CN212676916U - 一种电池充电管理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电池充电管理***。电池充电管理***包括：电压检测单元、温度检测单元、BMS控制单元和充电器；其中，BMS控制单元分别连接电压检测单元、温度检测单元和充电器。本实用新型实施例提供的电池充电管理***，可以在电池包处于满电状态时，通过BMS控制单元和充电器双向断开待充电设备电池包回路和充电器内部充电回路，有效避免电池的过充现象。

Description

一种电池充电管理***

技术领域

本实用新型实施例涉及一种电池技术领域，尤其涉及一种电池管理***。

背景技术

目前，全球气候变暖、环境污染趋于严重，中国政府大力发展电动车，随着二轮电动车新国标发布，整车轻量化，锂电池代替铅酸电池成加速趋势。电池使用安全性也面临着严峻的考验。经常会出现报道某地充电过程中自燃导致整个车库的车被烧毁，究其原因现阶段锂电池充电大部分都是基于非智能充电器充电、充电过程由充电器单方面控制导致。只要充电器插着电池就处于浮充阶段。现阶段锂电池充电大部分都是基于非智能充电器充电，充电过程由充电器单方面控制，即整个充电过程包含恒流、恒压降流和涓流。

上述方案的缺陷在于：在充电过程中，充电器一直是与电池处于连接状态，当电池容量充满后，只能通过手动控制断开充电器与电池的连接，难以确保充电完成后及时断开充电器与电池的连接，从而导致电池的过充现象。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电池管理***，可以在电池包处于满电状态时，及时断开充电控制回路，有效避免电池的过充现象。

本实用新型实施例提供了一种电池充电管理***，包括：电压检测单元、温度检测单元、BMS控制单元和充电器；其中，所述BMS控制单元分别连接所述电压检测单元、所述温度检测单元和所述充电器；

所述电压检测单元用于采集待充电设备电池包的当前电压，并将所述当前电压传输至所述BMS控制单元；

所述温度检测单元用于采集待充电设备电池包的当前温度，并将所述当前温度传输至所述BMS控制单元；

所述BMS控制单元用于在根据所述当前电压和所述当前温度监测到待充电设备电池包处于满电状态时，断开待充电设备电池包回路；

所述充电器用于在接收到所述BMS控制单元发送的待充电设备电池包处于满电状态的信号时，断开充电器内部充电回路。

在上述实施例中，还包括第一故障监测单元；所述第一故障监测单元与所述BMS控制单元连接；

所述第一故障监测单元用于将监测到充电过程中预设的充电故障等级信号发送至所述BMS控制单元；

所述BMS控制单元还用于根据所述预设的充电故障等级信号控制充电需求电流降低；其中，所述预设的充电故障等级信号包括一般性故障信号和严重故障信号。

在上述实施例中，所述BMS控制单元具体用于若所述预设的充电故障等级信号为严重故障信号，则控制所述待充电设备电池包回路关闭，并将所述严重故障信号发送至所述充电器；

所述充电器还用于控制充电器内部充电回路关闭。

在上述实施例中，还包括第二故障监测单元；所述第二故障监测单元与所述充电器连接；

所述第二故障监测单元用于将监测到充电过程中预设的充电故障等级信号发送至所述充电器；

所述充电器还用于根据预设的充电故障等级信号控制充电需求电流降低；其中，所述预设的充电故障等级信号包括一般性故障信号和严重故障信号。

在上述实施例中，所述充电器具体用于若所述预设的充电故障等级信号为严重故障信号，则控制充电器内部充电回路关闭，并将所述严重故障信号发送至所述BMS控制单元；

所述BMS控制单元还用于控制所述待充电设备电池包回路关闭。

在上述实施例中，还包括计时单元；所述计时单元连接所述充电器；

所述计时单元用于接收所述充电器发送的充电信号值，并根据所述充电信号值控制所述充电器的输出。

在上述实施例中，还包括充电触电单元；其中，所述充电触电单元与所述BMS控制单元连接；

所述充电触电单元用于给所述BMS控制单元提供电信号。

在上述实施例中，还包括电流检测单元；其中，所述电流检测单元与所述BMS控制单元连接；

所述电流检测单元用于采集待充电设备电池包的当前电流，并将所述当前电流传输至所述BMS控制单元。

在上述实施例中，所述BMS控制单元还用于根据所述当前电压和所述当前电流确定输入至待充电设备的充电需求电压和充电需求电流，将所述充电需求电压和所述充电需求电流发送至所述充电器；

