CN211208607U - 用于电池管理***的监控装置及电池管理*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于电池管理***的监控装置及电池管理***，属于电子技术领域。所述用于电池管理***的监控装置包括：开关模块，与外部电源和时钟电路串联连接，所述开关模块与所述外部电源串联连接形成的支路与备用电源并联连接；以及处理模块，与所述备用电源串联连接，用于：在由所述备用电源为所述时钟电路供电切换为由所述外部电源为所述时钟电路和所述电池管理***供电时，控制所述开关模块断开以使得所述备用电源为所述时钟电路供电；以及检测所述备用电源的工作电压。本实用新型所述的监控装置可以实现对备用电源的监测，在备用电源电量耗尽之前能够及时发现其是否即将失效，有效提高整个***的工作稳定性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，具体地涉及一种用于电池管理***的监控装置及电池管理***。
背景技术
BMS(Battery Management System，电池管理***)作为电池***的核心部件，是对电池进行管理的***，它能够对电池的电压、电流、温度、绝缘电阻等数据进行动态检测，并根据检测的数据进行状态估算、电池均衡管理、热管理、接触器控制、故障诊断及报警等操作，BMS可以通过CAN总线、RS485以及以太网通信与外部储能控制器进行实时通信，并通过显示***将必要的信息实时显示给用户。
BMS在工作的时候由外部电源供电，不工作时外部电源断电，此时BMS 因没有外部电源输入而停止工作。BMS在每次开机计算初始剩余电量时，需要根据BMS停止工作的时间长度作为判断条件来确定是否对初始剩余电量进行修正，所以需要储BMS具备实时时钟功能，即在外部电源断电时，仍要保持计时功能并随时提供准确的当前时间数据。
针对上述技术问题，现有技术方案的实现方法是采用纽扣电池作为时钟电路的备用电源，当外部电源有电时，由外部电源给时钟电路供电，当外部电源断电时，由纽扣电池给时钟电路供电，从而保证在断电情况下BMS仍然能够准确计时。由纽扣电池给时钟电路供电的电路示意图如图1所示，外部电源和纽扣电池均分别与时钟电路串联连接。
本申请发明人发现，电池管理***还常应用于大型风光电站，通常处于偏远地区且无人值守的地区，目前采用纽扣电池作为时钟电路的备用电源的方法，虽然解决了外部断电情况下BMS的计时功能，但缺少对纽扣电池状态的诊断，当纽扣电池电量耗尽无法正常供电时，工作人员无法及时获悉，导致***断电后时钟计时不准或者停止计时，从而引发***的剩余电量初始值无法修正，储能电池存在过充电或者过放电风险，导致整个***无法正常工作且存在安全隐患。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于电池管理***的监控装置及电池管理***，以解决现有技术没有监测为时钟电路进行供电的备用电源的状态，导致电池管理***易出现无法工作的问题
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种用于电池管理***的监控装置，所述电池管理***设置有时钟电路和备用电源，所述备用电源用于在外部电源停止为所述电池管理***供电的情况下为所述时钟电路供电，所述用于电池管理***的监控装置包括：开关模块，与所述外部电源和所述时钟电路串联连接，所述开关模块与所述外部电源串联连接形成的支路与所述备用电源并联连接；以及处理模块，与所述备用电源串联连接，用于：在由所述备用电源为所述时钟电路供电切换为由所述外部电源为所述时钟电路和所述电池管理***供电时，控制所述开关模块断开以使得所述备用电源为所述时钟电路供电；以及检测所述备用电源的工作电压。
进一步的，所述处理模块还用于在所述处理模块检测完所述备用电源的工作电压后，控制所述开关模块闭合。
进一步的，所述用于电池管理***的监控装置还包括示警模块，与所述处理模块相连接，用于在所述处理模块确定所述工作电压小于预设值时，发出示警信号。
进一步的，所述预设值为所述备用电源的终止电压。
进一步的，所述处理模块为所述电池管理***的处理器。
进一步的，所述用于电池管理***的监控装置还包括二极管，所述外部电源、开关模块、二极管以及时钟电路串联连接。
进一步的，所述二极管的正极连接至所述开关模块，负极连接至所述时钟电路的输入端。
进一步的，所述备用电源为纽扣电池。
相对于现有技术，本实用新型所述的用于电池管理***的监控装置具有以下优势：
(1)本实用新型实施例所述的用于电池管理***的监控装置通过开关动作使得处理模块能够检测备用电源为时钟电路供电时的工作电压，从而实现对电池管理***的监控，具有成本低、结构简单和易于实现的优点。
