集成充电机控制的电池管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种集成充电机控制的电池管理系统，包括采样单元、控制单元、通信单元和显示单元；采样单元的输入端与一电池组连接，其输出端与控制单元的输入端连接，采样单元包括温度采样电路、电压采样电路以及电流采样电路；控制单元的输出端分别与通信单元和显示单元连接，控制单元通过时序逻辑控制电池组进行分组充电；电池组之间设有控制通断的低压直流继电器，电池组与负载之间设有控制通断的高压直流继电器。集成充电机控制的电池管理系统通过上述结构，使得其在支持电池组串联式充电的同时，能够实现电池组进行分组充电的管理；并且，电池组之间的高压直流继电器采用低压直流继电器进行替代，可以大幅节约成本。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及轨道维修机车、电动汽车及电力储能的电控系统领域，尤其涉及 一种集成充电机控制的电池管理系统。 集成充电机控制的电池管理系统
【背景技术】
[0002] 目前，现有的电池管理系统主要对电池组的充放电过程进行监测及管理，并且只 兼容电池组串联充电时的充电机控制，当电池组采用充电时分组充电时，电池管理系统无 法支撑模块化充电机的充电控制；随着轨道维修机车火车头电动化控制、电动汽车及电力 储能行业的不断发展，基于模块化电源易于维修的优势，充电机的模块化发展必将成为趋 势，而当前的电池管理系统将无法满足要求。
[0003] 常见的电池组分组方式时电池组之间以及电池组与负载之间均采用高压直流继 电器，而高压直流继电器的成本较高，全部采用高压直流继电器势必造成成本的大幅增加， 将成为产品推广的制约因素。
[0004] 因此有必要设计一种新型的集成充电机控制的电池管理系统，以克服上述问题。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种在支持电池组串联式充 电的同时，能够实现电池进行分组充电的管理，并且还可以大幅节约成本的集成充电机控 制的电池管理系统。
[0006] 本实用新型是这样实现的：
[0007] 本实用新型提供一种集成充电机控制的电池管理系统，包括采样单元、控制单元、 通信单元和显示单元；所述采样单元的输入端与一电池组连接，其输出端与所述控制单元 的输入端连接，所述采样单元包括温度采样电路、电压采样电路以及电流采样电路；所述控 制单元的输出端分别与所述通信单元和所述显示单元连接，所述控制单元通过时序逻辑控 制所述电池组进行分组充电；所述电池组之间设有控制通断的低压直流继电器，所述电池 组与负载之间设有控制通断的高压直流继电器。
[0008] 进一步地，所述控制单元包括单片机和继电器。
[0009] 进一步地，所述通信单元包括RS485通信电路、CAN控制器局域网络通信电路以及 GPRS通信电路。
[0010] 进一步地，所述显示单元包括显示器和指示灯。
[0011] 进一步地，所述电池组在充电过程中，所述低压直流继电器将所述电池组分成至 少两组。
[0012] 本实用新型具有以下有益效果：
[0013] 所述集成充电机控制的电池管理系统通过上述结构，使得其在支持电池组串联式 充电的同时，能够实现电池组进行分组充电的管理；并且，所述电池组之间的高压直流继电 器采用低压直流继电器进行替代，可以大幅节约成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前 提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0015] 图1为本实用新型实施例提供的集成充电机控制的电池管理系统的控制原理图；
[0016] 图2为本实用新型实施例提供的集成充电机控制的电池管理系统的组成框图。
【具体实施方式】
[0017] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018] 如图1和图2,本实用新型实施例提供一种集成充电机控制的电池管理系统，包括 采样单元1、控制单元2、通信单元3和显示单元4。所述采样单元1的输入端与一电池组 100的连接线连接，其输出端与控制单元2的输入端连接。所述控制单元2的输出端分别与 通信单元3和显示单元4连接。所述控制单元2对采样单元1采集的信号进行集中处理， 实现电池组100的充放电管理、所述控制单元2还可通过时序逻辑控制所述电池组100分 组充电，充电过程中根据电池的数据及状态动态调整充电机的输出。所述电池组100之间 设有控制通断的低压直流继电器101，所述电池组与负载之间设有控制通断的高压直流继 电器102。
