一機多充的電池充電管理系統及方法
【專利摘要】本發明提供一種一機多充的電池充電管理系統及方法，所述系統至少包括若干個開關電源模塊、若干個蓄電池、若干個可控開關、充電管理模塊和電池溫度測量模塊；其中，每個開關電源模塊的一端通過所述可控開關與每個蓄電池相連，另一端與其他開關電源模塊相并聯；所述電池溫度測量模塊與所述充電管理模塊相連；所述充電管理模塊與各個開關電源模塊、蓄電池和可控開關一一相連。本發明一機多充的電池充電管理系統及方法既能夠實現同一臺充電機對單個各種規格的蓄電池做智能安全的充電管理，也能夠同一臺充電機同時對多組不同規格或是多組同規格的蓄電池做智能安全的充電管理，有效降低了充電成本，且操作簡單。
【專利說明】—機多充的電池充電管理系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電池充電管理系統及方法，特別涉及一種一機多充的電池充電管理系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展以及能源、環保等問題的日益突出，純電動汽車以其零排放、噪聲低等優點越來越受到世界各國的重視，被稱作綠色環保車。作為發展電動車的關鍵技術之一的電池管理系統(Battery Management System, BMS),是電動車產業化的關鍵。由于其綠色無污染的優點，使用電池供電的電動車已經走進了公眾的生活中。
[0003]然而，目前絕大多數的電池充電方式是以一臺充電機對一組蓄電池進行充電，充電機使用率很低。也有少數是以一臺充電機對多組電池充電，但是充電機內部使用各自獨立的充電單元對不同組的電池充電，充電機效率也很低。因此，不同規格的電池需要配備不同的充電機以滿足充電要求，這就使得充電機的成本大為提高。
【發明內容】
[0004]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種一機多充的電池充電管理系統及方法，使不同規格的蓄電池可以使用同一臺充電機充電，充電過程可以是一機一充，也可以是一機多充。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種一機多充的電池充電管理系統，至少包括若干個開關電源模塊、若干個蓄電池、若干個可控開關、充電管理模塊和電池溫度測量模塊；其中，每個開關電源模塊的一端通過所述可控開關與每個蓄電池相連，另一端與其他開關電源模塊相并聯；所述電池溫度測量模塊與所述充電管理模塊相連；所述充電管理模塊與各個開關電源模塊、蓄電池和可控開關一一相連。
[0006]根據上述的一機多充的電池充電管理系統，其中:所述充電管理模塊能夠實現遠程集中監控。
[0007]根據上述的一機多充的電池充電管理系統，其中:還包括電源模塊，所述電源模塊用于為所述開關電源模塊和所述充電管理模塊分別提供交流電源和直流電源。
[0008]根據上述的一機多充的電池充電管理系統，其中:所述開關電源模塊由交流220V或380V來供電。
[0009]根據上述的一機多充的電池充電管理系統，其中:交流220V或380V經AD轉換后直接為所述充電管理模塊供電。
[0010]根據上述的一機多充的電池充電管理系統，其中:所述開關電源模塊和蓄電池的個數均大于等于2。
[0011]同時，本發明還提供一種根據上述的一機多充的電池充電管理系統的電池充電管理方法，其中:假定包括兩個開關電源模塊和兩個蓄電池，且各個電池的初始電壓均為VI，針對鉛酸電池的充電電壓2.4V為V2，電池充滿時的輸出電壓為V3 ；[0012]所述電池充電管理方法包括以下方式:
[0013]A、當兩個開關電源模塊處于待機狀態，一個電池需要充電時，兩個開關電源模塊從待機狀態進入正常工作狀態對電池充電；當電池電壓到達V2時，僅保留一個開關電源模塊進行充電；當充電機的輸出電壓達到V3時，關閉充電的開關電源模塊，充電結束；
[0014]B、當兩個開關電源模塊處于待機狀態，兩個電池均需要充電時，兩個開關電源模塊同時為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當第一電池的電壓上升到V2后，兩個開關電源模塊同時為第二電池充電；當第二電池的電壓上升到V2后，分別由一個開關電源模塊對一個電池充電；待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時,關閉對應的開關電源模塊；
[0015]C、當兩個開關電源模塊處于待機狀態，兩個電池均需要充電時，兩個開關電源模塊同時為第一電池充電；在第一電池的電壓上升到V2后接入第二電池,并分別由一個開關電源模塊對一個電池充電；待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時,關閉對應的開關電源模塊；