所述充电器用于将所述充电需求电压和所述充电需求电流输出至所述待充电设备电池包。

在上述实施例中，所述BMS控制单元还用于监测所述待充电设备电池包的最高单体电压，并根据所述最高单体电压和预设电压阈值，确定所述充电需求电压和所述充电需求电流。

在上述实施例中，所述BMS控制单元还用于根据所述待充电设备电池包的容量，确定当前充电需求电流。

本实用新型实施例提供了一种电池充电管理***，包括：电压检测单元、温度检测单元、BMS控制单元和充电器；其中，BMS控制单元分别连接电压检测单元、温度检测单元和充电器。本实用新型实施例提供的电池充电管理***，可以在电池包处于满电状态时，通过BMS控制单元和充电器双向断开待充电设备电池包回路和充电器内部充电回路，有效避免电池的过充现象。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的电池充电管理***的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的电池充电管理***的第二结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的电池充电管理***的第一结构示意图。如图1所示，电池充电管理***1包括：电压检测单元11、温度检测单元12、BMS控制单元13和充电器14；其中，BMS控制单元13分别连接电压检测单元11和温度检测单元12；电压检测单元11用于采集待充电设备电池包的当前电压，并将当前电压传输至BMS控制单元13；温度检测单元12用于采集待充电设备电池包的当前温度，并将当前温度传输至BMS控制单元13；BMS控制单元13用于在根据当前电压和当前温度监测到待充电设备电池包处于满电状态时，断开待充电设备电池包回路；充电器14用于在接收到BMS控制单元13发送的待充电设备电池包处于满电状态的信号时，断开充电器内部充电回路。

在本实施例中，BMS(Battery Management System，电池管理***)是电池与用户之间的纽带，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，可用于电动汽车、电瓶车、机器人或者无人机等。本实施例中的待充电设备优选为使用锂电池充电的二轮电动车。

在本实施例中，BMS控制单元13在检测到充电器14开始工作时，通过电压检测单元11检测待充电设备电池包的当前电压，同时通过温度检测单元12检测待充电设备电池包的当前温度；并将当前电压和当前温度发送至BMS控制单元13，以使得BMS控制单元13对接收到的数据进行后续处理。

由于传统的对于锂电池进行充电时，主要采用的是充电器进行直接充电，期间，如果没有人工的检验查看，无法得知锂电池是否处于满电状态；通常情况下，只能通过人工肉眼查看锂电池的充电状态，待充电状态为满电时，直接断开充电包与充电器14之间的连接；但是在人工无法及时查看时，此时，充电器14与电池包始终处于连接状态，从而会导致电池的过充现象，对电池会造成一定的损伤。因此，本实施例引入BMS，通过BMS控制单元13实时监测待充电设备电池包的充电状态，若监测到待充电设备电池包的充电状态处于满电时，立即断开待充电设备电池包回路；并将待充电设备电池包处于满电状态的信号发送至充电器14，使得充电器14断开充电器内部充电回路，即能够有效结束电池包在满电状态下的持续充电。

具体的，当BMS控制单元13监测到电池包的最高单体电压在预设时段内大于等于预设恒压点时，则判断电池包当前的充电状态是否处于满电状态；其中，若电池包的充电需求电压大于等于预设电压阈值，且充电需求电流小于等于预设电流阈值时，在判定电池包当前的充电状态为满电状态，并将充电需求电流降为0，结束充电过程。

本实用新型实施例提供了一种电池充电管理***，包括：电压检测单元、温度检测单元、BMS控制单元和充电器；其中，BMS控制单元分别连接电压检测单元、温度检测单元和充电器。本实用新型实施例提供的电池充电管理***，可以在电池包处于满电状态时，通过BMS控制单元和充电器双向断开待充电设备电池包回路和充电器内部充电回路，有效避免电池的过充现象。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的电池充电管理***的第二结构示意图。如图2所示，电池充电管理***1还包括充电触电单元15；其中，充电触电单元15与BMS控制单元13连接；充电触电单元15用于给BMS控制单元13提供电信号；还包括第一故障监测单元16；第一故障监测单元16与BMS控制单元连接；第一故障监测单元16用于将监测到充电过程中预设的充电故障等级信号发送至BMS控制单元13；BMS控制单元13还用于根据预设的充电故障等级信号控制充电需求电流降低；其中，预设的充电故障等级信号包括一般性故障信号和严重故障信号；还包括第二故障监测单元17；第二故障监测单元17与充电器14连接；第二故障监测单元17用于将监测到充电过程中预设的充电故障等级信号发送至充电器14；充电器14还用于根据预设的充电故障等级信号控制充电需求电流降低；其中，预设的充电故障等级信号包括一般性故障信号和严重故障信号。还包括电流检测单元18；其中，电流检测单元18与BMS控制单元13连接；电流检测单元18用于采集待充电设备电池包的当前电流，并将当前电流传输至BMS控制单元13；还包括计时单元19；计时单元19连接充电器14；计时单元19用于接收充电器14发送的充电信号值，并根据充电信号值控制充电器14的输出。

