一种电源管理系统的制作方法

本发明属于电源管控技术领域，尤其涉及一种电源管理系统。

背景技术：

目前，我国矿井用防爆车辆均为柴油机无轨胶轮车，柴油机防爆无轨胶轮车辆存在高污染、高噪声、高油耗、低寿命的问题，为了避免上述问题，研制出了新型高效、低污染的纯电动防爆无轨胶轮运输车辆。

受国家安全标准限制，井下纯电动防爆无轨胶轮运输车辆，有能量与电压等硬性指标要求，为满足整车对电源性能指标的要求，必须采取多组动力电池串并联的方式，而多组动力电池串并联充放电控制如果控制不合理就会造成电池预期寿命下降，现有技术中，普通纯电动汽车只采取一组动力电源，管控方式较为单一，无法直接应用到井下纯电动防爆无轨胶轮材料运输车。

基于此，本发明提供一种电源管理系统，以解决现有技术中的上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种电源管理系统，用于解决现有技术中，无法合理有效控制井下纯电动运输车辆的动力电源，导致电池性能及稳定性下降的技术问题。

本发明提供一种电源管理系统，其特征在于，所述系统包括：

从控制器，所述从控制器设置在电池箱内，所述从控制器的一端与电池组相连，用于采集所述电池组的状态参数信息，并将所述状态参数信息发送至主控制器；

主控制器，所述主控制器的第一端口与所述从控制器的另一端相连，用于根据所述电池组的状态参数信息对所述电池组进行均衡控制；其中，所述电池组及所述从控制器均包括N个，N个电池组的荷电状态在使用之前保持一致。

上述方案中，所述主控制器根据所述电池组的状态参数信息对所述电池组进行均衡控制具体包括：

所述主控制器根据各电池组的状态信息控制电量最多的电池组对电量最少的电池组进行充电补偿。

上述方案中，所述N个电池组的直流母线上均串接有二极管。

上述方案中，所述系统还包括：电压检测传感器模块，所述电压检测模块用于检测所述电池组的电压差。

上述方案中，在车辆制动过程中，当所述电压差在预设的电压范围内时，所述主控制器还用于控制所述电池组开启充电状态。

上述方案中，所述电池组放电时的额定电流为0.6C；峰值电流不大于1C。

上述方案中，当利用充电机对所述电池组进行充电时，快充时的电流为0.5～0.7C，慢充时的电流为0.1～0.3C。

上述方案中，所述电池组的状态信息包括：电压、电流、温度及剩余电量。

上述方案中，所述系统还包括：显示设备，所述显示设备与所述主控器的第二端口相连，用于显示所述电池组的状态信息。

上述方案中，所述系统还包括：整车控制器；所述整车控制器与所述主控器的第三端口相连。

本发明提供了一种电源管理系统，所述系统包括：从控制器，所述从控制器设置在电池箱内，所述从控制器的一端与电池组相连，用于采集所述电池组的状态参数信息，并将所述状态参数信息发送至主控制器；主控制器，所述主控制器的第一端口与所述从控制器的另一端相连，用于根据所述电池组的状态参数信息对所述电池组进行均衡控制；其中，所述电池组及所述从控制器均包括N个，N个电池组的荷电状态在使用之前保持一致；如此，所述主控制器可以根据从控制器发送的电池组的状态参数信息控制电量最多的电池组对电量最少的电池组进行充电补偿，以能对各个电池组的电量进行合理的均衡控制，进而提高电源的整体性能、稳定性及使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电源管理系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一电池组的电路原理图；

图3为本发明实施例提供的第一从控制器的整体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电源的等效电路示意图。

具体实施方式

为了可以合理有效控制井下纯电动运输车辆的动力电源，提高电源的稳定性及预期寿命，本发明提供了一种电源管理系统，所述系统包括：从控制器，所述从控制器设置在电池箱内，所述从控制器的一端与电池组相连，用于采集所述电池组的状态参数信息，并将所述状态参数信息发送至主控制器；主控制器，所述主控制器的第一端口与所述从控制器的另一端相连，用于根据所述电池组的状态参数信息对所述电池组进行均衡控制；其中，所述电池组及所述从控制器均包括N个，N个电池组的荷电状态在使用之前保持一致。

