[发明专利]电池健康状况检测模块和系统及带有该检测模块的电池

说明书

本发明提供的一种电池健康状况检测模块以及带有该检测模块的电池，解决电池组中的每个单体电池的健康状态监测的问题，对电池组中的单体电池的电压、电流、电池电量以及温度状态进行监测，并将检测模块同每个单体电池做成一体形成一体化的带检测模块的电池；还提供一种电池健康状况检测系统，将检测模块取得的测量、记录数据以无线的方式发送到外部数据接收控制系统，由外部数据接收控制系统进行分析处理，即使电池组已密封，也不影响外部数据接收控制系统对电池组中的每个单体电池健康状况的监控。本发明的电池健康状况检测模块包括电流传感放大器电路、电池电压检测器电路、温度传感放大器电路、RTC时间控制器以及微控制单元、模块供电电路。

技术领域

本发明涉及电池状况检测和管理技术领域，特别是涉及一种电池健康状况检测模块和系统以及带有该检测模块的电池。

背景技术

目前，用于提供动力电源的电池组已经渗透到公共生活的各个方面，各种基于充电的电动工具、电动车、不间断电源、通讯基站备份电源等已经在广泛应用，尤其是随着电动车的发展，大容量充电电池被大量使用，在应用中必须由多节单体电池来组成电池组作为车辆的动力源。在实际应用中，必须要检测电池组的当前电量、电池组的温度、电压、电流数据来了解电池组的工作状态，更进一步的要求就是要了解电池组随使用时间增长导致的性能老化状况。不同的电池类型对使用温度、充放电的安全要求也不一样。对于能量密度特别高的锂电池就必须要求对过度充电、过度放电要有比较精确的测量，出现上述两种情况时立即切断充放电通道，更完善有效的要求包括对电池工作时自身温度的测量。以上表述虽然是对电池组说的，但是实际上这些测量要针对电池组内每一个单体电池的充放电状态的检测，无论电池组内哪一节单体电池出现了过充电，或者过放电，电池组管理系统都必须视为异常信号，发出关断指令。虽然制造商通常在电池组出厂时已经对电池组的单体电池进行了选择、适配，尽量保持组内单体电池参数的一致性，但是组内单体电池越多，就越不易精确配对，而且随着时间的推移，电池组内单体电池参数会发生分化现象，整体上降低电池组的充放电效率，由于个别单体电池的参数变化，导致电池组的使用寿命变短。以上问题对锂电池来说尤为明显，极大的限制了锂电池组的能量效率水平和使用寿命。解决电池的过充电、过放电、温度异常及单体电池状态不一致问题是各电池组生产厂的核心技术，也是产品核心竞争力的表现，而电池状态的测量是各家厂商首先要解决的技术问题。

传统的电池状态检测系统是在每节锂电池上加有过充电和过放电的检测电路，然后将这组信号用总线接到外部电池管理系统(BMS)。当电池组中电池数量众多时，有线总线连接就存在布线繁琐、复杂、可扩展性弱的问题，同时线路也容易损坏。由于电池结构、体积的限制，传统的单体电池也不带电池电量检测电路，只能将电池组作为一个整体来测量电池电量，因此很难反映每个单体电池电量状况，也不能对老化严重的单体电池进行定位。如不及时检测找出老化单体电池并给予调整，电池组的容量将变小，效率变低，寿命将缩短，影响整个电池组的高效安全运行。由于无法将电池组中老化严重的单体电池简单标识出来，所以造成了很难通过对老化电池进行日常维护来延长电池组的工作寿命的目的，特别是在很多情况下锂电池组的成本占到整个产品的一半以上。因此造成了明显的浪费。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供了一种电池健康状况检测模块及带有该检测模块的电池，解决电池组中的每个单体电池的健康状态监测的问题，对电池组中的单体电池的电压、电流、电池电量以及温度状态进行监测，并将检测模块同每个单体电池做成一体形成一体化的带检测模块的电池；

本发明还提供一种电池健康状况检测系统，将检测模块取得的测量、记录数据以无线的方式发送到外部数据接收控制系统，由外部数据接收控制系统进行分析处理，即使电池组已密封，也不影响外部数据接收控制系统对电池组中的每个单体电池的健康状况的监控。

本发明的技术方案是：