專(zhuān)利名稱(chēng)：電源管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于一次鋰電池組的電源管理系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著智能電網(wǎng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對(duì)鋰電池組的需求越來(lái)越大。電池組一般至 少包括幾百個(gè)單體電池。以容量為30Ah的大容量鋰電池為例，若組成一個(gè)包括900個(gè)單體 電池的電池組，則容量有27000Ah，能量巨大，安全性非常重要。現(xiàn)有電池組的電源管理系 統(tǒng)一般都依賴(lài)進(jìn)口的保護(hù)芯片進(jìn)行簡(jiǎn)單的保護(hù)，其功能少，管理簡(jiǎn)單，不能監(jiān)測(cè)電池漏液?jiǎn)?題，具有很大的安全隱患，尤其不適用于對(duì)鋰亞硫酰氯電池組成的電池組進(jìn)行管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于大容量鋰電池組成的電池組的電
源管理系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案電源管理系統(tǒng)，包括主控制模塊 及與該主控制模塊相連的多個(gè)子控制模塊，所述子控制模塊包括控制單元，溫度監(jiān)測(cè)單元、 電壓監(jiān)測(cè)單元和氣體監(jiān)測(cè)模塊。所述氣體監(jiān)測(cè)模塊用于檢測(cè)電池漏液，該氣體監(jiān)測(cè)模塊在 監(jiān)測(cè)到電池組發(fā)生漏液時(shí)產(chǎn)生的氣體時(shí)向所述主控制模塊發(fā)出漏液信號(hào)。本發(fā)明的電源管理系統(tǒng)配置專(zhuān)用的氣體監(jiān)測(cè)模塊，及時(shí)報(bào)告電池漏液?jiǎn)栴}，使工 作人員可以及時(shí)更換漏液的電池，大大降低電池組的安全隱患。本發(fā)明適用于各種漏液后 會(huì)產(chǎn)生氣體的電池組，特別適用于應(yīng)用于封閉環(huán)境的電池組。


圖1是一實(shí)施例中電源管理系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)電池組的系統(tǒng)框圖。圖2是一實(shí)施例中氣體檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明鋰電池作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例的電源管理系統(tǒng)100用于對(duì)電池組200進(jìn)行電壓監(jiān) 測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、內(nèi)阻監(jiān)測(cè)、平衡控制和漏液監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)到電池組200異常時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 電源管理系統(tǒng)100的監(jiān)控結(jié)果可通過(guò)顯示單元400進(jìn)行顯示。用戶(hù)也可將一手動(dòng)控制平臺(tái) 300連接到電源管理系統(tǒng)100上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源管理系統(tǒng)100的調(diào)試和控制。顯示單元400 可包括現(xiàn)有各種類(lèi)型的顯示器和LED燈。手動(dòng)控制平臺(tái)300可為計(jì)算機(jī)，也可僅包括多個(gè) 控制按鈕。電池組200包括多個(gè)電池單元電池單元1、電池單元2至電池單元N (N為大于等 于3的整數(shù))。每個(gè)電池單元均包括多個(gè)單體電池，優(yōu)選的，包括7-20個(gè)單體電池。本實(shí)施例中，電池組200包括100個(gè)電池單元，每個(gè)電池單元包括9個(gè)電池單體。電池單元內(nèi)的電 池單體串聯(lián)連接后與其他電池單元并聯(lián)連接。單體電池均為鋰電池，優(yōu)選的，為鋰/亞硫酰 氯電池、鋰/硫電池等漏液后會(huì)產(chǎn)生氣體的電池。鋰亞硫酰氯電池的電解液為亞硫酰氯，電 池漏液時(shí)，亞硫酰氯遇到空氣產(chǎn)生二氧化硫(SO2)氣體。電源管理系統(tǒng)100主要包括主控制模塊，用于對(duì)多個(gè)電池單元進(jìn)行監(jiān)控的多個(gè)子 控制模塊(圖1中子控制模塊1，子控制模塊2至子控制模塊N)，以及氣體監(jiān)測(cè)模塊和散熱 模塊。