[发明专利]一种电池管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种对供配电系统中的电池进行管理的技术领域，具体的来说，是一种电池管理系统。

背景技术

直流系统是发电厂、变电站的重要配套系统，电池作为其关键组成部分，是在电网发生故障或无交流电的情况下使用的。电池组发生故障后，如果人工维护，由于电池数量众多，情况各异，维护工作量大，许多因素无法判断，将直接影响故障处理的准确和及时。因此，该系统一般都是设计成可以对电池组基本参数(单个电池电压、充放电电流、工作温度、总电压)进行实时在线监测与报警，对电池组剩余电荷量的估计、早期故障诊断。

同时，在实际应用中，这些电池往往是多个串联的，这样在充放电时会发生不均衡现象，导致某些电池容量损失，寿命较短。当一组电池中的某个单体或者几个单体损坏，电池应用客户往往无法判断是哪个电池单体发生故障，因此只能一整组电池更换，从而引起大量的浪费。因此，电池串联组中每个单体电池好坏的判断也是很必要的。同时，由于该类电池的特点，需要对其进行管理。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供一种电池管理系统，电池管理系统最基本的作用是监控电池的工作状态：电池的电压、电流和温度，计算电池组的荷电状态SOC，管理电池的工作情况，避免出现过放电、过充、过热，对出现的故障应能及时报警，以便最大限度地利用电池的存储能力和循环寿命。为了实现这些任务，本发明对各个功能模块进行了划分，形成各智能测量与控制节点，基于中央控制单元进行控制管理，同时为了便于以后对电池模型的研究，本发明连接PC机端CAN通讯接口，实现了PC对BMS的快速访问，以便用PC强大的数据处理功能来处理所采集到的数据。

硬件的设计必须要实现对电池组的合理管理，首先必须保证采集数据的准确性；其次是可靠稳定的系统通信；最后非常重要的是抗干扰性。

在具体实现过程中，根据设计要求决定需要采集电池组的数据类型；根据采集量以及精度要求决定前向通道的设计；根据抗干扰性要求设计合理的通讯接口电路。

电池组管理系统的硬件电路为管理软件提供了工作平台，硬件的主要功能与基本特点如下：

(1)设计有掉电保护RAM，用于存储故障诊断结果、自学习结果、电池历史使用情况等参数；

(2)具有BMS的自学习策略；

(3)BMS的EMC（电磁兼容）能力强；

(4)实现BMS的模块化设计，特别是可靠的独立的CPU板设计，降低开发成本、提高开发效率；

(5)实现对BMS动态程序下载与程序烧写，具备了动态标定能力；

(6)具有外部ADM控制接口；

电池管理系统的应用场合不同，其功能大小也有差异，具体结构组成是由其具体使用功能来决定的。

管理系统分为硬件电路和软件系统两部分，其中硬件部分一般是按功能分成充电机主电路、放电机主电路、充放电机主电路的控制电路及以CPU单元构成的监控回路。软件系统因管理目的的不同而不同，但都包括充放电工况的自动转换、对电池单节电压的检测、对充电电流进行控制等这些基本功能。电池监控管理系统都是通过检测回路或检测元件检测标称电池工作状态的电压、电流、温度等参数，提供给系统软件进行分析判断，再下达命令给控制电路部分来调整电池的工作状态。

a、状态参量检测电路：包括电压、电流、温度等测量电路。

b、控制板电路：控制板上设置了单片机，主要完成采集数据的处理和有关接口的管理。

c、监控软件系统：监控软件系统由参数预置、数据采集及实时显示、数据处理等功能组成，包括充电控制、放电控制、故障诊断及排除、保护及报警、历史记录查询等功能模块。

状态参量检测电路主要任务是完成对电池组单体电压、工作电流及工作温度的采集，对于采集到的数据进行相应运算。

电池组的采样包括电压采样、电流采样和温度采样。

电池组通常包含有多个电池单元，必须正确监控电池组工作数据才能提高电池组能量使用效率，延长电池组寿命并确保使用安全性。