(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123392714.6 (22)申请日 2021.12.3 0 (73)专利权人 国网综合能源服 务集团有限公司 地址 100053 北京市西城区白广路二条1号 综合楼 (72)发明人 王楠　周喜超　李振　李艳　 张卫卫　赵锦　田政　魏明　 徐书安　 (74)专利代理 机构 北京立成智业专利代理事务 所(普通合伙) 11310 专利代理师 张江涵 (51)Int.Cl. H02J 7/00(2006.01) (54)实用新型名称 一种锂离 子电池管理系统 (57)摘要 为解决现有技术的不足， 本实用新型提供了 一种锂离子电池管理系统， 包括： MCU、 采集模块、 均衡模块、 数据存储模块、 显示控制模块、 通信模 块、 电源模块、 控制端口、 功率电路控制模块。 所 述采集模块与目标电池组连接， 输出端与MCU信 号连接。 所述均衡模块与目标电池组连接， 为每 节目标电池并联了一路均衡通道， 所述均衡模块 控制端与MCU信号连接。 所述数据存储模 块与MCU 信号连接， 用于储存数据。 所述显示控制模块与 MCU信号连接， 用于展 示分析结果。 所述通信模块 与MCU信号连接， 用于与外部系统传递信息。 所述 功率电路控制模块通过控制端口与MCU信号连 接。 本实用新型能够满足较先进的处理方案的电 池PACK管理需要。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 216672645 U 2022.06.03 CN 216672645 U 1.一种锂离子电池管理系统， 其特征在于， 包括： MCU、 采集模块、 均衡模块、 数据存储模 块、 显示控制模块、 通信模块、 电源模块、 控制端口、 功率电路控制模块； 所述采集模块与目 标电池组连接， 输出端与MCU信号连接； 所述均衡模块与目标电池组连接， 为每节目标电池 并联了一路均衡通道， 所述均衡模块控制端与MCU信号连接； 所述数据存储模块与MCU信号 连接， 用于储存 数据； 所述显示控制模块与MCU信号连接， 用于展示分析结果； 所述通信模块 与MCU信号连接， 用于与外部系统传递信息； 所述功率电路控制 模块通过控制 端口与MCU信 号连接； 所述均衡通道为DC /DC均衡电路； 每条DC /DC均衡电路的控制电路均 与MCU信号连接 。 2.根据权利要求1所述锂离子电池管理系统， 其特征在于， 所述采集模块包括： AD转换 芯片、 电压采集模块、 温度采集模块和电流采集模块； 所述电流采集模块为霍尔电流传感 器， 用于采集目标电池组充电或者放电过程中的回路电流， 并将采集的电流信息通过AD转 换芯片发送至MCU； 所述温度采集模块用于采集目标电池组中每节电池的温度， 并将采集的 温度信息通过AD转换芯片发送至MCU； 所述电压采集模块为I2C线路集， 目标电池组中每一 个单体电池均通过电压采集模块中的一条I2C线路与M CU电连接 。 3.根据权利要求2所述锂离子电池管理系统， 其特征在于， 所述功率电路控制模块由直 流接触器K1、 熔断器F、 断路器K3和限电流回路组成； 所述直流接触器K1与熔断器F串联， 再 与断路器K3串联； 所述限电流回路与直流接触器K1并联， 由预充电阻R和继电器K2串联组 成； 所述断路器K3的正极回路部 分， 一端与直流接触器K1连接， 另一端与目标电池组的正极 连接、 所述断路器K3的负极回路部 分， 一端与目标电池组负极连接， 另一端与电流传感器串 联后， 再与功率输出负极接口连接 。 4.根据权利要求3所述锂离子电池管理系统， 其特征在于， 所述显示控制模块包括： LED 指示灯、 继电器、 硬件开关； 所述LED指示灯与MCU信号连接， 根据MCU的控制 信号进行影像展 示； 所述继电器的控制端与MCU电连通， 用于控制其他外接系统的启闭； 所述硬件开关为按 键开关， 其电流输入端与电池组输出端电连通， 电流输出端与电源 模块输入端电连通。 5.根据权利要求4所述锂离子电池管理系统， 其特征在于， 所述锂离子电池管理系统还 包括： 热管理风扇， 所述热 管理风扇 用于对目标电池组进行降温。 6.