一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)至少包括若干個(gè)開關(guān)電源模塊、若干個(gè)蓄電池、若干個(gè)可控開關(guān)、充電管理模塊和電池溫度測(cè)量模塊；其中，每個(gè)開關(guān)電源模塊的一端通過所述可控開關(guān)與每個(gè)蓄電池相連，另一端與其他開關(guān)電源模塊相并聯(lián)；所述電池溫度測(cè)量模塊與所述充電管理模塊相連；所述充電管理模塊與各個(gè)開關(guān)電源模塊、蓄電池和可控開關(guān)一一相連。本發(fā)明一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)及方法既能夠?qū)崿F(xiàn)同一臺(tái)充電機(jī)對(duì)單個(gè)各種規(guī)格的蓄電池做智能安全的充電管理，也能夠同一臺(tái)充電機(jī)同時(shí)對(duì)多組不同規(guī)格或是多組同規(guī)格的蓄電池做智能安全的充電管理，有效降低了充電成本，且操作簡單。
【專利說明】—機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池充電管理系統(tǒng)及方法，特別涉及一種一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展以及能源、環(huán)保等問題的日益突出，純電動(dòng)汽車以其零排放、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)越來越受到世界各國的重視，被稱作綠色環(huán)保車。作為發(fā)展電動(dòng)車的關(guān)鍵技術(shù)之一的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS),是電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。由于其綠色無污染的優(yōu)點(diǎn)，使用電池供電的電動(dòng)車已經(jīng)走進(jìn)了公眾的生活中。
[0003]然而，目前絕大多數(shù)的電池充電方式是以一臺(tái)充電機(jī)對(duì)一組蓄電池進(jìn)行充電，充電機(jī)使用率很低。也有少數(shù)是以一臺(tái)充電機(jī)對(duì)多組電池充電，但是充電機(jī)內(nèi)部使用各自獨(dú)立的充電單元對(duì)不同組的電池充電，充電機(jī)效率也很低。因此，不同規(guī)格的電池需要配備不同的充電機(jī)以滿足充電要求，這就使得充電機(jī)的成本大為提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)及方法，使不同規(guī)格的蓄電池可以使用同一臺(tái)充電機(jī)充電，充電過程可以是一機(jī)一充，也可以是一機(jī)多充。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，至少包括若干個(gè)開關(guān)電源模塊、若干個(gè)蓄電池、若干個(gè)可控開關(guān)、充電管理模塊和電池溫度測(cè)量模塊；其中，每個(gè)開關(guān)電源模塊的一端通過所述可控開關(guān)與每個(gè)蓄電池相連，另一端與其他開關(guān)電源模塊相并聯(lián)；所述電池溫度測(cè)量模塊與所述充電管理模塊相連；所述充電管理模塊與各個(gè)開關(guān)電源模塊、蓄電池和可控開關(guān)一一相連。
[0006]根據(jù)上述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其中:所述充電管理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。
[0007]根據(jù)上述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其中:還包括電源模塊，所述電源模塊用于為所述開關(guān)電源模塊和所述充電管理模塊分別提供交流電源和直流電源。
[0008]根據(jù)上述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其中:所述開關(guān)電源模塊由交流220V或380V來供電。
[0009]根據(jù)上述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其中:交流220V或380V經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后直接為所述充電管理模塊供電。
[0010]根據(jù)上述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其中:所述開關(guān)電源模塊和蓄電池的個(gè)數(shù)均大于等于2。
[0011]同時(shí)，本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)的電池充電管理方法，其中:假定包括兩個(gè)開關(guān)電源模塊和兩個(gè)蓄電池，且各個(gè)電池的初始電壓均為VI，針對(duì)鉛酸電池的充電電壓2.4V為V2，電池充滿時(shí)的輸出電壓為V3 ；[0012]所述電池充電管理方法包括以下方式:
[0013]A、當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，一個(gè)電池需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊從待機(jī)狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)對(duì)電池充電；當(dāng)電池電壓到達(dá)V2時(shí)，僅保留一個(gè)開關(guān)電源模塊進(jìn)行充電；當(dāng)充電機(jī)的輸出電壓達(dá)到V3時(shí)，關(guān)閉充電的開關(guān)電源模塊，充電結(jié)束；
[0014]B、當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，兩個(gè)電池均需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當(dāng)?shù)谝浑姵氐碾妷荷仙絍2后，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第二電池充電；當(dāng)?shù)诙姵氐碾妷荷仙絍2后，分別由一個(gè)開關(guān)電源模塊對(duì)一個(gè)電池充電；待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí),關(guān)閉對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源模塊；
[0015]C、當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，兩個(gè)電池均需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第一電池充電；在第一電池的電壓上升到V2后接入第二電池,并分別由一個(gè)開關(guān)電源模塊對(duì)一個(gè)電池充電；待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí),關(guān)閉對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源模塊；