下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

本实施例提供一种电源管理系统，电源系统一方面为整车驱动系统提供动力电源，另一方面为整车控制系统提供+24V电源，如图1所示，所述系统包括：从控制器及主控制器1，所述从控制器设置在防爆电池箱内，所述从控制器的一端与电池组相连，用于采集所述电池组的状态参数信息，并将所述状态参数信息发送至主控制器1；所述主控制器1的第一端口通过信号线与所述从控制器的另一端相连，用于根据所述电池组的状态参数信息对所述电池组进行均衡控制；其中，所述电池组及所述从控制器均包括N个，N个电池组的荷电状态在使用之前保持一致。其中，所述主控制器根据所述电池组的状态参数信息对所述电池组进行均衡控制具体包括：所述主控制器根据各电池组的状态信息控制电量最多的电池组对电量最少的电池组进行充电补偿。所述状态参数信息具体可以包括：电压、电流、温度、剩余电量及累计使用时间等。所述电池组的温度可以为10～30℃，优选地为20℃。

具体地，所述N值不小于2，本实施例中的N值为6。相应地，参见图1，所述防爆电池箱包括六个，具体为：第一防爆电池箱2、第二防爆电池箱3、第三防爆电池箱4、第四防爆电池箱5、第五防爆电池箱6、第六防爆电池箱7；其中，所述第一防爆电池箱2与第二防爆电池箱3在供电回路中串联连接；第三防爆电池箱4与第四防爆电池箱5在供电回路中串联连接；第五防爆电池箱6与第六防爆电池箱7在供电回路中串联连接。然后这三个串联电池箱回路并联在供电回路中。

所述第一防爆电池箱2、第二防爆电池箱3、第三防爆电池箱4、第四防爆电池箱5、第五防爆电池箱6、第六防爆电池箱7具有单独的充电接口。

这里，所述防爆电池箱包括：电池组及从控制器，参见图1，所述第一防爆电池箱2包括：第一电池组21及第一从控制器22，所述第一从控制器22通过信号线与所述主控器1的第一端口相连，所述第一从控制器22用于对所述第一电池组21进行放电管理，采集所述第一电池组21的状态信息参数，并实时将第一电池组21的状态信息参数发送至主控器1中。

所述第二防爆电池箱3包括：第二电池组31及第二从控制器32，所述第二从控制器32通过信号线与所述主控器1的第一端口相连，所述第二从控制器32用于对所述第二电池组31进行放电管理，采集所述第二电池组31的状态信息参数，并实时将第二电池组31的状态信息参数发送至主控器1中。

所述第三防爆电池箱4包括：第三电池组41及第三从控制器42，所述第三从控制器42通过信号线与所述主控器1的第一端口相连，所述第三从控制器42用于对所述第三电池组41进行放电管理，采集所述第三电池组41的状态信息参数，并实时将第三电池组41的状态信息参数发送至主控器1中。

所述第四防爆电池箱5包括：第四电池组51及第四从控制器52，所述第四从控制器52通过信号线与所述主控器1的第一端口相连，所述第四从控制器52用于对所述第四电池组51进行放电管理，采集所述第四电池组51的状态信息参数，并实时将第四电池组51的状态信息参数发送至主控器1中。

所述第五防爆电池箱6包括：第五电池组61及第五从控制器62，所述第五从控制器62通过信号线与所述主控器1的第一端口相连，所述第五从控制器62用于对所述第五电池组61进行放电管理，采集所述第五电池组61的状态信息参数，并实时将第五电池组61的状态信息参数发送至主控器1中。

所述第六防爆电池箱7包括：第六电池组71及第六从控制器72，所述第六从控制器72通过信号线与所述主控器1的第一端口相连，所述第六从控制器72用于对所述第六电池组71进行放电管理，采集所述第六电池组71的状态信息参数，并实时将第六电池组71的状态信息参数发送至主控器1中。

