CN102082456A - 电源管理*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电池组的电源管理***。该电源管理***包括主控制模块及与该主控制模块相连的多个子控制模块。所述子控制模块包括控制单元，温度监测单元、电压监测单元和气体监测模块。所述气体监测模块用于检测电池漏液，该气体监测模块在监测到电池组发生漏液时产生的气体时向所述主控制模块发出漏液信号。本发明的电源管理***配置专用的气体监测模块，及时报告电池漏液问题，使工作人员可以及时更换漏液的电池，大大降低电池组的安全隐患。本发明适用于各种漏液后会产生气体的电池组，特别适用于应用于封闭环境的电池组。

Description

电源管理***

技术领域

本发明涉及电源管理技术领域，特别涉及一种用于一次锂电池组的电源管理***。

背景技术

随着智能电网，储能***的飞速发展，对锂电池组的需求越来越大。电池组一般至少包括几百个单体电池。以容量为30Ah的大容量锂电池为例，若组成一个包括900个单体电池的电池组，则容量有27000Ah，能量巨大，安全性非常重要。现有电池组的电源管理***一般都依赖进口的保护芯片进行简单的保护，其功能少，管理简单，不能监测电池漏液问题，具有很大的安全隐患，尤其不适用于对锂亚硫酰氯电池组成的电池组进行管理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于大容量锂电池组成的电池组的电源管理***。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：电源管理***，包括主控制模块及与该主控制模块相连的多个子控制模块，所述子控制模块包括控制单元，温度监测单元、电压监测单元和气体监测模块。所述气体监测模块用于检测电池漏液，该气体监测模块在监测到电池组发生漏液时产生的气体时向所述主控制模块发出漏液信号。

本发明的电源管理***配置专用的气体监测模块，及时报告电池漏液问题，使工作人员可以及时更换漏液的电池，大大降低电池组的安全隐患。本发明适用于各种漏液后会产生气体的电池组，特别适用于应用于封闭环境的电池组。

附图说明

图1是一实施例中电源管理***应用于一个电池组的***框图。

图2是一实施例中气体检测模块的结构框图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本发明锂电池作进一步详细描述。

如图1所示，本发明一实施例的电源管理***100用于对电池组200进行电压监测、温度监测、内阻监测、平衡控制和漏液监测，在监测到电池组200异常时实现报警功能。电源管理***100的监控结果可通过显示单元400进行显示。用户也可将一手动控制平台300连接到电源管理***100上，以实现对电源管理***100的调试和控制。显示单元400可包括现有各种类型的显示器和LED灯。手动控制平台300可为计算机，也可仅包括多个控制按钮。

电池组200包括多个电池单元：电池单元1、电池单元2至电池单元N(N为大于等于3的整数)。每个电池单元均包括多个单体电池，优选的，包括7-20个单体电池。本实施例中，电池组200包括100个电池单元，每个电池单元包括9个电池单体。电池单元内的电池单体串联连接后与其他电池单元并联连接。单体电池均为锂电池，优选的，为锂/亚硫酰氯电池、锂/硫电池等漏液后会产生气体的电池。锂亚硫酰氯电池的电解液为亚硫酰氯，电池漏液时，亚硫酰氯遇到空气产生二氧化硫(SO₂)气体。

电源管理***100主要包括主控制模块，用于对多个电池单元进行监控的多个子控制模块(图1中子控制模块1，子控制模块2至子控制模块N)，以及气体监测模块和散热模块。气体监测模块用于通过监测电池组内的空气成分来监测电池组内是否发生漏液。散热模块用于为电池组提供散热功能，可为风扇。

如图2所示，气体监测模块包括气体传感器10，与气体传感器10相连的控制器12，以及与控制器12相连的报警装置14。本实施例中，气体传感器10为二氧化硫传感器。其他实施例中，可根据不同的电池更换相应类型的气体传感器。报警装置14包括发光二极管(LED)，例如包括红色LED和绿色LED。控制器12用于在气体传感器10监测到电池漏液产生的气体时向主控制模块发出漏液信号，并控制报警装置14发出报警信号。具体的，当没有检测到二氧化硫气体时，绿色LED灯亮，反之红色LED等亮。其他实施例中，报警装置14还可包括蜂鸣器，当检测到二氧化硫气体时，控制器12控制蜂鸣器发出声音报警。