(2)本实用新型实施例所述的用于电池管理***的监控装置，能够在备用电源的电量耗尽之前及时发出报警信息，提示维护人员及时更换备用电源，有效提高了整个***的可靠性和安全性。
本实用新型的另一目的在于提出一种电池管理***，已解决现有技术没有监测为时钟电路进行供电的备用电源的状态，导致电池管理***易出现无法工作的问题。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种电池管理***，所述电池管理***设置有如上述中任一项所述的用于电池管理***的监控装置。
所述电池管理***与上述用于电池管理***的监控装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
图1是纽扣电池为时钟电路供电的电路示意图；
图2是实用新型实施方式所述的用于电池管理***的监控装置的结构框图；
图3是本实用新型实施方式所述的用于电池管理***的监控装置的电路示意图；
图4是本实用新型实施方式提供的用于电池管理***的监控装置的工作原理的流程示意图。
附图标记说明
210开关模块 220外部电源
230时钟电路 240备用电源
250处理模块
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
在正常工况下，采用外部电源为电池管理***进行供电，在外部电源断电，即停止为所述电池管理***供电时，电池管理***会因为断电而停止工作，为了降低断电对电池管理***对其所述监测的电池的剩余电量的判定的影响，设置有一与所述电池管理***相连接的时钟电路，并通过所述时钟电路辅助所述电池管理***确定其断电时间。其中，在外部电源能够进行供电时，可以由所述外部电源同时为时钟电路供电，在外部电源处于断电状态下，则由所述备用电源为时钟电路供电，以使所述时钟电路能够持续工作。考虑到备用电源也会出现电量不足而停止供电的情况，基于此，本实用新型提供了一种用于电池管理***的监控装置。
图2是本实用新型实施方式所述的用于电池管理***的监控装置的结构框图。如图2所示，所述用于电池管理***的监控装置包括开关模块210和处理模块250。其中，开关模块、用于为电池管理***的供电的外部电源220 以及所述电池管理***的时钟电路230串联连接，而开关模块210与外部电源220串联连接形成的支路与用于为时钟电路230进行供电的备用电源240 并联连接，所述备用电源240还用于与处理模块250串联连接。
在外部电源220停止为电池管理***供电的情况下，所述备用电源240 能够自动为时钟电路230进行供电，以保证时钟电路230一直处于工作状态，使得电池管理***能够准确确定其断电时间。
在电池管理***由断电状态切换为上电状态时，开关模块210断开，以使得外部电源220为电池管理***供电的同时，备用电源240为时钟电路230 进行供电，此时与备用电源240串联连接的处理模块250能够采集备用电源 240输出的电信号并确定所述备用电源240的工作电压，根据所述备用电源 240的工作电压就能够确定所述备用电源是否还能够继续在外部电源220停止供电时为时钟电路230进行供电。
例如，所述处理模250可以将所述备用电源240的工作电压与预设值相比较，在所述工作电压小于所述预设值时，确定备用电源240失效，不能再继续工作。
可选的，所述预设值可以根据备用电源的具体型号以及使用环境自行设定。例如，可以将备用电源投入使用之前，经测试得到的终止电压作为所述预设值。
为了减少不必要的电能损耗，处理模块250在检测到所述备用电源240 的工作电压后，就可以控制所述开关模块210动作，由断开状态切换至闭合状态，以使得备用电源240停止输出电信号，并利用外部电源220为电池管理***和时钟电路230进行供电，以维持整个***的正常工作。
本实用新型实施例提供的技术方案，通过确定备用电源的工作电压来确定其电量消耗状态，在降低产品成本的同时，还能够有效减少由于备用电源电量耗尽导致时钟电路无法工作而引起的***安全问题，保证***的正常工作。
在一些可选实施例中，本实用新型实施例提供的用于电池管理***的监控装置还可以包括与处理模块相连接的示警模块，在处理模块确定备用电源的工作电压小于预设值时，确定备用电源的电量不足，因此所述处理模块能够控制所述示警模块发出示警信号。
可选的，所述示警模块可以为报警器或者指示灯，或者所述示警模块还可以为所述电池管理***自带的能够输出示警信号的设备。
在一些可选实施例中，所述处理模块可以为单独的具有电信号采集和处理功能的处理器，也可以为所述电池管理***的处理器。