[0016]D、當兩個開關電源模塊處于待機狀態，兩個電池均需要充電時，兩個開關電源模塊同時為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當第一電池的電壓上升到V2后,分別由一個開關電源模塊對一個電池充電；待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時，關閉對應的開關電源|吳塊。
[0017]根據上述的一機多充的電池充電管理方法，其中:所述方式B、C和D中，待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時，即關閉該開關電源模塊，不要求同時關閉兩個開關電源模塊。
[0018]如上所述，本發明的一機多充的電池充電管理系統及方法，具有以下有益效果:
[0019](I)能夠實現同一臺充電機對單個各種規格的蓄電池做智能安全的充電管理；
[0020](2)能夠實現同一臺充電機同時對多組不同規格或是多組同規格的蓄電池做智能安全的充電管理；
[0021 ] (3)有效降低了充電成本，且操作簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1顯不為本發明的一機多充的電池充電管理系統的一個優選實施例的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0024]需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。[0025]參照圖1，本發明一機多充的電池充電管理系統包括:若干個開關電源模塊(如PS1、PS2)、若干個蓄電池(如B1、B2)、若干個可控開關(如S0、S1、S2)、充電管理模塊和電池溫度測量模塊。其中，每個開關電源模塊的一端通過所述可控開關與每個蓄電池相連，另一端與其他開關電源模塊相并聯。電池溫度測量模塊與充電管理模塊相連，用于實時測量各個蓄電池的溫度，以便采用相應的充電策略。充電管理模塊與各個開關電源模塊、蓄電池和可控開關一一相連，用于控制整個電池充電管理系統。充電管理模塊能夠實現遠程集中監控，如通過RS232、RS485、RS422、Ethernet等無線通訊方式來集中監控。
[0026]需要說明的是，圖1所示的優選實施例中包括兩個開關電源模塊和兩個蓄電池。而具體使用中，開關電源模塊的個數可以是η個，蓄電池的個數可以是m個，其中η > 2，m3 2。相應地，可控開關的個數根據開關電源模塊和蓄電池的個數來確定。所選擇的可控開關的個數須保證每個開關電源模塊均與每個蓄電池相連。
[0027]優選地,本發明的一機多充的電池充電管理系統還包括電源模塊，用于為開關電源模塊和充電管理模塊分別提供交流電源和直流電源。具體地，開關電源模塊由民用電交流220V或動力電380V來供電。優選地，可以將民用電交流220V或動力電380V經AD轉換器由交流電轉換為直流電后，直接為充電管理模塊供電。在進行充電時，只需在充電管理模塊中進行必要的參數設置，如電池規格中的標稱電壓、額定容量等，即可自動完成蓄電池的充電過程。
[0028]在本發明的一機多充的電池充電管理系統中，假定包括兩個開關電源模塊和兩個蓄電池，且各個電池的初始電壓均為VI，針對鉛酸電池的充電電壓2.4V為V2，電池充滿時的輸出電壓為V3,則本發明的一機多充的電池充電管理方法包括以下方式:
[0029](I)當兩個開關電源模塊處于待機狀態，一個電池需要充電時，兩個開關電源模塊從待機狀態進入正常工作狀態對電池充電；當電池電壓到達V2時，僅保留一個開關電源模塊進行充電；當充電機的輸出電壓達到V3時，關閉充電的開關電源模塊，充電結束。
[0030](2)當兩個開關電源模塊處于待機狀態，兩個電池均需要充電時，兩個開關電源模塊同時為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當第一電池的電壓上升到V2后，兩個開關電源模塊同時為第二電池充電；當第二電池的電壓上升到V2后，分別由一個開關電源模塊對一個電池充電；待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時,關閉對應的開關電源模塊。
[0031](3)當兩個開關電源模塊處于待機狀態，兩個電池均需要充電時，兩個開關電源模塊同時為第一電池充電；在第一電池的電壓上升到V2后接入第二電池,并分別由一個開關電源模塊對一個電池充電；待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時,關閉對應的開關電源模塊。
