專利名稱：：電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組的保護(hù)電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池，尤其是電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組的保護(hù)電路板。
背景技術(shù)：
：電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車為主的輕型電動(dòng)車(以下簡稱"電動(dòng)車")在國內(nèi)已經(jīng)達(dá)到5000多萬部，且每年以2000多萬部的速度在增長，這些電動(dòng)車絕大多數(shù)都使用免維護(hù)鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池的設(shè)計(jì)壽命一般在3年以上，但實(shí)際使用壽命平均約為14個(gè)月，鉛酸蓄電池的短壽命大大增加了廢舊電池的回收和鉛的再生工作量，大規(guī)模的鉛回收和再生過程造成很大的環(huán)保負(fù)擔(dān)也浪費(fèi)了資源。鉛酸蓄電池?zé)o法達(dá)到設(shè)計(jì)壽命的主要原因是所有的電動(dòng)車用鉛酸蓄電池內(nèi)都沒有設(shè)置可靠的保護(hù)裝置。使用環(huán)境的變化讓電池提早到達(dá)壽命終止，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面(一)電池被過度充電導(dǎo)致壽命終止正常的電動(dòng)車電池充電器都有過充電保護(hù)功能，但使用過程中如果充電器過熱(例如風(fēng)扇損壞，散熱不良)可能導(dǎo)致過充電保護(hù)功能異常；二級(jí)更換市場(chǎng)的劣質(zhì)充電器過充電保護(hù)不可靠(但因價(jià)格低廉而被普遍采用)；單只電池落后或電池單體短路都導(dǎo)致過充電保護(hù)功能無法實(shí)現(xiàn)；電池硫化導(dǎo)致過充電保護(hù)功能無法完成；電池過熱將導(dǎo)致過充電保護(hù)功能無法完成o電池被過充電后，電解質(zhì)中的水被分解，內(nèi)阻增加，極板硫化，容量下降，充電發(fā)熱甚至變形，壽命終止。(二)電池it^L電導(dǎo)致壽命終止正常的控制器都設(shè)置過放電保護(hù)；過熱或控制器的元件損壞可能導(dǎo)致過放電保護(hù)失效；過放電保護(hù)后，電池電壓回升，控制器解除過放電保護(hù)功能，用戶繼續(xù)使用(放電)將導(dǎo)致電池過放電；電池過放電后，用戶沒有及時(shí)充電或報(bào)警器的小電流長時(shí)間放電將導(dǎo)致電池嚴(yán)重硫化或微短路。電池被過放電后，產(chǎn)生硫化和微短路，容量下降，內(nèi)阻增加，充電過程發(fā)熱甚至變形，導(dǎo)致使用壽命終止。(三)電池?zé)崾Э貙?dǎo)致壽命終止夏天或在炎熱的環(huán)境中充電將導(dǎo)致熱失控；電池?zé)崾Э乇憩F(xiàn)在充電之后電池溫度上升，端電壓反而下降，恒壓充電過程充電電流無法下降到充電器轉(zhuǎn)燈設(shè)定值，充電器無法判定是否充電飽和而無法實(shí)現(xiàn)停止充電，不停的充電造成電池失水內(nèi)阻增加，導(dǎo)致繼續(xù)發(fā)熱，直到變形。電池使用一年以上，正極含銻的電池正極銻的遷移讓電池負(fù)極析氫過電位下降造成失水可能導(dǎo)致電池?zé)o法"轉(zhuǎn)燈"而造成充電過程熱失控。熱失控是免維護(hù)電池行業(yè)世界性的難題，電池本身無法解決這個(gè)缺陷。電動(dòng)車電池?zé)崾Э貢r(shí)，只要經(jīng)過累計(jì)48小時(shí)以上的連續(xù)充電，可能導(dǎo)致電池壽命終止。(四)電池被短路導(dǎo)致壽命終止短路可能導(dǎo)致導(dǎo)線燒毀或鉛零件熔斷；短路可能產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸。在電動(dòng)車電池的安裝過程中，作業(yè)人員不小心短路無法避免。(五)電池硫化與老化導(dǎo)致壽命終止電池使用時(shí)間長了，自然產(chǎn)生硫化和老化現(xiàn)象；經(jīng)常充電不飽和造成逐步硫化；過》文電沒有及時(shí)強(qiáng)制充電將導(dǎo)致疏化。以上五個(gè)方面的問題在實(shí)際使用中普遍存在，導(dǎo)致鉛酸蓄電池?zé)o法達(dá)到設(shè)計(jì)的使用壽命，而且在電動(dòng)車使用的免維護(hù)電池中以上五方面的問題通過電池本身的電化學(xué)技術(shù)根本無法徹底解決。在這種情況下，必須通過電子的手段來解決電池本身存在的不足和缺陷?，F(xiàn)有的鋰電池內(nèi)都設(shè)有保護(hù)電路板，如圖1所示，此保護(hù)電路板包括鋰電池保護(hù)芯片、兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管、兩個(gè)電阻和一個(gè)電容；第一電阻連接于電池組的正極與鋰電池保護(hù)芯片的VDD端之間，電容連接于鋰電池保護(hù)芯片的VDD端與VSS端之間，鋰電池保護(hù)芯片的Co端連接第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，鋰電池保護(hù)芯片的Do端連接第一場(chǎng)效應(yīng)管的沖冊(cè)極，鋰電池保護(hù)芯片的VM端通過第二電阻連接到第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極，第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接電池組的負(fù)極。