在一些可选实施例中，所述备用电源可以为纽扣电池。
在一些可选实施例中，所述用于电池管理***的监控装置还可以设置一二极管，使得所述外部电源、开关模块、二极管以及时钟电路串联连接，用于防止反向电流。例如，可以将二极管的正极端连接至开关模块的输出端，负极端连接至时钟电路的输入端。
图3本实用新型实施方式所述的用于电池管理***的监控装置的电路示意图，其中，备用电源为纽扣电池，处理模块为电池管理***的CPU，开关模块为简单的电源开关K。现结合图3来详细解释本实用新型实施例提供的具体方案。
如图3所示，外部电源、开关K、二极管D1与时钟电路串联连接，外部电源与电池管理***的处理器串联连接，纽扣电池与时钟电路串联连接，纽扣电池也与电池管理***的处理器串联连接。
其中，当开关K闭合，且外部电源没有为电池管理***供电时，由纽扣电池为时钟电路供电；在电池管理***由断电状态切换至上电状态时，开关 K断开，由外部电源为电池管理***供电的同时，由纽扣电池为时钟电路供电，此时电池管理***的处理器能够对纽扣电池输出的电信号进行采样，在所述处理器采样完毕后，控制开关K闭合，使得外部电源同时还为时钟电路供电。
图3中的二极管D1的正极端连接至开关K的输出端，负极端连接在时钟电路的输入端，所述二极管D1的具体连接位置不限于图3所示，只要能够避免反向电流对电路的影响即可。
图4是本实用新型实施方式提供的用于电池管理***的监控装置的工作原理的流程示意图。如图4所示，所述用于电池管理***的监控装置的工作原理如下：
(1)由外部电源重新供电的情况下，BMS上电初始化时；
(2)BMS控制开关K断开；
(3)由纽扣电池为时钟电路供电，并由BMS测量此时纽扣电池两端的输出电压Battery_Measure_Voltage；
(4)若输出电压Battery_Measure_Voltage大于纽扣电池的工作截止电压Battery_End_Voltage，则说明纽扣电池工作在正常状态；若输出电压 Battery_Measure_Voltage小于纽扣电池的工作截止电压Battery_End_Voltage，说明纽扣电池已经失效，无法提供正常供电电压，电池管理***发出纽扣电池失效报警，提示维护人员进行纽扣电池更换；
(5)在***完成对纽扣输出电压的采集和诊断之后，闭合开关K，由外部电源同时为时钟电路进行供电，保证***正常运行。
相应的，本实用新型实施方式还提供了一种电池管理***，所述电池管理***设置有如上述中任一项所述的用于电池管理***的监控装置。
以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。
Claims (9)
1.一种用于电池管理***的监控装置，其特征在于，所述电池管理***设置有时钟电路和备用电源，所述备用电源用于在外部电源停止为所述电池管理***供电的情况下为所述时钟电路供电，所述用于电池管理***的监控装置包括：
开关模块，与所述外部电源和所述时钟电路串联连接，所述开关模块与所述外部电源串联连接形成的支路与所述备用电源并联连接；以及
处理模块，与所述备用电源串联连接，用于：
在由所述备用电源为所述时钟电路供电切换为由所述外部电源为所述时钟电路和所述电池管理***供电时，控制所述开关模块断开以使得所述备用电源为所述时钟电路供电；以及
检测所述备用电源的工作电压。
2.根据权利要求1所述的用于电池管理***的监控装置，其特征在于，所述处理模块还用于在所述处理模块检测完所述备用电源的工作电压后，控制所述开关模块闭合。
3.根据权利要求1所述的用于电池管理***的监控装置，其特征在于，所述用于电池管理***的监控装置还包括示警模块，与所述处理模块相连接，用于在所述处理模块确定所述工作电压小于预设值时，发出示警信号。
4.根据权利要求3所述的用于电池管理***的监控装置，其特征在于，所述预设值为所述备用电源的终止电压。
5.根据权利要求1所述的用于电池管理***的监控装置，其特征在于，所述处理模块为所述电池管理***的处理器。
6.根据权利要求1所述的用于电池管理***的监控装置，其特征在于，所述用于电池管理***的监控装置还包括二极管，所述外部电源、开关模块、二极管以及时钟电路串联连接。
7.根据权利要求6所述的用于电池管理***的监控装置，其特征在于，所述二极管的正极连接至所述开关模块，负极连接至所述时钟电路的输入端。
8.根据权利要求1所述的用于电池管理***的监控装置，其特征在于，所述备用电源为纽扣电池。
9.一种电池管理***，所述电池管理***设置有如权利要求1-8中任一项所述的用于电池管理***的监控装置。
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