CN103413980A - 智能混合电池管理*** - Google Patents

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赵福蓉
张鹏
涂继军
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Abstract

本发明涉及一种智能混合电池管理***。所述***包括：信息采集模块，用于采集各节电池的状态数据的模拟信号；模数转换模块，与所述信息采集模块相连，用于将所述模拟信号转换为数字信号；控制模块，与所述模数转换模块相连，用于根据所述数字信号生成控制指令；控制开关，串联在所述锂电池和铅酸蓄电池并联的主路上，所述控制开关的控制端与所述控制模块相连，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令进行导通或断开；电压均衡模块，与所述控制模块相连，用于均衡调节所述锂电池和铅酸蓄电池的电压。上述智能混合电池管理***，使得电路具有过充保护、过放保护、过流保护和短路保护等保护功能，提高了资源利用率且延长了电池的使用寿命。

Description

智能混合电池管理***
技术领域
本发明涉及电池领域，特别是涉及一种智能混合电池管理***。
背景技术
随着锂电池和传统铅酸电池技术的快速发展，在各个电源领域中，由锂电池和传统铅酸电池组成的混合电池集锂电池和铅酸电池的优点于一身，其取代了锂电池和传统铅酸电池的发展步伐。混合电池与传统的锂电池相比，具有安全可靠、浮充寿命长的优势，与传统的铅酸电池相比，具有能量密度高、体积小、质量轻、循环寿命长等优势，将两种电池并联在一起，运行状态复杂，各种过充、过放、过温都可能影响电池性能，其寿命会大幅下降，甚至导致损坏。
然而，目前对混合电池的工作状态并没有有效的监控，使得混合电池的资源利用率较低，且混合电池的使用寿命缩短。
发明内容
基于此，有必要针对目前混合电池的资源利用率低及使用寿命短的问题，提供一种能提高资源利用率且能延长混合电池使用寿命的智能混合电池管理***。
一种智能混合电池管理***，位于锂电池和铅酸蓄电池并联的主路上且用于控制所述锂电池和铅酸蓄电池，所述智能混合电池管理***包括：
信息采集模块，用于采集各节电池的状态数据的模拟信号；
模数转换模块，与所述信息采集模块相连，用于将所述模拟信号转换为数字信号；
控制模块，与所述模数转换模块相连，用于根据所述数字信号生成控制指令；
控制开关，串联在所述锂电池和铅酸蓄电池并联的主路上，所述控制开关的控制端与所述控制模块相连，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令进行导通或断开；
电压均衡模块，与所述控制模块相连，用于均衡调节所述锂电池和铅酸蓄电池的电压。
在其中一个实施例中，所述智能混合电池管理***还包括：
数据输出模块，与所述控制模块相连，用于输出所述各节电池的状态数据。
在其中一个实施例中，所述铅酸蓄电池的电压为2伏、6伏、12伏或12伏以上电压，通过调整所述铅酸蓄电池的电解液密度对所述电压进行增大或减小调节。
在其中一个实施例中，所述控制模块为可编程逻辑控制单元或单片机。
在其中一个实施例中，所述信息采集模块采集数据的方式为单数据线采集和/或双数据线采集。
在其中一个实施例中，所述控制开关为MOSFET、继电器或直流接触器。
在其中一个实施例中，所述电压均衡模块的均衡方式包括主动均衡和/或被动均衡。
在其中一个实施例中，所述状态数据包括各节电池的电压、电流、温度、容量、工作状态中至少一种。
在其中一个实施例中，所述混合电池包括至少一组锂电池和至少一组铅酸蓄电池，且每组锂电池中多节锂电池串联，每组铅酸蓄电池中多节铅酸蓄电池串联，所述锂电池和所述铅酸蓄电池并联。
在其中一个实施例中，所述锂电池为磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池或二氧化锰锂电池。
上述智能混合电池管理***，通过采集混合电池中各节电池的状态数据，并由控制模块根据状态数据生成控制指令，确定控制开关的通断，使得电路具有过充保护、过放保护、过流保护和短路保护等保护功能，且可对电池进行电压均衡调节，提高了资源利用率且延长了电池的使用寿命。
另外，通过数据输出模块实时输出电池的状态数据，可实现实时监控电池的状态。
附图说明
图1为一个实施例中智能混合电池管理***的结构框图；
图2为另一个实施例中智能混合电池管理***的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例及附图对智能混合电池管理***的技术方案进行详细的描述，以使其更加清楚。
如图1所示，一种智能混合电池管理***，位于锂电池和铅酸蓄电池并联的主路上且用于控制该锂电池和铅酸蓄电池。该智能混合电池管理***包括信息采集模块102、模数转换模块104、控制模块106、控制开关108和电压均衡模块110。
其中，信息采集模块102，通过总线连接各节锂电池和各节铅酸蓄电池，用于采集各个电池的状态数据的模拟信号。该电池的状态数据包括单节电池的电压、支路电流、温度、容量和工作状态中的至少一种。工作状态可为电池工作或断开等。另外，信息采集模块102采集数据的方式为单数据线采集和/或双数据线采集。采集温度可用温度传感器，电流可用电流表等。
