电池管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，特别涉及电池管理系统。


背景技术：

2.现有技术中，设备需要多种电压，如48v，24v，12v等，48v给主电机供电，24v给plc、电磁阀等用电设备，12v给音响、灯饰等。目前，基本采用铅酸电池串联来实现不同的电压需求，在产品应用及充电时多有不便，因为充电需要多种电压的充电器。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供了电池管理系统，具有适配性好、安全系数较高及使用方便等特点。
4.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
5.电池管理系统，包括：
6.plc控制模块，用于根据接收到的信息生成对应的启动/关闭指令；
7.电压转换输出模块，与所述启动开关模块连接、用于根据接收到的启动指令将48v电压分别转换为24v电压和/或12v电压，并根据需要对应输出48v、24v和/或12v电压；
8.bms模块，用于接收到所述启动指令后自检电池组状态、并根据检测结果生成对应的指示指令反馈至对应的模块，所述bms模块一端连接所述电池组的正极、另一端连接所述电池组的负极；
9.预充放电模块，用于根据接收到的所述启动指令执行预充/放电的操作；
10.小电流充电模块，用于在电池组空电或严重馈电时对电池组充电，当充电电压达到所述电压转换输出模块的启动电压时，根据所述plc控制模块传输的指令、重新启动所述电压转换输出模块及所述bms模块，充电完成时，延期预设时间后启动所述预充放电模块，所述小电流充电模块与所述电池组连接；
11.外接充电控制模块，通过充电继电器与所述电池组连接、且与所述bms模块连接、用于在外接充电枪时断开所述预充放电模块。
12.优选地，所述电压转换输出模块包括：
13.第一电压转换输出单元，用于在接收到所述plc控制模块的启动指令后将48v电压转换为24v输出；
14.第二电压转换输出单元，用于在接收到所述plc控制模块的启动指令后将48v电压转换为12v输出。
15.优选地，所述预充放电模块上设置有与所述plc控制模块、所述小电流充电模块及所述电压转换输出模块连接的预充电阻，放电继电器，及与所述预充电阻串联的预充继电器，所述放电继电器与所述预充电阻和所述预充继电器并联、用于控制所述预充放电模块的工作启动或停止。
16.优选地，所述外接充电控制模块包括：用于供充电枪插入及与所述bms模块连接的
连接接口，及与所述连接接口连接的充电继电器。
17.优选地，所述bms模块包括：与所述plc控制模块、所述电池组连接的控制芯片，及与所述控制芯片、所述电池组、所述小电流充电模块、所电压转换输出模块连接的电流检测单元。
18.优选地，所述电流检测单元为霍尔电流传感器。
19.优选地，所述小电流充电模块上设置有一端与所述plc控制模块及所述预充放电模块连接、及另一端与所述电池组正极连接的快熔保险丝。
20.优选地，所述预设时间为：2s
‑
4s。
21.本实用新型的有益效果为：设置的所述电压转换输出模块可将48v电源实时转换为12v或24v，便于给不同电压的设备供电，设置所述bms模块自检所述电池组的状态，将检测反馈至所述plc控制模块，所述plc控制模块根据接收到的信息相对应地指示所述预充放电模块进入放电状态、指示所述小电流充电模块对电池组充电，或在外接充电枪时指示所述外接充电控制模块给电池组充电。本实用新型具有智能检测电池组情况、并根据检测结果指示对应的模块工作，对电池组起到更好的保护功能，同时能满足设备不同的电压需求。
附图说明
22.图1为本实用新型电池管理系统一实施例的示意图。
23.图2为本实施例中的bms模块的放大示意图。
24.图3为图1中隐藏图2部分后的放大示意图。
25.说明书附图标号说明:
[0026]1‑
plc控制模块，11
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自锁继电器，2
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电压转换输出模块，21
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第一电压转换输出单元，22
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第二电压转换输出单元，3
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bms模块，31
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控制芯片，32
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电流检测单元，4