这里，在电源使用之前，所述第一电池组21、第二电池组31、第三电池组41、第四电池组51、第五电池组61及第六电池组71的荷电状态(电量)应保持基本一致。其中，在电源系统运行过程中，所述主控制器1根据各电池组的状态信息控制电量最多的电池组对电量最少的电池组进行充电补偿，以确保各电池组的均衡性。比如，当第六电池组71的电量最少，而第一电池组21的电量最多，参见图2，那么所述主控制器1则向第一从控制器22发送第一控制指令，所述第一从控制器22根据所述第一控制指令控制KA闭合，那么第一电池组22放电，对所述第六电池组71进行充电。

另外，如果第一电池组21出现异常时，所述主控制器2控制KA、KC闭合，强行断开第一电池组21，避免所述第一电池组21影响电源整体性能。

相应地，如果需要对第一电池组21进行充电时，所述控制器2则控制KB闭合，对所述第一电池组进行充电。

这里，各个从控制器的结构及工作原理相同，以第一从控制器22为例进行说明，参见图3，所述第一从控制器22包括：处理器模块33、电流检测模块34、电压检测模块35、温度检测模块36、存储模块37、电源模块38及继电器吸合控制模块39；其中，

所述处理器模块33用于对接收到的状态信息参数进行处理，具体可以为MCU单元。所述电流检测模块34与所述处理器模块33的第一端口相连，用于采集所述第一电池组21充放电过程的充放电电流，所述电压检测模块35与所述处理器模块33的第二端口相连，用于采集所述第一电池组21充放电过程的充放电电压；所述温度检测模块36与所述处理器模块33的第三端口相连，用于检测第一电池组充放电过程中的温度；所述存储模块37与所述处理器模块33的第四端口相连，用于存储各个状态信息参数；所述电源模块38与所述处理器模块33的第五端口相连，用于为其他各模块提供电源；所述继电器吸合控制模块39与所述处理器模块33的第六端口相连，用于控制继电器吸合、断开来控制电池组是否向外供电。

进一步地，为了避免多组动力电池并联时产生内环流，参见图4，所述第一防爆电池箱2与第二防爆电池箱3组成的串联回路、第三防爆电池箱3与第四防爆电池箱4组成的串联回路；第五防爆电池箱5与第六防爆电池箱6组成的串联回路上的直流母线上均串接有二极管，以保证电池放电时电流输出的单向性。

这里，在车辆制动过程中，制动产生的电能也可以为各电池组充电，各个电池组中的电压检测模块还用于检测所述电池组的电压差，当所述电压差在预设的电压范围内时，所述主控制器2还用于控制所述电池组开启充电状态。其中，所述预设的电压范围为0～3V。并且，利用车辆制动进行充电时，充电的峰值电流不大于0.3C；相应地，当利用充电机对各电池组进行充电时，快充时的电流为0.5～0.7C，优选地为0.7C；慢充时的电流为0.1～0.3C，优选地为0.3C。各电池组放电时的额定电流为0.6C；峰值电流不大于1C。其中，所述电压检测设备具体可以为电压检测传感器。

进一步地，参见图1，所述系统还包括：显示设备8及整车控制器9；

所述显示设备8与所述主控器2的第二端口相连，用于显示各电池组的状态信息。其中，所述显示设备8具体可以为显示屏。所述整车控制器9通过CAN总线与所述主控器2的第三端口相连，用于实时接收主控器2发送的各电池组的状态信息参数，以便整车控制器9采用合理的控制策略，同时所述整车控制器9可以将电池组的状态信息发送至车载监控系统，完成各电池组状态数据的显示和报警。

实际应用中，所述主控器2通过接收到的各电池组的状态信息参数，对各个电池组进行均衡管理，提高整个动力电源的性能，并且在运行过程中，所述主控器2还可以提供电池组故障报警、维护提醒，以及紧急情况实时报警、提供报警参考处理办法，使得整车动力电源工作稳定可靠，故障率极低，电池预期寿命得到保障。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。