一种防爆锂电池电源装置多箱并联SOC均衡控制系统

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种防爆锂电池电源装置多箱并联SOC均衡控制系统。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。人们提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流，锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电的第五代产品锂金属电池，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

荷电状态(SOC)是指当前电池中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比。SOC状态范围百分比一般是从0％到100％，在电动汽车领域，为增加续航里程，通过多个电池箱串并联组合增加电池系统的总能量是常见方案。多箱串并联运行时，由于每一个电池箱自身的电池内阻、自放电能力及内部电气系统能耗的不一致，运行温度区间的差异等特征，长时间运行后，不同的电池箱系统的SOC值会出现差异，从而影响电池系统总体性能，市场上的多电池箱串并联系统无箱间均衡措施，当其中一个电池箱SOC发生不均衡时，通常是拆箱盖手动均衡维护，低效费事。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种防爆锂电池电源装置多箱并联SOC均衡控制系统，解决了电池箱SOC发生不均衡时，通常拆箱盖手动均衡维护，低效费事的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种防爆锂电池电源装置多箱并联SOC均衡控制系统，包括第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱，第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱的表面固定连接有手提杆，所述第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱的表面开设有散热孔，所述第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱内壁的底部固定连接有电池采集与管理系统BMS，所述电池采集与管理系统BMS的正极电性连接有母线电流传感器CT，所述母线电流传感器CT正极的一端电性连接有充放电控制继电器K1，所述母线电流传感器CT正极的另一端电性连接有电池系统总正P1，所述充放电控制继电器K1的正极电性连接有电池组，所述电池系统总正P1的正极电性连接有控制继电器K2，所述控制继电器K2的负极电性连接有熔断器FU1，所述熔断器FU1的负极电性连接有电池系统总负N。

优选的，所述电池采集与管理系统BMS的负极与电池组的负极和电池系统总负N的负极电性连接，所述电池采集与管理系统BMS的表面材质防水。

优选的，所述现场总线CAN的数据端与电池采集与管理系统BMS的数据端电性连接，所述现场总线CAN的介质为光导纤维。

优选的，所述熔断器FU1的负极与电池系统总负N的一端电性连接，所述熔断器为管式熔断器。

优选的，所述电池采集与管理系统BMS的数量设置为多个，多个电池采集与管理系统BMS与现场总线CAN并联。

优选的，所述电池系统总负N的输出端与第二电池箱的电池系统总正P1的输入端电性连接。

优选的，所述手提杆的主体材质为铝合金，表面套设有隔热橡胶。

优选的，所述散热孔的表面设置有金属网。

(三)有益效果

本发明提供了一种防爆锂电池电源装置多箱并联SOC均衡控制系统。与现有技术相比，具备以下有益效果：

(1)、该防爆锂电池电源装置多箱并联SOC均衡控制系统，通过电池采集与管理系统BMS的正极电性连接有母线电流传感器CT，熔断器FU1的负极电性连接有电池系统总负N，电池采集与管理系统BMS的数据端与现场总线CAN的数据端电性连接，现场总线CAN的介质为光导纤维，电池采集与管理系统BMS的数量设置为多个，多个电池采集与管理系统BMS与现场总线CAN并联，通过现场总线CAN和母线电流传感器CT的联合设置，使得系统能够给对各电池箱运行情况进行具体分析，保证电池系统单箱运行时，箱间SOC均衡控制电路不动作；当电池系统投入多只电池箱串并联共同运行时，先由箱间电池采集与管理系统BMS管理系统根据母线电流传感器CT检测到的电流数据判定出系统串并联关系，然后在电池系统充电前，各电池箱电池采集与管理系统BMS自动检测箱间SOC均衡度，对检测出不均衡的电池箱进行补电，通过电子控制方式对电池组进行快速补电维护，避免了人工维护操作，提高了维护效率。

(2)、该防爆锂电池电源装置多箱并联SOC均衡控制系统，通过第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱内壁的底部固定连接有电池采集与管理系统BMS，通过电池采集与管理系统BMS的设置，充电时，电池采集与管理系统BMS检测到某一个或几个电池箱SOC不均衡度达到预定的阀值时，将逐个对其单独进行补电，以达到系统内所有电池箱的SOC充分均衡，最后关闭均衡控制电路，启动系统充电母线控制电路，以实现系统内所有电池箱同时充满，采用智能的管理系统能够大幅提高维护效率，缩短维护时间。