[0016]D、當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，兩個(gè)電池均需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當(dāng)?shù)谝浑姵氐碾妷荷仙絍2后,分別由一個(gè)開關(guān)電源模塊對(duì)一個(gè)電池充電；待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí)，關(guān)閉對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源|吳塊。
[0017]根據(jù)上述的一機(jī)多充的電池充電管理方法，其中:所述方式B、C和D中，待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí)，即關(guān)閉該開關(guān)電源模塊，不要求同時(shí)關(guān)閉兩個(gè)開關(guān)電源模塊。
[0018]如上所述，本發(fā)明的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)及方法，具有以下有益效果:
[0019](I)能夠?qū)崿F(xiàn)同一臺(tái)充電機(jī)對(duì)單個(gè)各種規(guī)格的蓄電池做智能安全的充電管理；
[0020](2)能夠?qū)崿F(xiàn)同一臺(tái)充電機(jī)同時(shí)對(duì)多組不同規(guī)格或是多組同規(guī)格的蓄電池做智能安全的充電管理；
[0021 ] (3)有效降低了充電成本，且操作簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1顯不為本發(fā)明的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0024]需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。[0025]參照?qǐng)D1，本發(fā)明一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)包括:若干個(gè)開關(guān)電源模塊(如PS1、PS2)、若干個(gè)蓄電池(如B1、B2)、若干個(gè)可控開關(guān)(如S0、S1、S2)、充電管理模塊和電池溫度測(cè)量模塊。其中，每個(gè)開關(guān)電源模塊的一端通過所述可控開關(guān)與每個(gè)蓄電池相連，另一端與其他開關(guān)電源模塊相并聯(lián)。電池溫度測(cè)量模塊與充電管理模塊相連，用于實(shí)時(shí)測(cè)量各個(gè)蓄電池的溫度，以便采用相應(yīng)的充電策略。充電管理模塊與各個(gè)開關(guān)電源模塊、蓄電池和可控開關(guān)一一相連，用于控制整個(gè)電池充電管理系統(tǒng)。充電管理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，如通過RS232、RS485、RS422、Ethernet等無線通訊方式來集中監(jiān)控。
[0026]需要說明的是，圖1所示的優(yōu)選實(shí)施例中包括兩個(gè)開關(guān)電源模塊和兩個(gè)蓄電池。而具體使用中，開關(guān)電源模塊的個(gè)數(shù)可以是η個(gè)，蓄電池的個(gè)數(shù)可以是m個(gè)，其中η > 2，m3 2。相應(yīng)地，可控開關(guān)的個(gè)數(shù)根據(jù)開關(guān)電源模塊和蓄電池的個(gè)數(shù)來確定。所選擇的可控開關(guān)的個(gè)數(shù)須保證每個(gè)開關(guān)電源模塊均與每個(gè)蓄電池相連。
[0027]優(yōu)選地,本發(fā)明的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)還包括電源模塊，用于為開關(guān)電源模塊和充電管理模塊分別提供交流電源和直流電源。具體地，開關(guān)電源模塊由民用電交流220V或動(dòng)力電380V來供電。優(yōu)選地，可以將民用電交流220V或動(dòng)力電380V經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器由交流電轉(zhuǎn)換為直流電后，直接為充電管理模塊供電。在進(jìn)行充電時(shí)，只需在充電管理模塊中進(jìn)行必要的參數(shù)設(shè)置，如電池規(guī)格中的標(biāo)稱電壓、額定容量等，即可自動(dòng)完成蓄電池的充電過程。
[0028]在本發(fā)明的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)中，假定包括兩個(gè)開關(guān)電源模塊和兩個(gè)蓄電池，且各個(gè)電池的初始電壓均為VI，針對(duì)鉛酸電池的充電電壓2.4V為V2，電池充滿時(shí)的輸出電壓為V3,則本發(fā)明的一機(jī)多充的電池充電管理方法包括以下方式:
[0029](I)當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，一個(gè)電池需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊從待機(jī)狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)對(duì)電池充電；當(dāng)電池電壓到達(dá)V2時(shí)，僅保留一個(gè)開關(guān)電源模塊進(jìn)行充電；當(dāng)充電機(jī)的輸出電壓達(dá)到V3時(shí)，關(guān)閉充電的開關(guān)電源模塊，充電結(jié)束。
[0030](2)當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，兩個(gè)電池均需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當(dāng)?shù)谝浑姵氐碾妷荷仙絍2后，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第二電池充電；當(dāng)?shù)诙姵氐碾妷荷仙絍2后，分別由一個(gè)開關(guān)電源模塊對(duì)一個(gè)電池充電；待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí),關(guān)閉對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源模塊。
[0031](3)當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，兩個(gè)電池均需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第一電池充電；在第一電池的電壓上升到V2后接入第二電池,并分別由一個(gè)開關(guān)電源模塊對(duì)一個(gè)電池充電；待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí),關(guān)閉對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源模塊。