[0032](4)當兩個開關電源模塊處于待機狀態，兩個電池均需要充電時，兩個開關電源模塊同時為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當第一電池的電壓上升到V2后,分別由一個開關電源模塊對一個電池充電；待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時，關閉對應的開關電源|吳塊。
[0033]具體地，參照圖1，本發明以兩個開關電源模塊PSl、PS2和兩組電池B1、Β2所構成的充電管理模型來描述電池充電管理方法。同時假設單一電池能夠同時承受PSl、PS2兩者的最大輸出電流之和。當然，該模型可以擴展到n(n>2)個開關電源模塊，m(m>2)個電池。在本發明的一機多充的電池充電管理系統中，開關電源模塊和蓄電池組在不同情況下相對應的充電類型如表1所示。其中，“I”表示開關電源模塊工作或蓄電池需要充電；“0”表示開關電源模塊關閉或蓄電池不需要充電。
[0034]表1、開關電源模塊和蓄電池組在不同情況下對應的充電類型
[0035]
【權利要求】
1.一種一機多充的電池充電管理系統，其特征在于:至少包括若干個開關電源模塊、若干個蓄電池、若干個可控開關、充電管理模塊和電池溫度測量模塊；其中， 每個開關電源模塊的一端通過所述可控開關與每個蓄電池相連，另一端與其他開關電源模塊相并聯； 所述電池溫度測量模塊與所述充電管理模塊相連； 所述充電管理模塊與各個開關電源模塊、蓄電池和可控開關一一相連。
2.根據權利要求1所述的一機多充的電池充電管理系統，其特征在于:所述充電管理模塊能夠實現遠程集中監控。
3.根據權利要求1所述的一機多充的電池充電管理系統，其特征在于:還包括電源模塊，所述電源模塊用于為所述開關電源模塊和所述充電管理模塊分別提供交流電源和直流電源。
4.根據權利要求1所述的一機多充的電池充電管理系統，其特征在于:所述開關電源模塊由交流220V或380V來供電。
5.根據權利要求1所述的一機多充的電池充電管理系統，其特征在于:交流220V或380V經AD轉換后直接為所述充電管理模塊供電。
6.根據權利要求1所述的一機多充的電池充電管理系統，其特征在于:所述開關電源模塊和蓄電池的個數均 大于等于2。
7.根據權利要求1所述的一機多充的電池充電管理系統的電池充電管理方法，其特征在于:假定包括兩個開關電源模塊和兩個蓄電池，且各個電池的初始電壓均為VI，針對鉛酸電池的充電電壓2.4V為V2，電池充滿時的輸出電壓為V3 ； 所述電池充電管理方法包括以下方式: A、當兩個開關電源模塊處于待機狀態，一個電池需要充電時，兩個開關電源模塊從待機狀態進入正常工作狀態對電池充電；當電池電壓到達V2時，僅保留一個開關電源模塊進行充電；當充電機的輸出電壓達到V3時，關閉充電的開關電源模塊，充電結束； B、當兩個開關電源模塊處于待機狀態，兩個電池均需要充電時，兩個開關電源模塊同時為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當第一電池的電壓上升到V2后，兩個開關電源模塊同時為第二電池充電；當第二電池的電壓上升到V2后分別由一個開關電源模塊對一個電池充電；待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時,關閉對應的開關電源1?塊； C、當兩個開關電源模塊處于待機狀態，兩個電池均需要充電時，兩個開關電源模塊同時為第一電池充電；在第一電池的電壓上升到V2后接入第二電池，并分別由一個開關電源模塊對一個電池充電；待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時,關閉對應的開關電源模塊； D、當兩個開關電源模塊處于待機狀態，兩個電池均需要充電時，兩個開關電源模塊同時為第一電池充電，在第一電池的電壓上升到V2前接入第二電池；當第一電池的電壓上升到V2后，分別由一個開關電源模塊對一個電池充電；待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時，關閉對應的開關電源|吳塊。
8.根據權利要求7所述的一機多充的電池充電管理方法,其特征在于:所述方式B、C和D中，待開關電源模塊的輸出電壓上升到V3時，即關閉該開關電源模塊，不要求同時關閉兩個開 關電源模塊。
【文檔編號】H02J7/00GK103904728SQ201410056610
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】虎良賽, 樂祎, 徐文康 申請人:中達電通股份有限公司