[实用新型]一种热插拔式电池均衡系统

说明书

本实用新型公开了一种热插拔式电池均衡系统，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系统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。

技术领域

本实用新型属于BMS电池管理系统技术领域，具体涉及一种热插拔式电池均衡系统。

背景技术

随着储能系统的大规模应用，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系统来讲成本时会出现大幅度的上升；另外在储能系统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系统，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插入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。