[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

说明书

本发明涉及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，一个系统控制单元可以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可以通过串联或并联的方式进行组合，也可以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。多层管理体系和结构，可以充分根据实际应用需要自由组合不同用途的电池管理系统以适应不同应用场景的电池系统。

技术领域

本发明属于电池领域，涉及一种多层级的电池管理系统。

背景技术

电池系统、尤其是在不间断电源、储能设备、电动车中所使用的电池系统应被设计为使得所述电池系统能满足不间断电源、储能设备、电动车在能支配的能量与能调用的电压方面的要求。

为了使这种能支配的电池系统来满足不同应用场景下能量和电压要求，需要有相应的电池管理系统组合策略来组合相关的电池系统模块，并通过相应的管理架构按照应用要求来运行。在所述低电压运行方式下只能进行低电压供电给负载，在所述高电压运行方式下只能进行高电压供电给负载。

电池系统也包含一种电池管理系统，所述电池管理系统用于根据当前负载使用需要和电池模块的组合策略操控所述低电压电池系统和高电压电池系统。对此，电池管理系统除了包含相关的多层结构的硬件控制电路模块单元外，还拥有如下相对应的软件，所述相对应的软件具有用于运行相对应的电池管理系统和电池系统的方法。

传统电池管理系统及使用传统电池管理系统的电池系统可以较好的应用在普通直流UPS及放电要求较低的交流UPS中。当高压直流UPS及放电功率要求较高的交流UPS使用传统电池管理系统来对锂电池系统进行管理时，就往往会存在高充放电电流无法有效控制、高电压电流采集干扰严重、较难扩展更高电压及更高容量等问题。

发明内容

按照本发明，可以通过多层管理体系和结构的模块化电池管理系统，能够有效的使采用该电池管理系统的电池系统工作在上述UPS环境中，可以适用于传统低电压的交直流UPS供电系统中，也可以使用于新型高电压的交直流UPS中，还可以用于各类大型储能型供电系统中。可以很好的适应这些供电系统的高充放电电流的有效控制、高电压电流的采集稳定和抗干扰能力、方便快速的进行供电电压由低到高和几乎无限容量扩容的需求。

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，一个系统控制单元可以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可以通过串联或并联的方式进行组合，也可以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可以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。

可以通过增加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。

可以通过增加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。

可以通过增加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。

可以通过增加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。

可以通过增加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等功能，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。