[发明专利]一种数字化电池模组管理单元及其管理系统

权利要求书

1.一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，包括与电池串相连的正极接口和负极接口、开关器件K1和K2、数字化电池模组的正极端口和负极端口、电池管理单元BMU；开关器件K1和K2串联构成开关半桥，并联在与电池串相连的正极端口和负极端口之间；数字化电池模组的正极端口从与电池串相连的正极端口引出，数字化电池模组的负极端口从开关半桥的中点引出；或者数字化电池模组的正极端口从开关半桥的中点引出，数字化电池模组的负极端口从与电池串相连的正极端口引出；开关器件K1和K2的控制端连接至电池管理单元，其通断受电池管理单元BMU控制。

2.根据权利要求1所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，开关半桥能够替换为开关全桥，开关全桥中，开关器件为K1、K2、K3和K4；开关器件K1和K2串联构成一个开关半桥，开关器件K3和K4串联构成另一个开关半桥，两个开关半桥并联在与电池串相连的正极接口和负极接口之间，等效于一个开关全桥并联在与电池串相连的正极接口和负极接口之间；数字化电池模组的正极端口从其中一个开关半桥的中点引出，数字化电池模组的负极端口从另一个的开关半桥的中点引出；开关器件K1、K2、K3和K4的控制端连接至电池管理单元，其通断受电池管理单元BMU控制。

3.根据权利要求2所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，开关器件K1、K2、K3、K4为MOSFET、IGBT带反并联二极管或继电器中的任意一种双向导通开关器件。

4.根据权利要求1所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，与数字化电池模组管理单元的电池串端口相连的电池串的单体电池数量大于等于2；单体电池是三元锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池、钛酸锂电池、石墨烯锂电池或超级电容器中的任意一种；BMU上设置有采集接口和通讯接口，BMU通过其采集接口采集电池串中的单体电池的参数，参数包括该电池的电压、电流、温度、压力、PH值中的一种或几种，BMU的通讯接口是CAN，RS485，Ethernet有线通讯接口中的一种，或者Wi-Fi，蓝牙，ZigBee无线通讯接口中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，BMU控制开关半桥中开关器件的通断具体为：当选择加入数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，断开数字化电池模组正、负极端口间的开关器件，而闭合另一个开关器件；当选择退出数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，闭合数字化电池模组正、负极端口间的开关器件，而断开另一个开关器件；当选择切断数字化电池模组的正、负极端口与电池串连接，使得数字化电池模组端口为开路高阻状态时，则两个开关器件都断开；两个开关器件不能同时闭合，防止电池串被短路造成危险。

6.根据权利要求2所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，BMU控制开关全桥中开关的通断具体为：当选择加入数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，闭合数字化电池模组的正极端口与电池串正极接口间的开关器件和数字化电池模组的负极端口与电池串负极接口间的开关器件，同时断开另外两个开关器件防止同一开关半桥的两个开关器件都闭合而短路电池串；当选择退出数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，则闭合数字化电池模组的正极端口和负极端口与电池串正极接口间的两个开关器件，或者电池模组的正极端口和负极端口与电池串负极接口间的两个开关器件，同时断开另外两个开关器件防止同一开关半桥的两个开关器件都闭合而短路电池串；当选择切断数字化电池模组的正、负极端口与电池串连接，使得数字化电池模组端口为开路高阻状态时，则四个开关器件都断开或者四个开关器件中的任意三个开关器件都断开；开关全桥中的任一个半桥的两个开关器件不能同时闭合，防止电池串被短路造成危险。