專利名稱：電源管理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電源管理技術領域，特別涉及一種用于一次鋰電池組的電源管理系 統。
背景技術：
隨著智能電網，儲能系統的飛速發展，對鋰電池組的需求越來越大。電池組一般至 少包括幾百個單體電池。以容量為30Ah的大容量鋰電池為例，若組成一個包括900個單體 電池的電池組，則容量有27000Ah，能量巨大，安全性非常重要。現有電池組的電源管理系 統一般都依賴進口的保護芯片進行簡單的保護，其功能少，管理簡單，不能監測電池漏液問 題，具有很大的安全隱患，尤其不適用于對鋰亞硫酰氯電池組成的電池組進行管理。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于大容量鋰電池組成的電池組的電
源管理系統。為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案電源管理系統，包括主控制模塊 及與該主控制模塊相連的多個子控制模塊，所述子控制模塊包括控制單元，溫度監測單元、 電壓監測單元和氣體監測模塊。所述氣體監測模塊用于檢測電池漏液，該氣體監測模塊在 監測到電池組發生漏液時產生的氣體時向所述主控制模塊發出漏液信號。本發明的電源管理系統配置專用的氣體監測模塊，及時報告電池漏液問題，使工 作人員可以及時更換漏液的電池，大大降低電池組的安全隱患。本發明適用于各種漏液后 會產生氣體的電池組，特別適用于應用于封閉環境的電池組。
圖1是一實施例中電源管理系統應用于一個電池組的系統框圖。圖2是一實施例中氣體檢測模塊的結構框圖。
具體實施例方式下面將結合具體實施例及附圖對本發明鋰電池作進一步詳細描述。如圖1所示，本發明一實施例的電源管理系統100用于對電池組200進行電壓監 測、溫度監測、內阻監測、平衡控制和漏液監測，在監測到電池組200異常時實現報警功能。 電源管理系統100的監控結果可通過顯示單元400進行顯示。用戶也可將一手動控制平臺 300連接到電源管理系統100上，以實現對電源管理系統100的調試和控制。顯示單元400 可包括現有各種類型的顯示器和LED燈。手動控制平臺300可為計算機，也可僅包括多個 控制按鈕。電池組200包括多個電池單元電池單元1、電池單元2至電池單元N (N為大于等 于3的整數)。每個電池單元均包括多個單體電池，優選的，包括7-20個單體電池。本實施例中，電池組200包括100個電池單元，每個電池單元包括9個電池單體。電池單元內的電 池單體串聯連接后與其他電池單元并聯連接。單體電池均為鋰電池，優選的，為鋰/亞硫酰 氯電池、鋰/硫電池等漏液后會產生氣體的電池。鋰亞硫酰氯電池的電解液為亞硫酰氯，電 池漏液時，亞硫酰氯遇到空氣產生二氧化硫(SO2)氣體。電源管理系統100主要包括主控制模塊，用于對多個電池單元進行監控的多個子 控制模塊(圖1中子控制模塊1，子控制模塊2至子控制模塊N)，以及氣體監測模塊和散熱 模塊。氣體監測模塊用于通過監測電池組內的空氣成分來監測電池組內是否發生漏液。散 熱模塊用于為電池組提供散熱功能，可為風扇。如圖2所示，氣體監測模塊包括氣體傳感器10，與氣體傳感器10相連的控制器 12，以及與控制器12相連的報警裝置14。本實施例中，氣體傳感器10為二氧化硫傳感器。 其他實施例中，可根據不同的電池更換相應類型的氣體傳感器。報警裝置14包括發光二極 管(LED)，例如包括紅色LED和綠色LED。控制器12用于在氣體傳感器10監測到電池漏液 產生的氣體時向主控制模塊發出漏液信號，并控制報警裝置14發出報警信號。具體的，當 沒有檢測到二氧化硫氣體時，綠色LED燈亮，反之紅色LED等亮。其他實施例中，報警裝置 14還可包括蜂鳴器，當檢測到二氧化硫氣體時，控制器12控制蜂鳴器發出聲音報警。再次參考圖1，電源管理系統100的多個子控制模塊的功能和結構相同。現以子控 制模塊1為例進行說明。子控制模塊1主要包括控制單元，與控制單元相連的溫度監測單 元、電壓監測單元、平衡控制單元、內阻監測單元和報警單元。溫度監測單元、電壓監測單元和內阻監測單元分別用于監測對應電池單元的單體 電池的溫度、電壓和內阻。平衡控制單元用于在控制單元的控制下對對應單體電池進行電 壓平衡。