如圖2所示，鋰電池保護(hù)芯片包括五個(gè)電壓檢測(cè)器，一個(gè)參考電壓單元，相應(yīng)的延時(shí)電路，一個(gè)分頻控制邏輯，一個(gè)振蕩控制邏輯電路和一個(gè)允許或禁止向零伏電池充電的電路。當(dāng)充電電壓或充電電流由小變大，超過設(shè)定值時(shí)，輸出端Co端經(jīng)過內(nèi)部相應(yīng)延時(shí)就轉(zhuǎn)為低電平。在過充或充電過流之后，電池包離開充電器并有負(fù)載連接到VDD端，并當(dāng)電池的電壓降到過充檢測(cè)值之下時(shí)，相應(yīng)檢測(cè)器被復(fù)位并且Co端的輸出變?yōu)楦唠娖?。如果電池包仍在充電器上，即使電池的電壓降到過充檢測(cè)值之下時(shí)，過充保護(hù)狀態(tài)仍不會(huì)解除。鋰電池保護(hù)芯片的VM端經(jīng)過上述第二電阻檢測(cè)輸出端負(fù)極的信號(hào)，經(jīng)過比較器與電池負(fù)極電壓進(jìn)行比較判定電池的電流方向和大小是否超過設(shè)定值。DO端為過放電檢測(cè)器和放電過流檢測(cè)器的輸出腳。當(dāng)放電電壓由高向低，且低于過放電檢測(cè)器的閥值電壓時(shí)，DO端在經(jīng)過內(nèi)部固定延時(shí)后就轉(zhuǎn)低電平。在檢測(cè)到過放后，如將充電器與電池組相連接，并當(dāng)電池供電電壓高于過放電電壓檢測(cè)器的閥值電壓時(shí)DO端轉(zhuǎn)為高電平。內(nèi)置過流、短路檢測(cè)器可以檢測(cè)到放電過電流的狀態(tài)，并經(jīng)過內(nèi)置的固定延時(shí)后，通過輸出端DO端變?yōu)榈碗娖蕉袛喾烹姡换?企測(cè)到短路電流時(shí)使DO端的值立即變低從而切斷放電。一旦檢測(cè)到過電流或短路后，可將電池包與負(fù)載分離D0端電平變?yōu)楦摺Ａ硗?，在檢測(cè)到過放電后，保護(hù)芯片將暫停內(nèi)部電路工作以維持在極低的耗電水平(常規(guī)值為0.3微安以內(nèi))。上述的這種鋰電池保護(hù)芯片，通過對(duì)電池電壓、充電電流、放電電流、短路電流的判斷，控制充電或放電的過程，對(duì)電池組進(jìn)行過充電保護(hù)、充電過電流保護(hù)、過放電保護(hù)、放電過電流保護(hù)、短路保護(hù)，讓鋰電池達(dá)到設(shè)計(jì)的理想4吏用壽命。由于鋰電池保護(hù)芯片廉價(jià)又可靠，將鋰電池保護(hù)芯片應(yīng)用于鉛酸蓄電池的保護(hù)，應(yīng)該是比較容易想到的方案，但到目前為止還沒有人實(shí)際運(yùn)用這個(gè)方法，原因是實(shí)施和設(shè)計(jì)過程存在較大的難度，也存在一定的技巧。其中最根本的原因是鋰電池的參數(shù)與鉛酸蓄電池完全不一樣，單節(jié)鋰離子電池(以3.7V800mAH為例)的^t與鉛酸電池組(以48V10Ah為例)的區(qū)別如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>根據(jù)以上的對(duì)比可以看出，鋰電池的保護(hù)芯片不能簡單應(yīng)用于鉛酸蓄電池的保護(hù)，主要原因是耐壓不足，工作電壓點(diǎn)不符，對(duì)MOS管的驅(qū)動(dòng)電壓小，功率小等原因。要將鋰電池保護(hù)芯片應(yīng)用于鉛酸蓄電池，必須做出創(chuàng)造性的外圍電路設(shè)計(jì)，到目前為止，還沒發(fā)現(xiàn)可實(shí)際運(yùn)用的方案。而專門為鉛酸蓄電池設(shè)計(jì)保護(hù)芯片則需花費(fèi)大量的研發(fā)經(jīng)費(fèi)和研發(fā)時(shí)間，成本太高，導(dǎo)致現(xiàn)有的鉛酸蓄電池沒有可靠的保護(hù)裝置。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種成本低廉的電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組的保護(hù)電路板，其在鋰電池保護(hù)芯片的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)造性的外圍電路設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行全面可靠的保護(hù)，讓鉛酸蓄電池組特別是免維護(hù)鉛酸蓄電池組達(dá)到設(shè)計(jì)的理想4吏用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組的保護(hù)電路板，包括鋰電池保護(hù)芯片、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第二場(chǎng)效應(yīng)管、電阻和電容，鋰電池保護(hù)芯片的VM端通過電阻連接到第