[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，包含：低电压电池系统（11）、高电压电池系统（12）、级联高电压电池系统（13），高电压电池系统（12）通过高电压电池管理系统（22）对高压主控制单元（35）及至少四个低压从控制单元（31）进行管理，并结合相应的外围电气元件和锂电池电芯单元共同组成；级联高电压电池系统（13）通过级联电池管理系统（23）对至少两个高电压电池系统（12）进行管理，支持高电压电池系统（12）串联、并联或者串并联结合的方式进行电池系统的组合，电池管理系统（20）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（20）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；电池管理系统（20）监测到电池系统中所配置的低压从控制单元（31）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，电池管理系统（20）监测到电池系统中如配置了扩展高压采集单元（33）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，同时还扩展电压采集点，电池管理系统（20）监测到电池系统中配置了电流采集单元（34），电流采集单元（34）通过连接器和线缆直连在高压主控制单元（35），并使用分流器替代互感器，完成高精度电流采集，会自动调用扩展电流采集算法，对电流采集进行增强型滤波处理，提高电池系统在大电流放电过程中的抗干扰能力，避免出现由于干扰所导致的电池系统放电中断故障，电压和电流采集软件滤波都是采用的中位值平均滤波法。

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：高压采集单元（33）通过连接器和线缆直连在高压主控制单元（35）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。

3.根据权利要求1或2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（20）还包含绝缘控制单元（37）、绝缘控制单元（37）通过连接器和线缆直连在高压主控制单元（35）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。

4.根据权利要求3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：绝缘控制单元主要由MOS互锁切换电路、采样滤波电路、ID识别隔离电路、单片机MC9S08DZ60接口电路及CAN通信隔离电路组成，其中MOS互锁切换电路利用N沟道和P沟道导通电压互斥性从硬件上实现电池正极和负极不会同时对地导通，增加硬件电路可靠性，电压采样模拟部分应用差分负反馈运算电路，数字部分采用超小型、低功耗、16位模数转换器ADS1115，正负对地电压采用不平衡电桥法。

5.根据权利要求1或2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（20）还包含存储控制单元（38），存储控制单元（38）通过连接器和线缆直连在高压主控制单元（35）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；显示终端控制单元（39）通过连接器和线缆直连在高压主控制单元（35），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。

6.根据权利要求2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：所述高压主控制单元（35）最多搭配三十个低压从控制单元（31），低压从控制单元（31）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（31）通过连接器和线缆与高压主控制单元（35）直连。