在本实施例中，待充电设备电池包的充电过程是由BMS控制单元13控制；充电触电单元15为具有通电接口的电源装置，能够为BMS控制单元13提供电信号；BMS在正常工作时，需要提供唤醒操作，例如通过充电触电单元21提供12V的电压，唤醒BMS处于正常工作状态，以使得电压检测单元11和温度检测单元12能够及时采集到待充电设备电池的当前电压和当前温度。

为了保障待充电设备电池包在充电过程中的安全性，需要通过第一故障监测单元16实时监测是否有故障出现；其中，一般性故障包括充电过程中出现的电池温度过高或者电压温度过高的情况；严重故障包括回路开关损坏等不能保证电池包正常充电的情况。

具体的，若BMS控制单元13接收到预设的充电故障等级信号为一般性故障信号，则将电池包的充电电流降低，以保证后续能够正常充电；若BMS控制单元13接收到预设的充电故障等级信号为严重故障信号，则需要将充电电流降为0，以有效避免充电过程中出现漏电等情况，保证充电高效且安全。

较佳地，在本实用新型的具体实施例中，BMS控制单元13具体用于若预设的充电故障等级信号为严重故障信号，则控制待充电设备电池包回路关闭，并将严重故障信号发送至充电器14；充电器14还用于控制充电器内部充电回路关闭。在BMS控制单元13接收到严重故障信号时，需要立即结束充电过程，此时，不仅要关闭充电设备电池包的回路，还需将该故障信号发送至充电器14，待充电器14检测到异常情况时，控制充电器内部充电回路关闭，以结束待充电设备电池包的充电过程。

为了保障待充电设备电池包在充电过程中的安全性，需要充电器14实时监测是否有故障出现；其中，一般性故障包括充电过程中出现的电池温度过高或者电压温度过高的情况；严重故障包括回路开关损坏等不能保证电池包正常充电的情况。

具体的，若充电器14监测到的充电故障为一般性故障，则将电池包的充电电流降低，以保证后续能够正常充电；若充电器14监测到的充电故障为严重故障，则需要将充电电流降为0，以有效避免充电过程中出现漏电等情况，保证充电高效且安全。

较佳地，在本实用新型的具体实施例中，充电器14具体用于若预设的充电故障等级信号为严重故障信号，则控制充电器内部充电回路关闭，并将严重故障信号发送至BMS控制单元13；BMS控制单元13还用于控制待充电设备电池包回路关闭。在充电器14监测到充电故障等级信号为严重故障信号时，需要立即结束充电过程，此时，需要充电器14和BMS控制单元13同时结束充电回路，才能够有效解决避免危险事故的发生。即不仅要关闭充电器内部充电的回路，将该故障状态信号发送至BMS控制单元13，待BMS控制单元13检测到异常情况时控制充电设备电池包的回路，以结束待充电设备电池包的充电过程。

计时单元19在充电过程中需要实时判断充电器14周期发送的life值信号；如果接收到充电器14在5S内充电器数据(例如充电需求电压和充电需求电流)没有更新，则将Chager_ID引脚拉低，强制关闭充电器输出，同时判断3S内若还存在充电电流，则强制关闭充电MOS。

较佳地，在本实用新型的具体实施例中，BMS控制单元13还用于根据当前电压和当前电流确定输入至待充电设备的充电需求电压和充电需求电流，将充电需求电压和充电需求电流发送至充电器14；充电器14用于将充电需求电压和充电需求电流输出至待充电设备电池包。BMS控制单元13对接收到的电池包的当前电压和当前电流进行综合评估，确定出充电需求电压和充电需求电流；并将充电需求电压和充电需求电流通过CAN总线发送至充电器14，以使得充电器14将充电需求电压和充电需求电流输出至待充电设备电池包进行充电。

较佳地，在本实用新型的具体实施例中，BMS控制单元13还用于监测待充电设备电池包的最高单体电压，并根据最高单体电压和预设电压阈值，确定充电需求电压和充电需求电流。在充电过程中，为了避免电压过高导致充电器自燃的情况，需要对充电需求电压进行实时监测判断；其中，预设电压阈值为BMS的运行管理人员依据充电安全性进行提前制定，后期可根据不同情况进行适应性调整。

具体的，若待充电设备电池包的最高单体电压大于等于预设电压阈值，则BMS控制单元13需要将输出至充电器的充电需求电压调整至当前状态下待充电设备电池包的总电压；同时，将输出至待充电器的充电需求电流降低1A。