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極，第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接電池組的負(fù)極；還包括分壓電路、第一場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路和第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路，上述分壓電路的電源端連接電池組的正極端，上述分壓電路的輸出端連接上述鋰電池保護(hù)芯片的VDD端，上述鋰電池保護(hù)芯片的Co端通過上述第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路連接至上述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，上述鋰電池保護(hù)芯片的Do端通過上述第一場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路連接至上述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。上述鋰電池保護(hù)芯片的Co端與上述第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路之間連接有溫控開關(guān)，此溫控開關(guān)置于電池內(nèi)或貼在電池的殼體外側(cè)面或置于電池箱內(nèi)。采用上述方案后，本發(fā)明采用廉價(jià)又可靠的鋰電池保護(hù)芯片，通過分壓電路進(jìn)行分壓，使鋰電池保護(hù)芯片適用于鉛酸蓄電池；并且增加了場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，將驅(qū)動(dòng)電壓提高，以達(dá)到良好地驅(qū)動(dòng)第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的效果。且本發(fā)明還在鋰電池保護(hù)芯片的Co端增設(shè)溫度開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電池?zé)崾Э乜刂乒δ堋９ぷ鲿r(shí)，當(dāng)電池組的總電壓發(fā)生變化的時(shí)候，加在鋰電池保護(hù)芯片的VDD端的電壓按一定的比例變化，實(shí)現(xiàn)鋰電池保護(hù)芯片的控制功能，以達(dá)到控制電池組的目的。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明在現(xiàn)有的鋰電池保護(hù)芯片的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)造性的外圍電路設(shè)計(jì)，使其適用于鉛酸蓄電池組，通過較為低廉的成本便可讓鉛酸蓄電池組特別是免維護(hù)鉛酸蓄電池組具有過充電保護(hù)功能、充電過電流保護(hù)功能、過放電保護(hù)功能、放電過電流保護(hù)功能、短路保護(hù)功能、熱失控保護(hù)功能、單只落后的均衡修復(fù)功能和硫化后的無損傷修復(fù)功能，達(dá)到設(shè)計(jì)的理想使用壽命。本發(fā)明的這種鉛酸蓄電池保護(hù)電路板，成本低廉、高度可靠，完全達(dá)到普及推廣的目的，有著很重大的意義。圖1為習(xí)用的鋰電池保護(hù)電路板的電路原理圖。圖2為圖1中鋰電池保護(hù)芯片的電路原理圖。圖3為本發(fā)明的電路原理圖。圖4為本發(fā)明保護(hù)電路板與鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖。圖5為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的電路原理圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組的保護(hù)電路^f反，如圖3所示，包括鋰電池保護(hù)芯片IC、第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1、第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2、電阻R和電容C、分壓電路、第一場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路和第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路，鋰電池保護(hù)芯片IC的VM端通過電阻R連接到第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2的源極，第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1的漏極與第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2的漏極相連接，第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1的源極連接電池組的負(fù)極，分壓電路的電源端連接電池組的正極端，分壓電路的輸出端連接鋰電池保護(hù)芯片IC的VDD端，鋰電池保護(hù)芯片IC的Co端依次通過溫控開關(guān)Kt和第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路連接至第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2的柵極，鋰電池保護(hù)芯片IC的Do端通過第一場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路連接至第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1的柵極。