一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统的制作方法

1.本发明涉及锂电池相关技术领域，具体来说，涉及一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统。

背景技术：

2.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，1912年锂金属电池最早由gilbertn.lewis提出并研究，20世纪70年代时，m.s.whittingham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，并且是可以充电续航。
3.由于锂电池的种类繁多，其最佳工作温度范围也不尽相同，对于磷酸铁锂电池，理论上其正常的工作温度范围在-10℃～60℃，但是实验表明其在低温下(0℃以下)无法使锂电池使用，无论是对电池容量、内阻还是开路电压的影响，25℃与40℃都是非常接近的，而当电池持续工作在45℃时，其循环寿命降低约60％，这种情况在高倍率充放电时更为明显，此外对锂电池电池包的关注较少，很多电动装置的运行异常均是锂电池电池包所带来的影响，而工作人员不能实时关注锂电池电池包，如果不对锂电池组进行有效的管理，电池组的性能将会迅速衰减，大大的降低了电池的使用寿命，最终导致电池组无法使用，对此我们提出一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，包括有中央处理器、均衡模块、主控制模块、电池组模块、输出控制模块、电池管理系统、单片机模块和热管理系统，所述中央处理器与所述主控制模块之间连接，所述主控制模块的输出端连接有所述温度检测单元、电压检测单元和电流检测单元，所述温度检测单元、所述电压检测单元和所述电流检测单元的输出端连接至所述电池管理系统的输入端，所述电池管理系统的输出端连接至所述单片机模块的输入端，所述单片机模块的输出端连接至所述热管理系统的输入端，所述中央处理器的的输出端通过所述均衡模块连接至所述主控制模块，所述中央处理器的输出端通过均衡模块连接至所述电池组模块，所述主控制模块与所述电池组模块之间连接，所述中央处理器与所述电池组模块之间进行连接，所述电池组模块与所述输出控制模块连接，所述输出控制模块的输出端连接有电池检测单元、数据通信单元、存储单元和人机接口，所述主控制模块的内部包括有电池管理芯片、异或门处理电路和单片机控制器。
6.进一步的，所述均衡模块的内部包括有能力切换开关组、反激式变压器、储能电容和继电器。
7.进一步的，所述主控制模块的输出端连接有电量检测单元、容量检测单元和故障显示单元。
8.进一步的，所述单片机模块的输出端连接至显示单元的输入端上。
9.进一步的，所述热管理系统通过降温单元和升温单元连接至所述电池组模块。
10.进一步的，所述电池组模块的输出端连接至所述主控制模块内部的电池管理芯片的输入端进行连接，所述电池管理芯片的输出端连接至所述异或门处理电路，所述异或门处理电路的输出端连接至所述单片机控制器。
11.进一步的，所述单片机控制器的输出端连接至所述均衡模块内部的能力切换开关组，且所述能力切换开关组的输出端连接至反激式变压器，所述反激式变压器的输出端连接至储能电容，所述储能电容的输出端连接至继电器上。
12.进一步的，所述继电器的输出端连接至人机接口的输入端上。
13.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在锂电池的热管理方法中，电池管理系统主要负责检测温度和评价电池温度状态，温度的检测包括对构成电池组各单体电芯的温度检测，和对电动汽车电池箱环境温度的检测，通过对温度信号的实时采集、分析和处理，电池管理系统可以评价电池的温度状态，并向热管理系统发出相应的控制信号，使热管理系统采取加热或冷却等措施，从而达到控制锂动力电池温度在适宜范围内的目的，对锂电池电池包的温度进行检测，从而提高了锂电池电池包的使用安全性，提高了电池装置的使用寿命，对锂电池电池包的剩余电量和使用容量进行显示，提高对锂电池电池包的了解，采用均衡模块配合电池组模块主动减电流的方式同时对锂电池组进行均衡，形成锂电池的均衡管理模式，实现了锂电池组的电流均衡，解决了锂电池在使用数月后就会出现不平衡的问题，大大延长了锂电池的使用寿命。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是根据本发明实施的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统的总结构示意原理图；图2是根据本发明实施的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统的结构示意原理关系图；附图标记：1、中央处理器；2、均衡模块；21、能力切换开关组；22、反激式变压器；23、储能电容；24、继电器；3、主控制模块；31、电量检测单元；32、温度检测单元；33、电压检测单元；34、电流检测单元；35、容量显示单元；36、故障显示单元；37、电池管理芯片；38、异或门处理电路；39、单片机控制器；4、电池组模块；5、输出控制模块；51、电池检测单元；52、数据通信单元；53、存储单元；54、人机接口；6、电池管理系统；7、单片机模块；71、显示单元；8、热管理系统；81、降温单元；82、升温单元。
具体实施方式
16.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。
17.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“前面”、“后面”、“中间部位”、“内部”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.请参阅图1-2，根据本发明实施的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，包括有中央处理器1、均衡模块2、主控制模块3、电池组模块4、输出控制模块5、电池管理系统6、单片机模块7和热管理系统8，中央处理器与主控制模块3之间连接，主控制模块3的输出端连接有温度检测单元32、电压检测单元33和电流检测单元34，温度检测单元32、电压检测单元33和电流检测单元34的输出端连接至电池管理系统6的输入端，电池管理系统6的输出端连接至单片机模块7的输入端，单片机模块7的输出端连接至热管理系统8的输入端，中央处理器1的的输出端通过均衡模块2连接至主控制模块3，中央处理器1的输出端通过均衡模块2连接至电池组模块4，主控制模块3与电池组模块4之间连接，中央处理器1与电池组模块4之间进行连接，电池组模块4与输出控制模块5连接，输出控制模块5的输出端连接有电池检测单元51、数据通信单元52、存储单元53和人机接口54，主控制模块3的内部包括有电池管理芯片31、异或门处理电路32和单片机控制器33。
19.其中，均衡模块2的内部包括有能力切换开关组21、反激式变压器22、储能电容23和继电器24，实现均衡电路的稳定性。
20.其中，主控制模块3的输出端连接有电量检测单元31、容量检测单元35和故障显示单元36。
21.其中，单片机模块7的输出端连接至显示单元71的输入端上。
22.其中，热管理系统8通过降温单元81和升温单元82连接至电池组模块4。
23.其中，电池组模块4的输出端连接至主控制模块3内部的电池管理芯片31的输入端进行连接，电池管理芯片31的输出端连接至异或门处理电路32，异或门处理电路32的输出端连接至单片机控制器33，实现控制。
24.其中，单片机控制器33的输出端连接至均衡模块2内部的能力切换开关组21，且能力切换开关组21的输出端连接至反激式变压器22，反激式变压器22的输出端连接至储能电容23，储能电容23的输出端连接至继电器24上，通过均流输入，提高锂电池的使用寿命。
25.其中，继电器24的输出端连接至人机接口54的输入端上。
26.工作原理
通过本发明的上述方案，一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统在使用过程中在锂电池的热管理方法中，电池管理系统主要负责检测温度和评价电池温度状态，温度的检测包括对构成电池组各单体电芯的温度检测，和对电动汽车电池箱环境温度的检测，通过对温度信号的实时采集、分析和处理，电池管理系统可以评价电池的温度状态，并向热管理系统发出相应的控制信号，使热管理系统采取加热或冷却等措施，从而达到控制锂动力电池温度在适宜范围内的目的，对锂电池电池包的温度进行检测，从而提高了锂电池电池包的使用安全性，提高了电池装置的使用寿命，对锂电池电池包的剩余电量和使用容量进行显示，提高对锂电池电池包的了解，采用均衡模块配合电池组模块主动减电流的方式同时对锂电池组进行均衡，形成锂电池的均衡管理模式，实现了锂电池组的电流均衡，解决了锂电池在使用数月后就会出现不平衡的问题，大大延长了锂电池的使用寿命。
27.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
28.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

