CN217848994U - 一种热插拔式电池均衡*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热插拔式电池均衡***，包括有电池模组、电芯电压温度采集模块和均衡模块，电池模组由若干依次串联的电池构成，电芯电压温度采集模块连接电池并分别采集每个电池的运行数据，均衡模块包括有双针并联插头、电芯选择电路、补电放电电路及电流检测模块、电源及控制模块、热插拔控制模块。本实用新型的热插拔式电池均衡***提出了采取外置形式的均衡方式，将采样部分和均衡部分分离。采集本体与均衡模块的电芯接口部分采用双针并联接触方式连接。支持在线带电热插拔，对需要做均衡处理的模组进行插接均衡。均衡模块可以对电芯进行补电或放电操作。均衡模块的计算及控制均来自采集模块本体。
Description
技术领域
本实用新型属于BMS电池管理***技术领域，具体涉及一种热插拔式电池均衡***。
背景技术
随着储能***的大规模应用，锂电池的使用也越来越广。由于锂电池的特性，其充放电次数的增加，电芯差异性逐步累积，导致电芯的不一致性逐渐变大，电堆充放电衰减率不断上升，越来越无法达到预期的充放电电量。一般情况下可以采用均衡的方式来对电池的不一致性进行校正，来达到电堆充放电量的最大化。
均衡方法分被动均衡和主动均衡，市面上带均衡的BMS都是将其集成在电池采集模块内部。由于均衡部分电路复杂，且由较大电流通过，整个电路的故障率相对比纯采集模块要高不少，尤其是当故障时还有可能会出现电路的无动作，造成电芯的持续充放电、甚至短路现象；其次均衡电路中使用了大量的功率开关器件决定了均衡部分电路的成本相对比较高，而每个采集模块中都增加一套均衡电路，对于整个BMS***来讲成本时会出现大幅度的上升；另外在储能***中的实际应用中发现，并不是每个电芯都会需要进行均衡，一般情况下需要均衡的电芯模组只会占到10％左右。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种热插拔式电池均衡***，包括有电池模组、电芯电压温度采集模块和均衡模块，电池模组由若干依次串联的电池构成，所述电芯电压温度采集模块连接电池并分别采集每个电池的运行数据，所述均衡模块包括有双针并联插头、电芯选择电路、补电放电电路及电流检测模块、电源及控制模块、热插拔控制模块，所述双针并联插头和热插拔控制模块分别连接电芯电压温度采集模块，所述双针并联插头、补电放电电路及电流检测模块、电源及控制模块分别连接电芯选择电路，所述补电放电电路及电流检测模块连接电源及控制模块，所述电源及控制模块连接热插拔控制模块。
所述电芯电压温度采集模块具体包括有主处理器、均衡接口、电池采集输入、DFE转换模块、温度模拟电子开关以及若干温度采集电路，所述温度采集电路与电池一一对应并分别连接对应电池，所述温度采集电路连接温度模拟电子开关，温度模拟电子开关和均衡接口、DFE转换模块均分别连接主处理器。
双针并联插头用于连接电芯电压温度采集模块与均衡模块间的电池接口部分，由于均衡模块启动后，此连接部分会有1到2安培的电流通过，利用双针并接方式可大幅提高接触的可靠性。
热插拔控制的作用是在电芯电压温度采集模块与均衡模块插接时确保只是让插头进行连接而非整个电路进行连接，电路的连接是由电芯电压温度采集模块来进行的，当电芯电压温度采集模块检测到均衡模块已***电芯电压温度采集模块后才会发出控制信号将整个电路进入连接状态。
所述电芯选择电路的作用是将均衡通道选择到需要均衡的电芯回路上。
所述补电放电电路及电流检测模块主要是产生补电或放电电流及对相应的电流进行检测反馈。
当电芯电压温度采集模块发出连接整个电路信号时，均衡模块的电源才会接通，随后相应的控制电路才会动作，控制部分是用控制电芯选择电路及补电放电电路及电流检测模块。
作为上述技术方案的优选，所述电芯电压温度采集模块还包括有通信单元。电芯电压温度采集模块通过通信单元进行上层通讯。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的热插拔式电池均衡***提出了采取外置形式的均衡方式，将采样部分和均衡部分分离。采集本体与均衡模块的电芯接口部分采用双针并联接触方式连接。支持在线带电热插拔，对需要做均衡处理的模组进行插接均衡。均衡模块可以对电芯进行补电或放电操作。均衡模块的计算及控制均来自采集模块本体。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的工作原理图；
