[发明专利]一种具有多层管理体系和结构的模块化电池系统

权利要求书

1.一种具有多层管理体系和结构的模块化电池系统，其电池管理系统通过连接器和线缆连接硬件，通过数据总线协议进行数据交互和指令传输，其特征在于：一个系统控制单元搭配数个高压主控制单元，高压主控制单元所控制的高压电池系统通过串联或并联的方式进行组合或同时进行串并联组合，高压主控制单元通过连接器和线缆直连在系统控制单元，实现级联高电压电池系统，一个高压主控制单元搭配数个低压从控制单元，低压从控制单元通过连接器和线缆进行链式串接，最末端的低压从控制单元通过连接器和线缆与高压主控制单元直连，设置一个高压采集单元通过连接器和线缆直连在高压主控制单元完成高精度电压采集，实现具有高保护性的高电压电池系统；

设置一个电流采集单元通过连接器和线缆直连在高压主控制单元，并使用分流器替代互感器，完成高精度电流采集，实现具有高精度电流采集功能的高电压电池系统；

设置一个绝缘控制单元通过连接器和线缆直连在高压主控制单元完成绝缘监测功能，实现具有绝缘检测及绝缘失效保护功能的高电压电池系统；

设置一个存储控制单元通过连接器和线缆直连在高压主控制单元完成电池系统的运行数据存储，实现具有运行历史可查询的高电压电池系统；

设置一个显示终端控制单元通过连接器和线缆直连在高压主控制单元，完成运行参数显示及参数设定功能，实现具有运行状态监控和参数设定功能的高电压电池系统，在高压采集单元、电流采集单元、绝缘控制单元、存储控制单元、显示终端控制单元的连接中，通过组合，在一个电池系统中同时实现这些连接方式中的一个或多个，实现具有高精度电压采集、高精度电流采集、绝缘检测、数据存储和显示控制组合功能的高电压电池系统；

通过数据总线进行数据通信，通过专有标识符在数据总线上进行身份声明，所以各个单元的控制软件都会自动识别数据总线上所挂载的硬件单元，同时根据所挂载的单元情况自动调整各自的运行模式。

2.根据权利要求1所述的一种具有多层管理体系和结构的模块化电池系统，其特征在于：电池管理系统所包含的各个层级的单元模块均具有各自的控制软件，根据组合策略进行多层级组合管理，各层级之间通过数据总线进行数据交互和指令传输，并通过自动扫描及运行控制参量的设置来动态调整运行模式。

3.根据权利要求1所述的一种具有多层管理体系和结构的模块化电池系统，其特征在于：高压主控制单元会通过获取低压从控制单元上报的电芯数据，主动对电芯进行充放电均衡控制，以保证电芯达到均衡的效果，增加电池系统的使用寿命，当数据总线上包含有系统控制单元时，所挂载的高压主控制单元将不再负责控制低压从控制单元对电池系统的电芯进行充放电均衡控制，控制权交由系统控制单元统一处理，以达到整体电池系统能够实现电芯均衡的效果，增加电池系统的使用寿命。

4.根据权利要求1所述的一种具有多层管理体系和结构的模块化电池系统，其特征在于：电池管理系统监测到电池系统中配置的扩展高压采集单元将会自动调用扩展电压采集算法，对普通采集电压值和扩展采集电压值进行比对计算，通过专有滤波算法进行处理，达到提高电压采集精度的目标，同时扩展电压采集点，高压采集控制单元负责电池、充电机和负载三路电压采集，由于三路共地，故通过软件计算判断哪路正负极接反或者哪路未连接，从而提高高电压电池系统整体安全性；处理流程：首先判断采样值数据最高位，根据最高位是正常或是反接来判断正负极是否反接，如没有任何一路反接，然后判断是否有一路或者二路未连接，最后根据硬件电路比例关系进行数值换算，最终得到准确有效的实际电压值。

5.根据权利要求1所述的一种具有多层管理体系和结构的模块化电池系统，其特征在于：电池管理系统会建立多条通信总线，通过扫描通信总线上所挂载的不同控制单元上报的ID信息，自动识别当前的组合模式，电池管理系统通过自适应的方式调用对应电池系统的管理方法，对电池系统进行电池系统自检、电池系统初始化配置、电池系统待机引导、电池系统充放电管理、电池系统被动均衡管理、电池系统主动均衡管理、电池系统绝缘监测管理、电池系统运行参数输出管理。

6.根据权利要求1所述的一种具有多层管理体系和结构的模块化电池系统，其特征在于：电池管理系统监测到电池系统中所配置的低压从控制单元后会自动根据监测结果设定充电电流、充电电压、充电过充电流保护、充电过充电压保护、放电过放电流保护、放电过放电压保护参数，自动调整电池系统工作状态。