混合电池包括至少一组锂电池和至少一组铅酸蓄电池，且每组锂电池中多节锂电池串联，每组铅酸蓄电池中多节铅酸蓄电池串联，所述锂电池和所述铅酸蓄电池并联。锂电池为磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池或二氧化锰锂电池。一组锂电池或一组铅酸蓄电池为一条支路。两种电池的开路电压大致相同，并联后的锂电池和铅酸蓄电池可自动调整支路上的充放电电流。
铅酸蓄电池的电压为2伏、6伏、12伏或12伏以上电压，通过调整铅酸蓄电池的电解液密度对其电压进行增大或减小调节。
模数转换模块104，与信息采集模块102相连，用于将该模拟信号转换为数字信号，并将该数字信号输出到控制模块106。
控制模块106，与模数转换模块104相连，用于根据该数字信号生成控制指令，并将该控制指令发送给控制开关108，对各节电池进行控制。控制模块106可为可编程逻辑控制单元或单片机等。通过控制模块106可设置智能电池管理***的参数，该参数包括电池的阈值电压、阈值电流、阈值温度等。
控制开关108，串联在锂电池和铅酸蓄电池并联的主路上，控制开关108的控制端与控制模块106相连，用于接收该控制指令，并根据该控制指令进行导通或断开。控制开关108为MOSFET、继电器或直流接触器等直流开关。
电压均衡模块110，与控制模块106相连，用于均衡调节该锂电池和铅酸蓄电池的电压。电压均衡模块110的均衡方式包括主动均衡和/或被动均衡。
上述智能混合电池管理***，通过采集混合电池中各节电池的状态数据，并由控制模块根据状态数据生成控制指令，确定控制开关的通断，使得电路具有过充保护、过放保护、过流保护和短路保护等保护功能，且可对电池进行电压均衡调节，提高了资源利用率且延长了电池的使用寿命。
如图2所示，为另一个实施例中智能混合电池管理***的结构框图。该智能混合电池管理***除了包括信息采集模块102、模数转换模块104、控制模块106、控制开关108和电压均衡模块110，还包括数据输出模块112。
其中，数据输出模块112，与控制模块106相连，用于输出各节电池的状态数据。通过数据输出模块112输出电池的状态数据，可实现实时监控电池的状态。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能混合电池管理***，位于锂电池和铅酸蓄电池并联的主路上且用于控制所述锂电池和铅酸蓄电池，其特征在于，所述智能混合电池管理***包括：
信息采集模块，用于采集各节电池的状态数据的模拟信号；
模数转换模块，与所述信息采集模块相连，用于将所述模拟信号转换为数字信号；
控制模块，与所述模数转换模块相连，用于根据所述数字信号生成控制指令；
控制开关，串联在所述锂电池和铅酸蓄电池并联的主路上，所述控制开关的控制端与所述控制模块相连，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令进行导通或断开；
电压均衡模块，与所述控制模块相连，用于均衡调节所述锂电池和铅酸蓄电池的电压。
2.根据权利要求1所述的智能混合电池管理***，其特征在于，所述智能混合电池管理***还包括：
数据输出模块，与所述控制模块相连，用于输出所述各个电池的状态数据。
3.根据权利要求1所述的智能混合电池管理***，其特征在于，所述铅酸蓄电池的电压为2伏、6伏、12伏或12伏以上电压，通过调整所述铅酸蓄电池的电解液密度对所述电压进行增大或减小调节。
4.根据权利要求1所述的智能混合电池管理***，其特征在于，所述控制模块为可编程逻辑控制单元或单片机。
5.根据权利要求1所述的智能混合电池管理***，其特征在于，所述信息采集模块采集数据的方式为单数据线采集和/或双数据线采集。
6.根据权利要求1所述的智能混合电池管理***，其特征在于，所述控制开关为MOSFET、继电器或直流接触器。
7.根据权利要求1所述的智能混合电池管理***，其特征在于，所述电压均衡模块的均衡方式包括主动均衡和/或被动均衡。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的智能混合电池管理***，其特征在于，所述状态数据包括单节电池的电压、支路电流、温度、容量、工作状态中至少一种。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的智能混合电池管理***，其特征在于，所述混合电池包括至少一组锂电池和至少一组铅酸蓄电池，且每组锂电池中多节锂电池串联，每组铅酸蓄电池中多节铅酸蓄电池串联，所述锂电池和所述铅酸蓄电池并联。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的智能混合电池管理***，其特征在于，所述锂电池为磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池或二氧化锰锂电池。
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