在圖3所示的電路中，充電時(shí)電流在主回路中按逆時(shí)針方向流動(dòng)，放電時(shí)，電流在主回路中4姿順時(shí)針方向流動(dòng)，不管是充電還是i文電，電流流過第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1和第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2的時(shí)候，由于場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)阻的存在，在兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的兩端產(chǎn)生壓差，鋰電池^f呆護(hù)芯片IC的VM端經(jīng)過電阻R檢測(cè)的電壓信號(hào)與電池負(fù)極進(jìn)行對(duì)比，用于判斷充電過電流、放電過電流和短路信號(hào)。本發(fā)明保護(hù)電路板各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)原理和過程如下(1)過充電保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)在圖3所示的電路中，電池組在充電過程中端電壓不斷提高，經(jīng)過分壓電路的分壓后，鋰電池保護(hù)芯片IC的VDD端電壓也隨著提高，當(dāng)電壓達(dá)到設(shè)定值的時(shí)候鋰電池保護(hù)芯片IC內(nèi)部的過充電檢測(cè)比較器輸出翻轉(zhuǎn)，經(jīng)控制邏輯電路判斷后鋰電池保護(hù)芯片的Co端輸出由高電平轉(zhuǎn)為低電平，第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電壓放大后的電平也由高轉(zhuǎn)低，第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2斷開(場(chǎng)效應(yīng)管的保護(hù)在下面的具體實(shí)施例中再描述)，過充電保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)。過充電保護(hù)后，電池?zé)o法繼續(xù)充電，但通過第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2的寄生二極管可以對(duì)外放電。(2)充電過電流保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)在圖3所示的電路中，當(dāng)充電電流過大時(shí)，鋰電池保護(hù)芯片IC內(nèi)的充電過電流檢測(cè)比較器輸出翻轉(zhuǎn)，經(jīng)控制邏輯電路判斷后鋰電池保護(hù)芯片的Co端輸出低電平，第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電壓放大后的電平也由高轉(zhuǎn)低，第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2斷開(場(chǎng)效應(yīng)管的保護(hù)在下面的具體實(shí)施例中再描述)，充電過電流保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)。充電過電流后，電池?zé)o法繼續(xù)充電，當(dāng)通過第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2的寄生二極管可以^J"外》文電。(3)過放電保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)在圖3所示的電路中，電池組在放電過程端電壓下降，經(jīng)過分壓電路采樣后，加在鋰電池保護(hù)芯片IC的VDD端的電壓也隨著下降，當(dāng)電壓下降到設(shè)定值時(shí)，過放電檢測(cè)比較器的輸出翻轉(zhuǎn)，經(jīng)過邏輯電路判斷和延時(shí)后，鋰電池保護(hù)芯片IC的Do端輸出由高電平轉(zhuǎn)低電平，通過第一場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路后第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1關(guān)斷(場(chǎng)效應(yīng)管的保護(hù)在下面的具體實(shí)施例中再描述)，過放電保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)。