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预充放电模块，41
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预充电阻，42
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放电继电器，43
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预充继电器，5
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小电流充电模块，51
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保险丝，6
‑
外接充电控制模块，
具体实施方式
[0027]
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
[0028]
需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。
[0029]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]
在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0031]
请参考图1至图3，本实施例的电池管理系统，包括：plc控制模块1、电压转换输出模块2、bms模块3、预充放电模块4、小电流充电模块5及外接充电控制模块6，其中，所述plc控制模块1用于根据接收到的信息生成对应的启动/关闭指令，所述bms模块3用于接收到所述启动指令后自检电池组状态有无异常、并根据检测结果生成对应的指示指令反馈至对应的模块，所述预充放电模块4用于根据接收到的所述启动指令执行预充放电操作，所述小电流充电模块5用于在电池组空电或严重馈电时对电池组充电、充电电压达到所述电压转换输出模块2的启动电压时、重新启动所述电压转换输出模块2及所述bms模块3，充电完成时，延期预设时间后启动所述预充放电模块4，所述外接充电控制模块6与所述bms模块3连接、用于在外接充电枪时、断开所述预充放电模块4。
[0032]
在一些实施例中，所述plc控制模块1连接有6个启动引脚接外部启动开关，及有与所述bms模块3连接的连接引脚，所述启动引脚具体为：plc常开a1、plc常闭b1、plc常闭b2和plc常闭a2、灯12v 及灯12v
‑
，所述plc控制模块1上设置有自锁继电器11。具体地，所述plc控制模块1用于根据用户输入的启动指令，指示所述电压转换输出模块2及所述bms模块3工作，当所述bms模块3检测到电池电量低时，且当用户搁置且电池组处于完全空电，或严重馈电情况时，指示所述小电流充电模块5对电池组充电。本产品在用户长时间搁置该锂电池系统后，电池过放，在造成系统不能开启情形下，通过所述小电流充电模块5电池进行充电，重新激活电池系统的所述bms模块3和所述电压转换输出模块2，进而进一步激活所述锂电池系统。
[0033]
在一些实施例中，所述电压转换输出模块2与所述启动开关模块1连接、用于根据接收到的启动指令将48v电压分别转换为24v电压和/或12v电压，并根据需要对应输出48v、24v和/或12v电压。具体地，所述电压转换输出模块2包括：用于在接收到所述plc控制模块1的启动指令后将48v电压转换为24v输出的第一电压转换输出单元21；及用于在接收到所述plc控制模块1的启动指令后将48v电压转换为12v输出的第二电压转换输出单元22。更具体地，所述电压转换输出模块2在接收到所述电压转换输出模块2的启动指令后，根据连接的设备需求、对应输出48v、24v或12v的电压。
[0034]
在一些实施例中，所述bms模块3用于接收到所述启动指令后自检电池组状态、并根据检测结果生成对应的指示指令反馈至对应的模块，所述bms模块3一端连接所述电池组的正极、另一端连接所述电池组的负极。具体地，所述bms模块3包括：与所述plc控制模块1、所述电池组连接的控制芯片31，及与所述控制芯片31、所述电池组、所述小电流充电模块5、所电压转换输出模块2连接的电流检测单元32，所述电流检测单元32为霍尔电流传感器。具体是，所述控制芯片31型号为bi15132a，更进一步地，所述控制芯片31包括与plc控制模块1连接的st1单元，所述st1单元与所述plc控制模块1连接的485
‑
a引脚、485
‑
b引脚、与所述plc常闭b1连接的cc引脚，与所述plc常闭b2连接的12v引脚、分别与所述plc控制模块1灯12v 与灯12v
‑
连接的keyon引脚和power
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引脚，所述控制芯片31的st1单元的cssv
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引脚、cssv 引脚及hall
