[发明专利]基于载波通信技术的电池组及其管理系统

说明书

技术领域

本发明属于电池管理技术领域，涉及基于载波通信技术的电池组及其管理系统。

背景技术

随着电池技术的日益成熟，电池应用领域不断扩大，应用数量日益增长增长。通常，在电池应用技术中采用串联或并联成组扩大电池系统容量。在电池系统日常应用中，需要实时监控电池系统内各单体电池电压、温度、电流、SOC等关键状态信息，并依据上述状态信息进行相应的充放电操作。

另外，由众多单体电池构成的电池电源系统存在着木桶效应，即整个电池电源系统的可用容量由系统内容量最低的单体电池容量决定，容量最低的单体电池在充放电过程中先于其他单体电池触发过充/过放报警，系统充放电过程停止，造成大部分系统容量无法使用。

随着电池系统的使用，电池电源系统内各单体电池一致性越来越差，即各单体电池实际可用容量差异越来越大，最终成为影响电池电源系统可用容量的首要因素。为解决上述一致性问题，目前通常采用主动电量转移或者被动电阻耗能技术改善电池电源系统的一致性。但是上述技术受限于控制策略与电路结构均未能将各单体电池恢复至出厂状态。

为监控电池电源系统内各单体电池状态信息（电压、电流、温度、SOC）并进行一致性修复，目前电池管理系统通常采用主从设计。一个从控模块负责监控数支单体电池的状态信息，通过CAN总线上传至主控模块。一个主控模块负责收集多个从控模块上传的单体电池的状态信息，形成对整个电池电源系统的状态监控并形成控制策略，并将相应的控制策略下发至各个从控模块进行一致性修复。申请号为200780048774.X的名称为“电池管理系统”的中国专利公开了一种电池管理系统，该系统采用主从结构，主从模块之间需要构建复杂的树状电源及通信线路，附属电路严重制约了电池电源系统的设计及运行稳定性；在电池系统充放电过程中，从控模块在同一时间只能对某一支单体电池进行一致性修复，实际应用表明，在同一时间需要多支单体进行一致性修复，传统的主从结构的电池管理系统不能在一次充电过程中将电池一致性修复至出厂状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于载波通信技术的电池组，以解决现有电池组在管理时附属线路复杂、维护成本高的问题。

本发明的另一目的是提供一种基于载波通信技术的电池组管理系统，以解决现有电池管理系统附属线路复杂、维护成本高、电池一致性修复效果差的问题。

为实现第一发明目的，本发明的基于载波通信技术的电池组包括各单体电池监控模块，该单体电池监控模块包括微处理器，所述单体电池监控模块均设有用于与主监控设备通信的载波通信模块，所述微处理器通过载波通信模块连接到对应单体电池的端子上。

所述载波通信模块为AD/DA转换器，其数字端连接微处理器，模拟端连接到对应电池的端子上。

所述单体电池监控模块安装于单体电池正负极柱外侧或集成于单体电池内部。

为实现第二发明目的，本发明的基于载波通信技术的电池组管理系统包括主监控设备、电池组与各单体电池对应设有的各单体电池监控模块，各单体电池监控模块均包括微处理器，各单体电池监控模块通过载波通信方式与所述主监控设备通信连接：以电池组在工作状态下形成的一次回路为载波信道；所述微处理器通过载波通信模块连接到对应单体电池的一次回路上，所述主监控设备的通信接口与一次回路耦合连接。

所述主监控设备与高频互感器耦合。

所述载波通信模块为AD/DA转换器，其数字端连接微处理器，模拟端连接到对应电池的端子上。

所述单体电池监控模块安装于单体电池正负极柱外侧或集成于单体电池内部。

本发明的基于载波通信技术的电池组中，单体电池监控模块针对每支单体电池独立设计，单体电池监控模块设有用于与主监控设备通信的载波通信模块，微处理器通过载波通信模块连接到对应单体电池的端子上，可省去传统管理系统复杂的外部附属供电及通信线路，使电池电源系统设计维护更为简单、可靠。单体电池监控模块可就近安装于单体电池附近，提高电池系统内各单体电池的独立性。