過放電保護(hù)后，電池組無法繼續(xù)放電，但通過第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1內(nèi)部的寄生二極管可以被充電。4)放電過電流保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)在圖3所示的電路中，鋰電池保護(hù)芯片IC內(nèi)的放電過電流比較器檢測(cè)到放電電流超過設(shè)定值時(shí)，輸出電平翻轉(zhuǎn)，經(jīng)過邏輯電路的判定和延時(shí)后，鋰電池保護(hù)芯片的Do端輸出由高電平轉(zhuǎn)為低電平，經(jīng)過第一場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路的放大信號(hào)也轉(zhuǎn)為低電平(場(chǎng)效應(yīng)管的保護(hù)在下面的具體實(shí)施例中再描述)，第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1關(guān)斷，放電過電流保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)。過放電保護(hù)后，電池組無法繼續(xù)放電，但通過第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1內(nèi)部的寄生二極管可以被充電。(5)短路保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)在圖3所示的電路中，鋰電池保護(hù)芯片IC內(nèi)負(fù)載短路檢測(cè)比較器檢測(cè)到短路信號(hào)后輸出電平翻轉(zhuǎn)，經(jīng)過邏輯電路的判斷和納秒級(jí)的延時(shí)后，鋰電池保護(hù)芯片的Do端輸出由高電平轉(zhuǎn)為低電平，與上述過放電原理類似，第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1立即關(guān)斷，當(dāng)短路信號(hào)沒有撤除，短路保護(hù)功能保持，電路的短路保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)。(6)熱失控保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)在充電過程中，只要電路沒有進(jìn)入過充電保護(hù)或充電過電流保護(hù)，鋰電池保護(hù)芯片IC的Co端輸出高電平，第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)電池組溫度超過設(shè)定值的時(shí)候，溫度開關(guān)Kt斷開，鋰電池保護(hù)芯片IC的Co端輸出的高電平被截止，第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2關(guān)斷，電池充電被禁止，熱失控保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)。熱失控保護(hù)后，電池繼續(xù)充電被禁止，但經(jīng)過第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2內(nèi)部的寄生二極管可以被放電，以防止電動(dòng)車使用過程停電。(7)單只落后的均衡修復(fù)、硫化后的無損傷修復(fù)功能的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電池組出現(xiàn)單只落后或者單體落后的時(shí)候，只要使用比正常充電器電壓更高的充電器對(duì)電池組進(jìn)行充電，充電末期，保護(hù)電路進(jìn)入過充電保護(hù)狀態(tài)，這時(shí)候，只要電路連接很小的負(fù)載，比如連接著報(bào)警器，電池端電壓下降，到達(dá)設(shè)定值后，過放電保護(hù)解除，電池又被充電，隨著充電電壓的上升，保護(hù)板又進(jìn)入過充電保護(hù)，如此循環(huán)，電池組接受著間歇式電壓鉗位慢脈沖，這個(gè)間歇慢脈沖對(duì)電池組失去平衡后的修復(fù)和硫化后的修復(fù)效果非常明顯且對(duì)電池?fù)p傷很小。單只落后的均衡修復(fù)、硫化后的微損傷修復(fù)功能得到實(shí)現(xiàn)。市場(chǎng)上電池修復(fù)的方法很多種，在實(shí)際比較后，上述方法最簡單最有效，對(duì)電池的損傷也最小。本發(fā)明電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組的保護(hù)電路板，使用時(shí)，如圖，4所示，在串聯(lián)電池組l中，其中一只電池(或多只)內(nèi)鑲嵌本發(fā)明的保護(hù)電路板2，且讓保護(hù)電路板2的主回路與整個(gè)電池組1成串聯(lián)狀態(tài)，保護(hù)電路板的體積很小，嵌入電池后，保持電池的外尺寸不需要增加，且電池保持原來正極和負(fù)極兩個(gè)接線端子，不需要增加多出的接線柱以便于安裝。本發(fā)明中，也可將保護(hù)電路板2外置，只將溫度開關(guān)Kt貼在電池表面或放入電池中或擱在電池箱內(nèi)即可?