報警單元用于發出報警信號，該報警信號可以是光信號，也可以是聲音信號，也可 以是光信號和聲音信號。控制單元接收溫度監測單元、電壓監測單元和內阻監測單元的輸 出信號，根據該輸出信號判斷電池單元內單體電池的工作狀態，向主控制模塊上報本電池 單元的工作參數，例如但不限于本電池單元的平均電壓、平均溫度、單體電池的內阻，以及 異常的參數。控制單元可在電池單元出現異常時通過報警單元發出報警信號。本實施例中，當控制單元判斷單體電池的電壓高于電池單元平均電壓的差值達到 預設值(例如0. 5V)時，控制平衡控制單元對對應的單體電池進行電壓平衡工作，以使該電 壓較高的單體電池的電壓下降至平均電壓。當單體電池的溫度明顯高于電池單元內其他單 體電池的溫度(例如高于1°C )時，控制單元控制報警單元發出報警信號并上報主控制模 塊。主控制模塊可用備用電池單元替代該出現異常的電池單元，保證電池組的安全使用。主控制模塊用于根據各子控制模塊和氣體監測模塊輸出的信號對電池組進行管 理。當某個電池單元出現異常時，主控制模塊可用備用電池單元替換出現異常的電池單元， 使出現異常的電池單元可得到及時的檢修。例如，當電池組平均溫度超出一個預設溫度時 啟動散熱模塊為電池組散熱。當氣體監測模塊監測到電池漏液產生的氣體時，主控制模塊 根據電池內阻參數可判斷出哪個電池單元的電池出現漏液，并啟用備用電池單元替換出現 漏液的電池單元。綜上，本發明的電源管理系統可對電池組的各種參數進行實時、全面的監控，可實 現電池平衡管理、散熱管理、異常報警、漏液監測等功能，大大降低電池組的安全隱患。本發明的電源管理系統適用于漏液后會產生氣體的電池，例如鋰/亞硫酰氯(Li/S0C12)、鋰/硫酰氯(Li/S02C12)和鋰/硫磺(Li/S)等一次電池組，特別適用于應用于封 閉環境的電池組。
權利要求
1.電源管理系統，包括主控制模塊及與該主控制模塊相連的多個子控制模塊，所述子 控制模塊包括控制單元，溫度監測單元和電壓監測單元，其特征在于，所述電源管理系統還 包括用于檢測電池漏液的氣體監測模塊，該氣體監測模塊在監測到電池組發生漏液時產生 的氣體時向所述主控制模塊發出漏液信號。
2.根據權利要求1所述的電源管理系統，其特征在于，所述氣體監測模塊包括氣體傳 感器，與該氣體傳感器相連的控制器，以及與該控制器相連的報警裝置；所述控制器在氣體 傳感器監測到電池組發生漏液時向所述主控制模塊發出漏液信號，并控制報警裝置輸出報 警信號。
3.根據權利要求2所述的電源管理系統，其特征在于，所述氣體傳感器為二氧化硫傳感器。
4.根據權利要求3所述的電源管理系統，其特征在于，所述子控制模塊還包括輸入端 與控制單元相連、輸出端與電池組相連的平衡控制單元，該平衡控制單元用于在單體電池 的電壓與電池組的電池單元的平均電壓的差值達到預設值時對該單體電池進行電壓平衡。
5.根據權利要求4所述的電源管理系統，其特征在于，所述子控制模塊還包括用于監 測電池內阻的內阻監測單元。
6.根據權利要求5所述的電源管理系統，其特征在于，所述主控制模塊提供可與手動 控制平臺相連的通訊端口和可與顯示單元相連的數據輸出端口。
7.根據權利要求6所述的電源管理系統，其特征在于，所述電池組為全密封電池組。
8.根據權利要求7所述的電源管理系統，其特征在于，還包括散熱模塊，該散熱模塊在 所述溫度監測單元監測到電池組內部溫度超出預設溫度范圍時為電池組散熱。
全文摘要
本發明涉及一種用于電池組的電源管理系統。該電源管理系統包括主控制模塊及與該主控制模塊相連的多個子控制模塊。所述子控制模塊包括控制單元，溫度監測單元、電壓監測單元和氣體監測模塊。所述氣體監測模塊用于檢測電池漏液，該氣體監測模塊在監測到電池組發生漏液時產生的氣體時向所述主控制模塊發出漏液信號。本發明的電源管理系統配置專用的氣體監測模塊，及時報告電池漏液問題，使工作人員可以及時更換漏液的電池，大大降低電池組的安全隱患。本發明適用于各種漏液后會產生氣體的電池組，特別適用于應用于封閉環境的電池組。
文檔編號H02J7/00GK102082456SQ20111003785
公開日2011年6月1日 申請日期2011年2月11日 優先權日2011年2月11日
發明者侯永坤, 劉鵬程, 張海波, 袁中直, 陳春洪, 黃國民, 龍培英 申請人:惠州億緯鋰能股份有限公司