根据权利要求5所述锂离子电池管理系统， 其特征在于， 所述控制端口包括两路反馈 信号端口和三路控制信号端口； 所述两路反馈信号端口为干接点， 用于将直流接触器K1和 继电器的状态分别传回MCU； 所述控制信号端口为湿接点， 用于将MCU的控制指令信号分别 发送至直 流接触器K1、 继电器和热 管理风扇的控制端。 7.根据权利要求1所述锂离子电池管理系 统， 其特征在于， 所述电源模块为DC/DC型功 率变换电路； 其输入端与电池组电连通， 其输出端分别为 12V、 5V和3.3V输出端， 并与对应电 压需求的其 他模块电连通。 8.根据权利要求1所述锂离子电池管理系统， 其特征在于， 所述通信模块包括CAN和 RS485两种通信线路； 所述CAN通信线路用于与外部系统信号连接； 所述RS485通信线路用于 功率电路控制模块与M CU之间的信号连接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216672645 U 2一种锂离 子电池管理系统 技术领域 [0001]本实用新型属于储能管理技 术领域， 具体涉及一种锂离 子电池管理系统。 背景技术 [0002]随着电池技术的不断进步， 锂离子电池在储能系统中的应用规模越来越大。 储能 电站用的锂离子电池组构成方式是先将数十节电池串并联 组成PACK， 然后 将PACK串 联达到 高电压， 再接入储能变流器的来应用。 这种方式因电池组中单体电池差异， 限制了整组电池 能量的高效利用， 因此配备了形如专利CN103227494B公开的分布式电池管理系统技术方 案， 分多层级结构实现电池PACK和整个电池组的分级管理， 并且引入PACK内均衡和PACK间 均衡技术来提高电池 能量利用率。 应用现有均衡技术， 虽然能实现PACK内及PACK间的电池 能量均衡， 受均衡功 率限制， 并不能有效提高电池组能量利用率， 而且这种分布式电池管 理 系统结构复杂、 成本高、 可靠性 不易保证。 [0003]为了改善这一状况， 较先进的处理方案被提出， 是将电池PACK串联大功率DC/DC模 块升压后， 并联接入储能变流器直流侧。 或将PACK直接接入小型变流器后在储能系统交流 侧并网， 降低了电池一致性差和均衡能力不足对电池组能量利用率的负面影响。 该方案需 要配备集成式电池PACK管理系统， 不仅需要实现电池PACK的参数采集、 状态估算、 故障诊 断、 热管理、 通讯等多类功能， 还要求电池管理模块体积小， 并且对系统自身稳定性、 功耗、 电磁兼容性能等要求苛刻。 目前分布式电池管理系统不适用这类方案， 因此急需一种能够 满足较先进的处 理方案的电池PACK 管理系统。 实用新型内容 [0004]本实用新型针对现有技术存在的问题， 提供了一种锂离子电池管理系统， 包括： MCU、 采集模块、 均衡模块、 数据存储模块、 显示控制模块、 通信模块、 电源模块、 控制端口、 功 率电路控制模块。 所述采集模块与目标电池组连接， 输出端与MCU信号连接。 所述均衡模块 与目标电池组连接， 为每节目标电池并联了一路均衡通道， 所述均衡模块控制端与MCU信号 连接。 所述数据存储模块与MCU信号连接， 用于储存数据。 所述显示控制模块与MCU信号连 接， 用于展示分析结果。 所述通信模块与MCU信号连接， 用于与外部系统传递信息。 所述功率 电路控制模块 通过控制端口与M CU信号连接 。 [0005]进一步的， 所述采集模块包括： AD转换芯片、 电压采集模块、 温度采集模块和电流 采集模块。 所述电流采集模块为霍尔电流传感器， 用于采集 目标电池组充电或者放电过程 中的回路电流， 并将采集的电流信息通过AD转换芯片发送至MCU。 所述温度采集模块用于采 集目标电池组中每节电池的温度， 并将采集的温度信息通过AD转换芯片发送至MCU。 所述电 压采集模块为I2C线路集， 目标电池组中每一个单体电池均通过电压采集模块中的一条I2C 线路与MCU电连接 。 [0006]进一步的， 所述功率电路控制模块 由直流接触器K1、 熔断器F、 断路器K3和限电流 回路组成。 所述直流接触器K1与熔断器F串联， 再与断路器K3串联。 所述限电流回路与直流说　明　书 1/4 页 3 CN 216672645 U 3