再次参考图1，电源管理***100的多个子控制模块的功能和结构相同。现以子控制模块1为例进行说明。子控制模块1主要包括控制单元，与控制单元相连的温度监测单元、电压监测单元、平衡控制单元、内阻监测单元和报警单元。

温度监测单元、电压监测单元和内阻监测单元分别用于监测对应电池单元的单体电池的温度、电压和内阻。平衡控制单元用于在控制单元的控制下对对应单体电池进行电压平衡。报警单元用于发出报警信号，该报警信号可以是光信号，也可以是声音信号，也可以是光信号和声音信号。控制单元接收温度监测单元、电压监测单元和内阻监测单元的输出信号，根据该输出信号判断电池单元内单体电池的工作状态，向主控制模块上报本电池单元的工作参数，例如但不限于本电池单元的平均电压、平均温度、单体电池的内阻，以及异常的参数。控制单元可在电池单元出现异常时通过报警单元发出报警信号。

本实施例中，当控制单元判断单体电池的电压高于电池单元平均电压的差值达到预设值(例如0.5V)时，控制平衡控制单元对对应的单体电池进行电压平衡工作，以使该电压较高的单体电池的电压下降至平均电压。当单体电池的温度明显高于电池单元内其他单体电池的温度(例如高于1℃)时，控制单元控制报警单元发出报警信号并上报主控制模块。主控制模块可用备用电池单元替代该出现异常的电池单元，保证电池组的安全使用。

主控制模块用于根据各子控制模块和气体监测模块输出的信号对电池组进行管理。当某个电池单元出现异常时，主控制模块可用备用电池单元替换出现异常的电池单元，使出现异常的电池单元可得到及时的检修。例如，当电池组平均温度超出一个预设温度时启动散热模块为电池组散热。当气体监测模块监测到电池漏液产生的气体时，主控制模块根据电池内阻参数可判断出哪个电池单元的电池出现漏液，并启用备用电池单元替换出现漏液的电池单元。

综上，本发明的电源管理***可对电池组的各种参数进行实时、全面的监控，可实现电池平衡管理、散热管理、异常报警、漏液监测等功能，大大降低电池组的安全隐患。

本发明的电源管理***适用于漏液后会产生气体的电池，例如锂/亚硫酰氯(Li/SOCl2)、锂/硫酰氯(Li/SO2Cl2)和锂/硫磺(Li/S)等一次电池组，特别适用于应用于封闭环境的电池组。

Claims (8)

1.电源管理***，包括主控制模块及与该主控制模块相连的多个子控制模块，所述子控制模块包括控制单元，温度监测单元和电压监测单元，其特征在于，所述电源管理***还包括用于检测电池漏液的气体监测模块，该气体监测模块在监测到电池组发生漏液时产生的气体时向所述主控制模块发出漏液信号。

2.根据权利要求1所述的电源管理***，其特征在于，所述气体监测模块包括气体传感器，与该气体传感器相连的控制器，以及与该控制器相连的报警装置；所述控制器在气体传感器监测到电池组发生漏液时向所述主控制模块发出漏液信号，并控制报警装置输出报警信号。

3.根据权利要求2所述的电源管理***，其特征在于，所述气体传感器为二氧化硫传感器。

4.根据权利要求3所述的电源管理***，其特征在于，所述子控制模块还包括输入端与控制单元相连、输出端与电池组相连的平衡控制单元，该平衡控制单元用于在单体电池的电压与电池组的电池单元的平均电压的差值达到预设值时对该单体电池进行电压平衡。

5.根据权利要求4所述的电源管理***，其特征在于，所述子控制模块还包括用于监测电池内阻的内阻监测单元。

6.根据权利要求5所述的电源管理***，其特征在于，所述主控制模块提供可与手动控制平台相连的通讯端口和可与显示单元相连的数据输出端口。

7.根据权利要求6所述的电源管理***，其特征在于，所述电池组为全密封电池组。

8.根据权利要求7所述的电源管理***，其特征在于，还包括散热模块，该散热模块在所述温度监测单元监测到电池组内部温度超出预设温度范围时为电池组散热。

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