较佳地，在本实用新型的具体实施例中，BMS控制单元13还用于根据待充电设备电池包的容量，确定当前充电需求电流。在充电过程处于恒压末端时，BMS控制单元13需要根据待充电设备电池包的容量计算出的充电需求电流与电池包预设容量进行比对，若充电需求电流小于等于电池包预设容量，则将当前充电需求电流调整为电池包预设容量。其中，电池包预设容量可以为电池包额定容量的1/20。

本实用新型实施例提供了一种电池充电管理***，包括：电压检测单元、温度检测单元、BMS控制单元和充电器；其中，BMS控制单元分别连接电压检测单元、温度检测单元和充电器。本实用新型实施例提供的电池充电管理***，可以在电池包处于满电状态时，通过BMS控制单元和充电器双向断开待充电设备电池包回路和充电器内部充电回路，有效避免电池的过充现象。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种电池充电管理***，其特征在于，包括：电压检测单元、温度检测单元、BMS控制单元和充电器；其中，所述BMS控制单元分别连接所述电压检测单元、所述温度检测单元和所述充电器；

所述电压检测单元用于采集待充电设备电池包的当前电压，并将所述当前电压传输至所述BMS控制单元；

所述温度检测单元用于采集待充电设备电池包的当前温度，并将所述当前温度传输至所述BMS控制单元；

所述BMS控制单元用于在根据所述当前电压和所述当前温度监测到待充电设备电池包处于满电状态时，断开待充电设备电池包回路；

所述充电器用于在接收到所述BMS控制单元发送的待充电设备电池包处于满电状态的信号时，断开充电器内部充电回路。

2.根据权利要求1所述的电池充电管理***，其特征在于，还包括第一故障监测单元；所述第一故障监测单元与所述BMS控制单元连接；

所述第一故障监测单元用于将监测到充电过程中预设的充电故障等级信号发送至所述BMS控制单元；

所述BMS控制单元还用于根据所述预设的充电故障等级信号控制充电需求电流降低；其中，所述预设的充电故障等级信号包括一般性故障信号和严重故障信号。

3.根据权利要求2所述的电池充电管理***，其特征在于，所述BMS控制单元具体用于若所述预设的充电故障等级信号为严重故障信号，则控制所述待充电设备电池包回路关闭，并将所述严重故障信号发送至所述充电器；

所述充电器还用于控制充电器内部充电回路关闭。

4.根据权利要求1所述的电池充电管理***，其特征在于，还包括第二故障监测单元；所述第二故障监测单元与所述充电器连接；

所述第二故障监测单元用于将监测到充电过程中预设的充电故障等级信号发送至所述充电器；

所述充电器还用于根据预设的充电故障等级信号控制充电需求电流降低；其中，所述预设的充电故障等级信号包括一般性故障信号和严重故障信号。

5.根据权利要求4所述的电池充电管理***，其特征在于，所述充电器具体用于若所述预设的充电故障等级信号为严重故障信号，则控制充电器内部充电回路关闭，并将所述严重故障信号发送至所述BMS控制单元；

所述BMS控制单元还用于控制所述待充电设备电池包回路关闭。

6.根据权利要求1所述的电池充电管理***，其特征在于，还包括计时单元；所述计时单元连接所述充电器；

所述计时单元用于接收所述充电器发送的充电信号值，并根据所述充电信号值控制所述充电器的输出。

7.根据权利要求1所述的电池充电管理***，其特征在于，还包括充电触电单元；其中，所述充电触电单元与所述BMS控制单元连接；

所述充电触电单元用于给所述BMS控制单元提供电信号。

8.根据权利要求1所述的电池充电管理***，其特征在于，还包括电流检测单元；其中，所述电流检测单元与所述BMS控制单元连接；

所述电流检测单元用于采集待充电设备电池包的当前电流，并将所述当前电流传输至所述BMS控制单元。

9.根据权利要求8所述的电池充电管理***，其特征在于，所述BMS控制单元还用于根据所述当前电压和所述当前电流确定输入至待充电设备的充电需求电压和充电需求电流，将所述充电需求电压和所述充电需求电流发送至所述充电器；

所述充电器用于将所述充电需求电压和所述充电需求电流输出至所述待充电设备电池包。

10.根据权利要求1所述的电池充电管理***，其特征在于，所述BMS控制单元还用于监测所述待充电设备电池包的最高单体电压，并根据所述最高单体电压和预设电压阈值，确定充电需求电压和充电需求电流。

11.根据权利要求1所述的电池充电管理***，其特征在于，所述BMS控制单元还用于根据所述待充电设备电池包的容量，确定当前充电需求电流。

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