，F(xiàn)以市場(chǎng)上用量最大的48V10Ah(6-DZM-10)電動(dòng)車專用免維護(hù)鉛酸蓄電池組為例，對(duì)本發(fā)明電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組保護(hù)電路板的功能原理進(jìn)行說明。如圖5所示，電池組為48V10Ah，由12V的電池BT1和3只12V電池串聯(lián)成36V的電池BT2串聯(lián)而成，把本發(fā)明的保護(hù)電路板裝在其中一只12V的電池當(dāng)中。對(duì)IC的選擇主要參數(shù)選擇的方法(1)鋰電池保護(hù)芯片IC的過充電保護(hù)電壓選擇為4.28V,過放電保護(hù)電壓選擇為2.9V，分壓電阻R1:(R2+IC內(nèi)阻)-2.5,當(dāng)電池BT1充電電壓達(dá)到15V的時(shí)候，鋰電池保護(hù)芯片IC的VDD端電壓為4.28V，進(jìn)入過充電保護(hù)，在放電過程中，當(dāng)電池電壓下降到10.15V的時(shí)候，鋰電池保護(hù)芯片IC的VDD端的電壓下降到2.9V，電池組進(jìn)入it^文電保護(hù)。在實(shí)際選擇中，以上參數(shù)相對(duì)是合理的，因?yàn)槌潆娖鞯淖罡叱潆婋妷阂话阍O(shè)置為14.8V/12V,當(dāng)充電器失控的時(shí)候，鋰電池保護(hù)芯片IC進(jìn)行15V/12V的保護(hù)。同樣的道理，電動(dòng)車控制器的過放電保護(hù)電壓一般設(shè)置在10.5V/12V，當(dāng)控制器失控的時(shí)候，保護(hù)電路板進(jìn)行10.15V/12V的保護(hù)。以上參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇而不是唯一的選擇，只要滿足實(shí)際使用的需要。(2)對(duì)鋰電池保護(hù)芯片IC的充電過電流的控制信號(hào)電壓的選擇，假設(shè)場(chǎng)效應(yīng)管的內(nèi)阻Rmosl+Rmos2=0.012歐姆，當(dāng)充電電流超過10A時(shí)，兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管上的壓差為0.12V,這時(shí)候選擇鋰電池保護(hù)芯片IC的充電過電流檢測(cè)電壓為0.12V,當(dāng)充電電流超過10A時(shí)保護(hù)電路板it7v充電過電流保護(hù)。同樣的方法，確定好了放電過電流保護(hù)的電流值，短路保護(hù)的電流值便可以確定選擇的鋰電池保護(hù)芯片IC的參數(shù)。以上參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行其他選擇，以滿足使用的需要。圖5中，場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2和電阻R4、R5構(gòu)成第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1的驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)鋰電池保護(hù)芯片IC的Do端輸出高電平時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管Q2導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管Q1截止，電池BT1的電壓通過電阻R5加在第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1的柵極上，第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1導(dǎo)通；相反，當(dāng)鋰電池保護(hù)芯片IC的Do端輸出低電平的時(shí)候第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1截止。相同的原理，場(chǎng)效應(yīng)管Q3、Q4和電阻R6、R7組成第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2的驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)鋰電池保護(hù)芯片IC的Co端為高電平的時(shí)候第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2導(dǎo)通，反之截止。第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1和第二場(chǎng)效應(yīng)管M0S2的保護(hù)方法由場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路完成，上述要讓場(chǎng)效應(yīng)管截止的時(shí)候采用柵極驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)地直接短路放電的方法，防止場(chǎng)效應(yīng)管管工作在放大區(qū)且經(jīng)過大電流而損壞。為了讓保護(hù)電路板工作電流盡量小，防止電池BT1被消耗容量造成電池組失去平衡，電阻R1、R2、R4、R5、R6、R7盡量選擇高阻值電阻，讓保護(hù)電路板的總功耗電流小于30uA,實(shí)踐證明是完全能做到的，當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要也可以選擇其他的參數(shù)。