(3)、该防爆锂电池电源装置多箱并联SOC均衡控制系统，通过第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱的表面固定连接有手提杆，第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱的表面开设有散热孔，母线电流传感器CT正极的一端电性连接有充放电控制继电器K1，母线电流传感器CT正极的另一端电性连接有电池系统总正P1，充放电控制继电器K1的正极电性连接有电池组，电池系统总正P1的正极电性连接有控制继电器K2，手提杆的主体材质为铝合金，表面套设有隔热橡胶，散热孔的表面设置有金属网，通过电池箱表面手提杆的设置，工作人员在对电池箱内部电池进行维护时，能够快速方便的将电池箱移动至合适位置，便于操作，并且通过散热孔的设置，能够及时的将电池箱内部电池在工作时积攒的热量及时发散出去，大大的提高了电池组合的散热效率，并且结构相当简单，易于维护，同时通过充放电控制继电器K1和控制继电器K2的联合设置，方便系统内部互相配合操作，并且操作逻辑清晰，易于长期快速维护。

附图说明

图1为本发明电路图；

图2为本发明结构布线示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例提供一种技术方案：一种防爆锂电池电源装置多箱并联SOC均衡控制系统，包括第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱，第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱的表面固定连接有手提杆，第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱的表面开设有散热孔，通过电池箱表面手提杆的设置，工作人员在对电池箱内部电池进行维护时，能够快速方便的将电池箱移动至合适位置，便于操作，并且通过散热孔的设置，能够及时的将电池箱内部电池在工作时积攒的热量及时发散出去，大大的提高了电池组合的散热效率，并且结构相当简单，易于维护，同时通过充放电控制继电器K1和控制继电器K2的联合设置，方便系统内部互相配合操作，并且操作逻辑清晰，易于长期快速维护。

第一电池箱、第二电池箱、第三电池箱和第四电池箱内壁的底部固定连接有电池采集与管理系统BMS，电池采集与管理系统BMS的正极电性连接有母线电流传感器CT，通过现场总线CAN和母线电流传感器CT的联合设置，使得系统能够给对各电池箱运行情况进行具体分析，保证电池系统单箱运行时，箱间SOC均衡控制电路不动作；当电池系统投入多只电池箱串并联共同运行时，先由箱间电池采集与管理系统BMS管理系统根据母线电流传感器CT检测到的电流数据判定出系统串并联关系，然后在电池系统充电前，各电池箱电池采集与管理系统BMS自动检测箱间SOC均衡度，对检测出不均衡的电池箱进行补电，通过电子控制方式对电池组进行快速补电维护，避免了人工维护操作，提高了维护效率。

母线电流传感器CT正极的一端电性连接有充放电控制继电器K1，母线电流传感器CT正极的另一端电性连接有电池系统总正P1，充放电控制继电器K1的正极电性连接有电池组，电池系统总正P1的正极电性连接有控制继电器K2，控制继电器K2的负极电性连接有熔断器FU1，熔断器FU1的负极电性连接有电池系统总负N，电池采集与管理系统BMS的负极与电池组的负极和电池系统总负N的负极电性连接，电池采集与管理系统BMS的数据端与现场总线CAN的数据端电性连接，熔断器FU1的负极与电池系统总负N的一端电性连接，通过电池箱表面手提杆的设置，工作人员在对电池箱内部电池进行维护时，能够快速方便的将电池箱移动至合适位置，便于操作，并且通过散热孔的设置，能够及时的将电池箱内部电池在工作时积攒的热量及时发散出去，大大的提高了电池组合的散热效率，并且结构相当简单，易于维护，同时通过充放电控制继电器K1和控制继电器K2的联合设置，方便系统内部互相配合操作，并且操作逻辑清晰，易于长期快速维护，电池采集与管理系统BMS的数量设置为多个，多个电池采集与管理系统BMS与现场总线CAN并联，电池吸总负N的输出端与第二电池箱的电池系统总正P1的输入端电性连接，电池采集与管理系统BMS的表面材质防水，现场总线CAN的介质为光导纤维，熔断器为管式熔断器，手提杆的主体材质为铝合金，表面套设有隔热橡胶，散热孔的表面设置有金属网。

检测出第一电池箱SOC不均衡时，则需先对第一电池箱进行补电。此时，箱间电池采集与管理系统BMS调度控制B2箱的控制继电器K2闭合，第一电池箱的充放电控制继电器K1闭合，然后第一电池箱的电池采集与管理系统BMS请求经策略估算的均衡电流，外部充电机响应后，均衡电流经由电池系统总正P1、第一电池箱的充放电控制继电器K1、第二电池箱的控制继电器K2与熔断器FU1、电池系统总负N构成均衡补电回路，从而实现对第一电池箱的均衡补电。补电达预定值后，箱间电池采集与管理系统BMS请求外部充电机停止，然后分别断开B2箱的控制继电器K2和第一电池箱的充放电控制继电K1。如果箱间电池采集与管理系统BMS检测到其他电池箱有SOC不均衡现象，则按同样的控制原理进行SOC均衡补电，直至所有电池箱的SOC均衡度达预定值。当电池系统内所有电池箱的SOC均衡度满足系统充电时才正式启动母线级系统充电，以确保电池系统内每个电池箱均能正常充满电

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。