[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。包含：低电压电池系统、高电压电池系统、级联高电压电池系统。低电压电池系统通过低电压电池管理系统对一个低压从控制单元和功率控制单元进行管理，并结合相应的外围电气元件和锂电池电芯单元共同组成；高电压电池系统通过高电压电池管理系统对高压主控制单元及至少四个低压从控制单元进行管理，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通过级联电池管理系统对至少两个高电压电池系统进行管理，支持高电压电池系统串联、并联或者串并联结合的方式进行电池系统的组合。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，包含：低电压电池系统、高电压电池系统、级联高电压电池系统，低电压电池系统通过低电压电池管理系统对一个低压从控制单元和功率控制单元进行管理，并结合相应的外围电气元件和锂电池电芯单元共同组成。

高电压电池系统通过高电压电池管理系统对高压主控制单元及至少四个低压从控制单元进行管理，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通过级联电池管理系统对至少两个高电压电池系统进行管理，支持高电压电池系统串联、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。

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、放电过放电压保护等参数，自动调整电池系统工作状态。