此，准确采集电池组状态参数，对提高SOC估算的精度以及保障锂离子电池组的工作性能及其能量和安全管理至关重要；此外，锂离子电池组的充放电过程包含复杂的电能、化学能和热能转换等环节，过充电和过放电现象易引发安全事故，精确SOC估算在防止过充电和过放电中起着重要作用；在锂离子电池组的应用中，其安全性依然是最为关注的问题，SOC估算是其安全使用的基础和前提；锂离子电池组采用电池单体级联结构，由于无法避免材料和工艺的差异，单体间不一致现象客观存在且无法避免；并且，该现象会随着循环次数的增加越来越明显，这就使得单体间不一致性的表达与修正成为成组SOC估算的重要组成部分，同时也给成组SOC精确估算带来了巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的对锂离子电池组进行实时监测，并且能够准确估测SOC；设计一种微型分布式智能电池管理系统；保证SOC维持在合理的范围内，以防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预测电池组还剩余多少能量或者电池组的荷电状态。

本发明主要用于管理锂离子电池组，实现对电池组实时监管，保障电池组各种复杂工况下使用安全性；进行微型化、分布式设计，把整个系统分为两部分，检测板对电池组进行状态信息检测；检测板具有十二个电压检测通道、一个电流检测通道、五个温度检测通道、十二个被动均衡通道；检测板之间可以通过菊链式进行级联，拓展系统的检测通道；通过实时监测电池组中每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池组总电压，防止电池发生过充或者过放电现象；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；本系统还具有均衡功能，采用的是被动均衡；使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态；保障锂离子电池组在各种复杂工况下运行的安全性。

附图说明

图1为一个实施例的信号采集电路的结构框图；

图2为另一个实施例的信号采集电路的结构框图；

图3为一个实施例的电压检测单元的电路图；

图4为一个实施例的温度采集电路的结构框图；

图5为一个实施例的电流检测单元的结构框图；

图6为锂离子电池组SOC估算模型结构示意图；

图7为一个实施例主控板的PCB；