[0032](4)當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，兩個(gè)電池均需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當(dāng)?shù)谝浑姵氐碾妷荷仙絍2后,分別由一個(gè)開關(guān)電源模塊對(duì)一個(gè)電池充電；待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí)，關(guān)閉對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源|吳塊。
[0033]具體地，參照?qǐng)D1，本發(fā)明以兩個(gè)開關(guān)電源模塊PSl、PS2和兩組電池B1、Β2所構(gòu)成的充電管理模型來描述電池充電管理方法。同時(shí)假設(shè)單一電池能夠同時(shí)承受PSl、PS2兩者的最大輸出電流之和。當(dāng)然，該模型可以擴(kuò)展到n(n>2)個(gè)開關(guān)電源模塊，m(m>2)個(gè)電池。在本發(fā)明的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)中，開關(guān)電源模塊和蓄電池組在不同情況下相對(duì)應(yīng)的充電類型如表1所示。其中，“I”表示開關(guān)電源模塊工作或蓄電池需要充電；“0”表示開關(guān)電源模塊關(guān)閉或蓄電池不需要充電。
[0034]表1、開關(guān)電源模塊和蓄電池組在不同情況下對(duì)應(yīng)的充電類型
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其特征在于:至少包括若干個(gè)開關(guān)電源模塊、若干個(gè)蓄電池、若干個(gè)可控開關(guān)、充電管理模塊和電池溫度測(cè)量模塊；其中， 每個(gè)開關(guān)電源模塊的一端通過所述可控開關(guān)與每個(gè)蓄電池相連，另一端與其他開關(guān)電源模塊相并聯(lián)； 所述電池溫度測(cè)量模塊與所述充電管理模塊相連； 所述充電管理模塊與各個(gè)開關(guān)電源模塊、蓄電池和可控開關(guān)一一相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述充電管理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其特征在于:還包括電源模塊，所述電源模塊用于為所述開關(guān)電源模塊和所述充電管理模塊分別提供交流電源和直流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)電源模塊由交流220V或380V來供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其特征在于:交流220V或380V經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后直接為所述充電管理模塊供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)電源模塊和蓄電池的個(gè)數(shù)均 大于等于2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一機(jī)多充的電池充電管理系統(tǒng)的電池充電管理方法，其特征在于:假定包括兩個(gè)開關(guān)電源模塊和兩個(gè)蓄電池，且各個(gè)電池的初始電壓均為VI，針對(duì)鉛酸電池的充電電壓2.4V為V2，電池充滿時(shí)的輸出電壓為V3 ； 所述電池充電管理方法包括以下方式: A、當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，一個(gè)電池需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊從待機(jī)狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)對(duì)電池充電；當(dāng)電池電壓到達(dá)V2時(shí)，僅保留一個(gè)開關(guān)電源模塊進(jìn)行充電；當(dāng)充電機(jī)的輸出電壓達(dá)到V3時(shí)，關(guān)閉充電的開關(guān)電源模塊，充電結(jié)束； B、當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，兩個(gè)電池均需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當(dāng)?shù)谝浑姵氐碾妷荷仙絍2后，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第二電池充電；當(dāng)?shù)诙姵氐碾妷荷仙絍2后分別由一個(gè)開關(guān)電源模塊對(duì)一個(gè)電池充電；待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí),關(guān)閉對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源1?塊； C、當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，兩個(gè)電池均需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第一電池充電；在第一電池的電壓上升到V2后接入第二電池，并分別由一個(gè)開關(guān)電源模塊對(duì)一個(gè)電池充電；待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí),關(guān)閉對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源模塊； D、當(dāng)兩個(gè)開關(guān)電源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，兩個(gè)電池均需要充電時(shí)，兩個(gè)開關(guān)電源模塊同時(shí)為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當(dāng)?shù)谝浑姵氐碾妷荷仙絍2后，分別由一個(gè)開關(guān)電源模塊對(duì)一個(gè)電池充電；待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí)，關(guān)閉對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源|吳塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一機(jī)多充的電池充電管理方法,其特征在于:所述方式B、C和D中，待開關(guān)電源模塊的輸出電壓上升到V3時(shí)，即關(guān)閉該開關(guān)電源模塊，不要求同時(shí)關(guān)閉兩個(gè)開 關(guān)電源模塊。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103904728SQ201410056610
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】虎良賽, 樂祎, 徐文康 申請(qǐng)人:中達(dá)電通股份有限公司