[0019] 如图1和图2,所述通信单元3将数据传输给整车管理器，上报电池组100的数据 及状态。所述显示单元4通过液晶显示屏、指示灯显示电池组100、充电机以及整车负载的 运行数据及状态。所述采样单元1用于采集电池组100的总电压、单体电池电压、工作电流 和温度信号，并将采集的信号传输给控制单元2,所述采样单元1包括由电流霍尔传感器、 电压霍尔传感器、温度传感器、运算发达器以及电阻电容组成的电压采样电路、电流采样电 路和温度采样电路。
[0020] 如图1和图2,所述控制单元2包括单片机和继电器，所述单片机分析获取的信息， 根据分析结果控制继电器的动作，进而控制电池组1〇〇之间以及电池组1〇〇与负载103之 间的继电器，实现对电池的充放电管理。具体为，当单片机监测到某项值(如电压、温度或电 流）不在阀值范围内，表明电池运行出现故障；当发现电池运行故障时，所述控制单元2通 过通信单元3上报运行故障，并通过显示单元4进行故障显示；所述控制单元2根据故障等 级控制电池组100与负载103之间高压直流继电器102的通断，对电池进行充放电保护。
[0021] 如图1和图2,所述通信单元3包括RS485通信电路、CAN控制器局域网络通信电 路和GPRS通信电路，通过所述通信单元3与充电机以及整车管理器通信，并通过通信单元 3向监控系统远程传输电池组100的运行数据及状态。
[0022] 如图1和图2,所述显示单元4包括显示器和指示灯，所述显示单元4通过液晶显 示屏、指示灯显示电池组100的运行数据及状态，实现人机交互。
[0023] 如图1和图2,当充电机对电池组100充电时，所述控制单元2首先断开电池组100 与负载103之间的高压直流继电器102,然后断开电池组100之间的低压直流继电器101， 充电机开始对电池组100进行分组充电。其中，所述电池组100在充电过程中，所述低压直 流继电器101将所述电池组100分成至少两组。当充电结束时，所述控制单元2首先吸合 电池组100之间的低压直流继电器101，然后吸合电池组100与负载103之间的高压直流继 电器102,电池组100串联工作。
[0024] 如图1和图2,综上所述，本实用新型通过采样单元1采集信号，并将采集的输入输 出信号传送给控制单元2,控制单元2对采集的信号进行分析处理，进而控制电池组100之 间以及电池组100与负载103之间的继电器，实现充电机的分组充电管理以及电池组100 的充放电保护，并将数据通过显示单元4显示，实现人机交互，通过通信单元3将数据传输 给整车管理器及后台监控系统，实现智能化管理。
[0025] 所述控制单元能够支持模块化充电机的充电管理，在支持电池组串联式充电的同 时，能够实现电池进行分组充电的管理；所述控制单元通过继电器控制的时序控制，电池组 之间的高压直流继电器可以采用低压直流继电器进行替代，可以大幅节约成本。
[0026] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种集成充电机控制的电池管理系统，其特征在于，包括采样单元、控制单元、通信 单元和显示单元； 所述采样单元的输入端与一电池组连接，其输出端与所述控制单元的输入端连接，所 述采样单元包括温度采样电路、电压采样电路以及电流采样电路； 所述控制单元的输出端分别与所述通信单元和所述显示单元连接，所述控制单元通过 时序逻辑控制所述电池组进行分组充电； 所述电池组之间设有控制通断的低压直流继电器，所述电池组与负载之间设有控制通 断的高压直流继电器。
2. 如权利要求1所述的集成充电机控制的电池管理系统，其特征在于：所述控制单元 包括单片机和继电器。
3. 如权利要求1所述的集成充电机控制的电池管理系统，其特征在于：所述通信单元 包括RS485通信电路、CAN控制器局域网络通信电路以及GPRS通信电路。
4. 如权利要求1所述的集成充电机控制的电池管理系统，其特征在于：所述显示单元 包括显示器和指示灯。
5. 如权利要求1所述的集成充电机控制的电池管理系统，其特征在于：所述电池组在 充电过程中，所述低压直流继电器将所述电池组分成至少两组。
【文档编号】H02J7/00GK203883536SQ201420308434
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】谭玮, 宋庆国, 胡力, 袁昌才, 张李超, 龚飞 申请人:湖北一彰科技有限责任公司