氣體監(jiān)測(cè)模塊用于通過(guò)監(jiān)測(cè)電池組內(nèi)的空氣成分來(lái)監(jiān)測(cè)電池組內(nèi)是否發(fā)生漏液。散 熱模塊用于為電池組提供散熱功能，可為風(fēng)扇。如圖2所示，氣體監(jiān)測(cè)模塊包括氣體傳感器10，與氣體傳感器10相連的控制器 12，以及與控制器12相連的報(bào)警裝置14。本實(shí)施例中，氣體傳感器10為二氧化硫傳感器。 其他實(shí)施例中，可根據(jù)不同的電池更換相應(yīng)類(lèi)型的氣體傳感器。報(bào)警裝置14包括發(fā)光二極 管(LED)，例如包括紅色LED和綠色LED?？刂破?2用于在氣體傳感器10監(jiān)測(cè)到電池漏液 產(chǎn)生的氣體時(shí)向主控制模塊發(fā)出漏液信號(hào)，并控制報(bào)警裝置14發(fā)出報(bào)警信號(hào)。具體的，當(dāng) 沒(méi)有檢測(cè)到二氧化硫氣體時(shí)，綠色LED燈亮，反之紅色LED等亮。其他實(shí)施例中，報(bào)警裝置 14還可包括蜂鳴器，當(dāng)檢測(cè)到二氧化硫氣體時(shí)，控制器12控制蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。再次參考圖1，電源管理系統(tǒng)100的多個(gè)子控制模塊的功能和結(jié)構(gòu)相同?，F(xiàn)以子控 制模塊1為例進(jìn)行說(shuō)明。子控制模塊1主要包括控制單元，與控制單元相連的溫度監(jiān)測(cè)單 元、電壓監(jiān)測(cè)單元、平衡控制單元、內(nèi)阻監(jiān)測(cè)單元和報(bào)警單元。溫度監(jiān)測(cè)單元、電壓監(jiān)測(cè)單元和內(nèi)阻監(jiān)測(cè)單元分別用于監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)電池單元的單體 電池的溫度、電壓和內(nèi)阻。平衡控制單元用于在控制單元的控制下對(duì)對(duì)應(yīng)單體電池進(jìn)行電 壓平衡。報(bào)警單元用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該報(bào)警信號(hào)可以是光信號(hào)，也可以是聲音信號(hào)，也可 以是光信號(hào)和聲音信號(hào)。控制單元接收溫度監(jiān)測(cè)單元、電壓監(jiān)測(cè)單元和內(nèi)阻監(jiān)測(cè)單元的輸 出信號(hào)，根據(jù)該輸出信號(hào)判斷電池單元內(nèi)單體電池的工作狀態(tài)，向主控制模塊上報(bào)本電池 單元的工作參數(shù)，例如但不限于本電池單元的平均電壓、平均溫度、單體電池的內(nèi)阻，以及 異常的參數(shù)。控制單元可在電池單元出現(xiàn)異常時(shí)通過(guò)報(bào)警單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本實(shí)施例中，當(dāng)控制單元判斷單體電池的電壓高于電池單元平均電壓的差值達(dá)到 預(yù)設(shè)值(例如0. 5V)時(shí)，控制平衡控制單元對(duì)對(duì)應(yīng)的單體電池進(jìn)行電壓平衡工作，以使該電 壓較高的單體電池的電壓下降至平均電壓。當(dāng)單體電池的溫度明顯高于電池單元內(nèi)其他單 體電池的溫度(例如高于1°C )時(shí)，控制單元控制報(bào)警單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)并上報(bào)主控制模 塊。主控制模塊可用備用電池單元替代該出現(xiàn)異常的電池單元，保證電池組的安全使用。主控制模塊用于根據(jù)各子控制模塊和氣體監(jiān)測(cè)模塊輸出的信號(hào)對(duì)電池組進(jìn)行管 理。當(dāng)某個(gè)電池單元出現(xiàn)異常時(shí)，主控制模塊可用備用電池單元替換出現(xiàn)異常的電池單元， 使出現(xiàn)異常的電池單元可得到及時(shí)的檢修。例如，當(dāng)電池組平均溫度超出一個(gè)預(yù)設(shè)溫度時(shí) 啟動(dòng)散熱模塊為電池組散熱。當(dāng)氣體監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到電池漏液產(chǎn)生的氣體時(shí)，主控制模塊 根據(jù)電池內(nèi)阻參數(shù)可判斷出哪個(gè)電池單元的電池出現(xiàn)漏液，并啟用備用電池單元替換出現(xiàn) 漏液的電池單元。綜上，本發(fā)明的電源管理系統(tǒng)可對(duì)電池組的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面的監(jiān)控，可實(shí) 現(xiàn)電池平衡管理、散熱管理、異常報(bào)警、漏液監(jiān)測(cè)等功能，大大降低電池組的安全隱患。本發(fā)明的電源管理系統(tǒng)適用于漏液后會(huì)產(chǎn)生氣體的電池，例如鋰/亞硫酰氯(Li/S0C12)、鋰/硫酰氯(Li/S02C12)和鋰/硫磺(Li/S)等一次電池組，特別適用于應(yīng)用于封 閉環(huán)境的電池組。