1.一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，包括有中央处理器（1）、均衡模块（2）、主控制模块（3）、电池组模块（4）、输出控制模块（5）、电池管理系统（6）、单片机模块（7）和热管理系统（8），其特征在于，所述中央处理器与所述主控制模块（3）之间连接，所述主控制模块（3）的输出端连接有所述温度检测单元（32）、电压检测单元（33）和电流检测单元（34），所述温度检测单元（32）、所述电压检测单元（33）和所述电流检测单元（34）的输出端连接至所述电池管理系统（6）的输入端，所述电池管理系统（6）的输出端连接至所述单片机模块（7）的输入端，所述单片机模块（7）的输出端连接至所述热管理系统（8）的输入端，所述中央处理器（1）的的输出端通过所述均衡模块（2）连接至所述主控制模块（3），所述中央处理器（1）的输出端通过均衡模块（2）连接至所述电池组模块（4），所述主控制模块（3）与所述电池组模块（4）之间连接，所述中央处理器（1）与所述电池组模块（4）之间进行连接，所述电池组模块（4）与所述输出控制模块（5）连接，所述输出控制模块（5）的输出端连接有电池检测单元（51）、数据通信单元（52）、存储单元（53）和人机接口（54），所述主控制模块（3）的内部包括有电池管理芯片（37）、异或门处理电路（38）和单片机控制器（39）。2.根据权利要求1所述的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，其特征在于，所述均衡模块（2）的内部包括有能力切换开关组（21）、反激式变压器（22）、储能电容（23）和继电器（24）。3.根据权利要求1所述的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，其特征在于，所述主控制模块（3）的输出端连接有电量检测单元（31）、容量检测单元（35）和故障显示单元（36）。4.根据权利要求1所述的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，其特征在于，所述单片机模块（7）的输出端连接至显示单元（71）的输入端上。5.根据权利要求1所述的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，其特征在于，所述热管理系统（8）通过降温单元（81）和升温单元（82）连接至所述电池组模块（4）。6.根据权利要求1所述的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，其特征在于，所述电池组模块（4）的输出端连接至所述主控制模块（3）内部的电池管理芯片（37）的输入端进行连接，所述电池管理芯片（37）的输出端连接至所述异或门处理电路（38），所述异或门处理电路（38）的输出端连接至所述单片机控制器（39）。7.根据权利要求1所述的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，其特征在于，所述单片机控制器（39）的输出端连接至所述均衡模块（2）内部的能力切换开关组（21），且所述能力切换开关组（21）的输出端连接至反激式变压器（22），所述反激式变压器（22）的输出端连接至储能电容（23），所述储能电容（23）的输出端连接至继电器（24）上。8.根据权利要求2所述的一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，其特征在于，所述继电器（24）的输出端连接至人机接口（54）的输入端上。

技术总结

本发明涉及一种提高锂电池使用寿命的电池管理系统，包括有中央处理器、均衡模块、主控制模块、电池组模块、输出控制模块、电池管理系统、单片机模块和热管理系统，其特征在于，中央处理器与主控制模块之间连接，主控制模块的输出端连接有温度检测单元、电压检测单元和电流检测单元，温度检测单元、电压检测单元和电流检测单元的输出端连接至电池管理系统的输入端，电池管理系统的输出端连接至单片机模块的输入端。有益效果：锂电池的热管理方法对锂电池电池包的温度检测，从而提高了锂电池电池包的使用安全性，提高了电池装置的使用寿命，采用均衡模块配合电池组模块主动减电流的方式同时对锂电池组进行均衡，大大延长了锂电池的使用寿命。使用寿命。使用寿命。