電路中電阻R3、電容C1、電阻R8根據(jù)鋰電池保護(hù)芯片IC制造商的要求進(jìn)行參數(shù)選擇。電路中穩(wěn)壓管VD和電阻R9是為了保護(hù)鋰電池保護(hù)芯片IC的VM端，防止短路保護(hù)的時(shí)候，反向電壓擊穿。電路中，電阻R1與電池BT1的正極之間設(shè)置足夠耐壓的二極管D來保護(hù)鋰電池保護(hù)芯片IC，防止短路發(fā)生時(shí)反向電壓損壞鋰電池保護(hù)芯片IC。本實(shí)施例只是實(shí)施方案中的一種，其他實(shí)用電路包括1、直接對(duì)48V電池組進(jìn)行分壓采樣；2、使用穩(wěn)壓二極管進(jìn)行固定降壓；3、根據(jù)以上原理針對(duì)電動(dòng)車電池參數(shù)開發(fā)專用IC不需要進(jìn)行分壓采樣；4、提高鋰電池保護(hù)芯片IC的Co端和Do端的輸出電壓直接驅(qū)動(dòng)第一場(chǎng)效應(yīng)管M0S1和M0S2;5、提高鋰電池保護(hù)芯片IC的VM端耐壓，可以不需要保護(hù)；6、使用多節(jié)鋰電池保護(hù)芯片IC;7、將鋰電池保護(hù)芯片IC內(nèi)的功能拆分完成。這些改變都離不開本發(fā)明公開的原理。權(quán)利要求1、電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組的保護(hù)電路板，包括鋰電池保護(hù)芯片、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第二場(chǎng)效應(yīng)管、電阻和電容，鋰電池保護(hù)芯片的VM端通過電阻連接到第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極，第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接電池組的負(fù)極；其特征在于:還包括分壓電路、第一場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路和第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路，上述分壓電路的電源端連接電池組的正極端，上述分壓電路的輸出端連接上述鋰電池保護(hù)芯片的VDD端，上述鋰電池保護(hù)芯片的Co端通過上述第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路連接至上述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，上述鋰電池保護(hù)芯片的Do端通過上述第一場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路連接至上述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組的保護(hù)電路板，其特征在于上述鋰電池保護(hù)芯片的Co端與上述第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路之間連接有溫控開關(guān)，此溫控開關(guān)置于電池內(nèi)或貼在電池的殼體外側(cè)面或置于電池箱內(nèi)。全文摘要本發(fā)明公開了一種電動(dòng)車用鉛酸蓄電池組的保護(hù)電路板，包括鋰電池保護(hù)芯片、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第二場(chǎng)效應(yīng)管、電阻和電容，還包括分壓電路、第一場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路和第二場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明采用廉價(jià)又可靠的鋰電池保護(hù)芯片，通過分壓電路進(jìn)行分壓，使鋰電池保護(hù)芯片適用于鉛酸蓄電池；并且增加了場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，將驅(qū)動(dòng)電壓提高，以達(dá)到良好地驅(qū)動(dòng)第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的效果。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明在現(xiàn)有的鋰電池保護(hù)芯片的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)造性的外圍電路設(shè)計(jì)，使其適用于鉛酸蓄電池組，通過較為低廉的成本便可讓鉛酸蓄電池組特別是免維護(hù)鉛酸蓄電池組具有全面的保護(hù)功能，達(dá)到設(shè)計(jì)的理想使用壽命。文檔編號(hào)H02H7/18GK101378190SQ20081007185公開日2009年3月4日申請(qǐng)日期2008年9月23日優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日發(fā)明者陳振富申請(qǐng)人:陳賴容