權(quán)利要求
1.電源管理系統(tǒng)，包括主控制模塊及與該主控制模塊相連的多個(gè)子控制模塊，所述子 控制模塊包括控制單元，溫度監(jiān)測(cè)單元和電壓監(jiān)測(cè)單元，其特征在于，所述電源管理系統(tǒng)還 包括用于檢測(cè)電池漏液的氣體監(jiān)測(cè)模塊，該氣體監(jiān)測(cè)模塊在監(jiān)測(cè)到電池組發(fā)生漏液時(shí)產(chǎn)生 的氣體時(shí)向所述主控制模塊發(fā)出漏液信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體監(jiān)測(cè)模塊包括氣體傳 感器，與該氣體傳感器相連的控制器，以及與該控制器相連的報(bào)警裝置；所述控制器在氣體 傳感器監(jiān)測(cè)到電池組發(fā)生漏液時(shí)向所述主控制模塊發(fā)出漏液信號(hào)，并控制報(bào)警裝置輸出報(bào) 警信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體傳感器為二氧化硫傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述子控制模塊還包括輸入端 與控制單元相連、輸出端與電池組相連的平衡控制單元，該平衡控制單元用于在單體電池 的電壓與電池組的電池單元的平均電壓的差值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)對(duì)該單體電池進(jìn)行電壓平衡。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述子控制模塊還包括用于監(jiān) 測(cè)電池內(nèi)阻的內(nèi)阻監(jiān)測(cè)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制模塊提供可與手動(dòng) 控制平臺(tái)相連的通訊端口和可與顯示單元相連的數(shù)據(jù)輸出端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組為全密封電池組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括散熱模塊，該散熱模塊在 所述溫度監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)到電池組內(nèi)部溫度超出預(yù)設(shè)溫度范圍時(shí)為電池組散熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電池組的電源管理系統(tǒng)。該電源管理系統(tǒng)包括主控制模塊及與該主控制模塊相連的多個(gè)子控制模塊。所述子控制模塊包括控制單元，溫度監(jiān)測(cè)單元、電壓監(jiān)測(cè)單元和氣體監(jiān)測(cè)模塊。所述氣體監(jiān)測(cè)模塊用于檢測(cè)電池漏液，該氣體監(jiān)測(cè)模塊在監(jiān)測(cè)到電池組發(fā)生漏液時(shí)產(chǎn)生的氣體時(shí)向所述主控制模塊發(fā)出漏液信號(hào)。本發(fā)明的電源管理系統(tǒng)配置專(zhuān)用的氣體監(jiān)測(cè)模塊，及時(shí)報(bào)告電池漏液?jiǎn)栴}，使工作人員可以及時(shí)更換漏液的電池，大大降低電池組的安全隱患。本發(fā)明適用于各種漏液后會(huì)產(chǎn)生氣體的電池組，特別適用于應(yīng)用于封閉環(huán)境的電池組。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102082456SQ20111003785
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月11日
發(fā)明者侯永坤, 劉鵬程, 張海波, 袁中直, 陳春洪, 黃國(guó)民, 龍培英 申請(qǐng)人:惠州億緯鋰能股份有限公司