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in1引脚与所述电流检测单元32连接，所述控制芯片31的st2单元连接电池组负极，所述控制芯片3的st3单元连接电池组正极。具体地，所述bms模块3在接收到所述plc控制模块1的启动信号后，执行自检功能。
[0035]
在一些实施例中，所述预充放电模块4上设置有与所述plc控制模块1、所述小电流充电模块5及所述电压转换输出模块2连接的预充电阻41，放电继电器42，及与所述预充电
阻41串联的预充继电器43，所述放电继电器42与所述预充电阻41和所述预充继电器43并联、用于控制所述预充放电模块4的工作启动或停止。更具体地，所述预充电阻41与所述自锁继电器11、所述启动引脚连接，所述放电继电器42直接与所述电池组正极连接放电继电器。
[0036]
在一些实施例中，所述小电流充电模块5用于在电池组空电或严重馈电时对电池组充电，当充电电压达到所述电压转换输出模块2的启动电压时、根据所述plc控制模块1传输的指令、重新启动所述电压转换输出模块2及所述bms模块3，充电完成时，延期预设时间后启动所述预充放电模块4。具体地，所述小电流充电模块5与所述电池组连接，所述小电流充电模块5上设置有一端与所述plc控制模块1的所述自锁继电器11、所述plc常开a及所述预充放电模块4连接、另一端与所述电池组正极连接的快熔保险丝51，所述快熔保险丝51为5a快熔保险丝。
[0037]
在一些实施例中，所述外接充电控制模块6通过充电继电器61与所述电池组连接、且与所述bms模块3连接、用于在外接充电枪时断开所述预充放电模块4。具体地，当所述bms模块3检测到电池组低于预设电量时，所述外接充电控制模块6处于可外接充电枪的状态。更具体地，所述外接充电控制模块6的充电插座上配设计有互锁与短接信号，当检测到有充电枪插入时，所述bms模块3发送指令至所述plc控制模块1，所述plc控制模块1指示所述充电继电器41执行充电操作，同时，断开所述预充放电模块4的所述放电继电器42。需要说明的是，当所述智能锂电池系统处于上电状态时，插入所述充电枪、则进入充电模式。
[0038]
本实用新型的工作原理是：
[0039]
当所述plc控制模块1发送启动指令时，所述bms模块2启动自检功能，当检查到电池组电量低于预设电压时，所述bms模块3控制断开所述电压转换输出模块2，同时，通过所述485
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a引脚、所述485
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b引脚通讯告知plc控制模块1检测结果，所述plc控制模块1指示所述电压转换输出模块2继续工作，以备所述plc模块1及其其他小负载使用。当所述bms模块3检测到电池组电量不足，且在用户长时间搁置后，电池组完全空电，甚至严重馈电情况，如电池组电压低于所述电压转换输出模块2的输入电压，所述电压转换输出模块2工作，此时，所述小电流充电模块5上设置的保险丝51有效放置了外部操作的短路，进一步地，所述小电流充电模块5直接接在所述电池组内部的正/负极上，给电池组进行小电流充电，当电池组电压回升后、达到所述电压转换输出模块2的输入电压条件，即可重新激活所述bms模块3，进一步激活电池系统工作(进入充电模式)；当所述bms模块3检测到电池组充满电后，所述bms模块3断开预充放电模块4中的所述充电继电器41，并延时预设时间闭合放电继电器42，进入放电状态。需要说明的是，所述预设时间为2s
‑
4s，每次闭合所述放电继电器42前都进行预充。更进一步地，当所述bms模块3检测到电池组电量低时，还通过所述485
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a引脚、所述485
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b引脚通讯给所述plc启动控制模块1，此时允许外部充电枪插入给所述锂电池系统充电，所述外接充电控制模块6的充电插座上配设计有互锁及短接信号，当所述bms模块3检测到充电枪插入时，闭合充电继电器61，同时，断开所述预充放电模块4的所述放电继电器42。长按所述plc启动控制模块1的plc开关3s，所述bms模块3接收常闭信号，将断开所有继电器，完成系统下电，此时，所述电压转换输出模块2无输出。
[0040]
从以上描述可以看出，本实用新型的电池管理系统，具有智能识别电池组电量情况、并根据检查结果相对应地指示对应的模块执行对应的操作，有效放置了电池过压、欠
压、过流、过温、短路、绝缘故障等等。另外，设置的所述电压转换输出模块2能够实现设备不同电压的需求。本实用新型具有适配性好、安全系数较高及使用方便等特点。
[0041]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。