[发明专利]割草车用大电流锂电池电源管理系统及其管理方法

说明书

本发明提供的一种割草车用大电流锂电池电源管理系统及其管理方法，使其能在额定工况下工作较长时间且保证电池工作的可靠性，延长电池的使用寿命，首先，对锂电池在电压和电流不均匀的情况下进行均衡控制；然后，使锂电池的始终工作在良好的环境温度内，使其循环使用寿命和容量达到最优化；最后，当保护电路中的热敏电阻元件检测到工作环境温度高于设定值时，自动切断电路，并且当温度降低到设定值以下时能够被重新开启。

技术领域

本发明涉及能源系统领域，具体为一种割草车用的大电流锂电池电源管理系统及其管理方法。

背景技术

从割草车的发展现状看，动力系统主要有两种形式，一种是传统的以小型汽油机或柴油机为代表的常规内燃动力系统。这种动力系统的特点是：功率较大、持续工作时间长，但其最大的缺点是噪声和振动较大，所以，此类动力系统的产品适宜在环境要求不高的场所。另一种是新型的以蓄电池作为动力源的动力系统。这种动力系统的特点是：工作噪声小、运行平稳，其最大的缺点是功率较小，持续工作时间短，需要经常充电，不适合在远离充电电源的场所工作。

并且随着能源问题的日益突出，世界各国都针对能源短缺做着各种各样的努力。从实际情况来看，可以从两个方向入手:一是从开发利用新能源，二是提高能源使用效率。因为柴油或汽油机在使用过程中产生较多污染，本着可持续发展的原则，我们应该重点发展蓄电池动力。

现用蓄电池大多以锂电池为主，动力锂离子电池一般都要几十串甚至几百串以上，电池的各种参数产生波动，就会产生差异，导致从电池到模块再到电池组的性能有明显衰减。从而使电池组的整体容量明显下降，整个电池组体现出来的容量为电池组中性能最差的电池芯的容量。

德国的研发团队在1991年开发出的BADICOACH系统，并在当年进行了车载实验，并于次年进行了二次改进优化。改进的管理系统给最差的电池单元加入过放电保护，并给出停止使用的信号；达到控制充电电流和电压的目的。然而该管理系统利用放电电阻进行电池间的均衡处理，增大了电池的负载，不利于车体在大功率下的运行，降低了电池组的性能。以德国的B.Hauck为首设计的BATTMAN电池管理系统最大特点是实现了管理不同型号电池组成的电池组。可以避开市场上电池材料和参数间的差异造成电池性能不一致，实现了所有的电池都可以随机组成一个系统进行管理，达到了管理系统对于动力电池型号的普遍应用性目的。然而这个系统不能充分发挥性能较好电池的优势，同时性能较弱的电池处于满负荷运载，长期使用性能较弱的电池寿命下降快，而且电池组性能没有实现最理想的发挥。SmartGuard系统采用专用的电池管理IC装置来测量电池的电压和温度，省去了传统的复杂外电路。这个系统根据最差电池的信息进行控制策略制定，降低了系统的性能，不利于实际应用。

另外有文献提出了一种电池组与管理系统连接的方式，由于采用温度传感用于检测每节电池在充放电过程的温度，保障了电池组安全可靠地工作。采用主动均衡或者说无损均衡是利用能量转移的形式，把能量高的电池转移到能量低的电池中，或者将整组电池的能量补充到能量低的电池中。但是当一个电池损坏之后，其余的电池会降低能量，无法做到原状态工作，并且未能解决大功率工作的问题。

所以需要通过改善锂电池的工作电路，以提高它在大电流工作条件下的放电性能。并且，由于割草车的工作性质以及散热条件差而使动力系统工作温度过高、性能下降、寿命缩短，故也要提高其散热条件。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种割草车用大电流锂电池电源管理系统及其管理方法，使锂电池能在额定工况下工作较长时间且保证电池工作的可靠性，延长电池的使用寿命，

本发明为割草车用大电流锂电池电源管理系统，所述电源管理系统包括微处理器、电池均衡模块、数据采集模块、电池保护模块和通信模块；其中，

所述电池均衡控制模块包括开关电感均衡控制电路和开关电容均衡控制电路，采用一种能量非耗散型均衡方案，将多余的能量传递给其他电池或者充电装置；