图3是电芯电压温度采集模块的结构示意图；
图4是电芯选择电路的电路示意图；
图5是补电放电电路及电流检测模块的电路示意图；
图6是电源及控制模块的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-2所示，一种热插拔式电池均衡***，包括有电池模组、电芯电压温度采集模块和均衡模块，电池模组由若干依次串联的电池构成，所述电芯电压温度采集模块连接电池并分别采集每个电池的运行数据，所述均衡模块包括有双针并联插头、电芯选择电路、补电放电电路及电流检测模块、电源及控制模块、热插拔控制模块，所述双针并联插头和热插拔控制模块分别连接电芯电压温度采集模块，所述双针并联插头、补电放电电路及电流检测模块、电源及控制模块分别连接电芯选择电路，所述补电放电电路及电流检测模块连接电源及控制模块，所述电源及控制模块连接热插拔控制模块。
所述电芯电压温度采集模块具体包括有主处理器、均衡接口、电池采集输入、DFE转换模块、温度模拟电子开关以及若干温度采集电路，如图3所示。所述温度采集电路与电池一一对应并分别连接对应电池，所述温度采集电路连接温度模拟电子开关，温度模拟电子开关和均衡接口、DFE转换模块均分别连接主处理器。所述电芯电压温度采集模块还包括有通信单元。电芯电压温度采集模块通过通信单元进行上层通讯。
双针并联插头用于连接电芯电压温度采集模块与均衡模块间的电池接口部分，由于均衡模块启动后，此连接部分会有1到2安培的电流通过，利用双针并接方式可大幅提高接触的可靠性。
热插拔控制的作用是在电芯电压温度采集模块与均衡模块插接时确保只是让插头进行连接而非整个电路进行连接，电路的连接是由电芯电压温度采集模块来进行的，当电芯电压温度采集模块检测到均衡模块已***电芯电压温度采集模块后才会发出控制信号将整个电路进入连接状态。
进一步的，所述电芯选择电路如图4所示，电芯选择电路的作用是将均衡通道选择到需要均衡的电芯回路上。
进一步的，所述补电放电电路及电流检测模块如图5所示。其主要是产生补电或放电电流及对相应的电流进行检测反馈。
进一步的，所述电源及控制模块如图6所示。当电芯电压温度采集模块发出连接整个电路信号时，均衡模块的电源才会接通，随后相应的控制电路才会动作，控制部分是用控制电芯选择电路及补电放电电路及电流检测模块。
值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的双针并联插头等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种热插拔式电池均衡***，其特征在于，包括有电池模组、电芯电压温度采集模块和均衡模块，电池模组由若干依次串联的电池构成，所述电芯电压温度采集模块连接电池并分别采集每个电池的运行数据，所述均衡模块包括有双针并联插头、电芯选择电路、补电放电电路及电流检测模块、电源及控制模块、热插拔控制模块，所述双针并联插头和热插拔控制模块分别连接电芯电压温度采集模块，所述双针并联插头、补电放电电路及电流检测模块、电源及控制模块分别连接电芯选择电路，所述补电放电电路及电流检测模块连接电源及控制模块，所述电源及控制模块连接热插拔控制模块。
2.如权利要求1所述的热插拔式电池均衡***，其特征在于，所述电芯电压温度采集模块具体包括有主处理器、均衡接口、电池采集输入、DFE转换模块、温度模拟电子开关以及若干温度采集电路，所述温度采集电路与电池一一对应并分别连接对应电池，所述温度采集电路连接温度模拟电子开关，温度模拟电子开关和均衡接口、DFE转换模块均分别连接主处理器。
3.如权利要求2所述的热插拔式电池均衡***，其特征在于，所述电芯电压温度采集模块还包括有通信单元。
4.如权利要求1所述的热插拔式电池均衡***，其特征在于，所述双针并联插头用于连接电芯电压温度采集模块与均衡模块间的电池接口部分。
5.如权利要求1所述的热插拔式电池均衡***，其特征在于，所述电芯选择电路用于将均衡通道选择到需要均衡的电芯回路上。
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