本實(shí)用新型涉及充放電保護(hù)電路，具體的說(shuō)涉及一種鋰離子電池組的充放電保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

多串鋰離子電池組，是由多個(gè)單體鋰離子電芯串聯(lián)構(gòu)成。由于鋰離子電池單電池在制造過(guò)程中總會(huì)在性能上有微小的偏差，盡管可以通過(guò)分選和檢測(cè)配組保持其一致性，但是由于鋰離子電池的本身特性，其在使用過(guò)程中，性能也總會(huì)出現(xiàn)變化，導(dǎo)致電池的均勻一致性降低，從而影響電池組的性能和使用壽命。例如在電池組的充放電過(guò)程中，尤其是充電至電壓過(guò)高，或者放電至電壓過(guò)低，都會(huì)對(duì)鋰離子電池產(chǎn)生損傷，甚至引起燃燒爆炸等不良現(xiàn)象，因此在鋰離子電池組充放電使用過(guò)程中，需要配備保護(hù)電路使用，保證鋰離子電池組的安全和延長(zhǎng)使用壽命。

目前的保護(hù)電路都是在充電至預(yù)置電壓時(shí)停止充電，放電至預(yù)置電壓時(shí)停止放電。但是在一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域(如無(wú)人機(jī))停止放電可能會(huì)造成用電設(shè)備的損壞，因此需要一種能靈活切換狀態(tài)的保護(hù)電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是要提供一種鋰離子電池組充放電保護(hù)電路，以完成對(duì)多串鋰離子電池組的充放電過(guò)程進(jìn)行安全管理。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種鋰離子電池組充放電保護(hù)電路，其特征在于，包括：

若干相互獨(dú)立、且各自分別與鋰離子電池組內(nèi)的各單節(jié)鋰離子電芯一一對(duì)應(yīng)連接，用以對(duì)單節(jié)鋰離子電芯進(jìn)行充電電壓監(jiān)測(cè)、放電電壓監(jiān)測(cè)、平衡電量控制的電量控制模塊；

與所述鋰離子電池組連接，用以控制鋰離子電池組的輸入輸出鏈路進(jìn)行開(kāi)通、關(guān)閉操作的開(kāi)關(guān)器件；

與各所述電量控制模塊連接，用以接收電量控制模塊的信號(hào)、控制所述開(kāi)關(guān)器件開(kāi)啟或者關(guān)閉并控制過(guò)放信號(hào)輸出的觸發(fā)控制模塊；

與所述觸發(fā)控制模塊連接，用以輸出相應(yīng)過(guò)放信號(hào)的過(guò)放信號(hào)輸出模塊；

以及用以解除鋰離子電池組的過(guò)放保護(hù)狀態(tài)并使得所述鋰離子電池組恢復(fù)放電狀態(tài)的過(guò)放控制解除模塊。

進(jìn)一步的，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案

所述的電量控制模塊采用S-8029A芯片，用以通過(guò)S-8029A芯片完成對(duì)單節(jié)鋰離子電芯進(jìn)行充電電壓監(jiān)測(cè)、放電電壓監(jiān)測(cè)、平衡電量控制過(guò)程。

進(jìn)一步的，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案

所述開(kāi)關(guān)器件包括用以控制鋰離子電池組的輸入輸出鏈路、以完成鋰離子電池組的充電過(guò)程的充電開(kāi)關(guān)以及用以控制鋰離子電池組的輸入輸出鏈路、以完成鋰離子電池組的放電過(guò)程的放電開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步的，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案

所述過(guò)放信號(hào)輸出模塊通過(guò)DOCT端口輸出過(guò)放信號(hào)。

進(jìn)一步的，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案

所述過(guò)放控制解除模塊包括：

與外部監(jiān)控電路聯(lián)機(jī)，用以解除鋰離子電池組的過(guò)放保護(hù)狀態(tài)并使得所述鋰離子電池組恢復(fù)放電狀態(tài)的第一過(guò)放控制解除模塊；

以及用以以手動(dòng)方式解除鋰離子電池組的過(guò)放保護(hù)狀態(tài)并使得所述鋰離子電池組恢復(fù)放電狀態(tài)的第二過(guò)放控制解除模塊。

進(jìn)一步的，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案

所述第一過(guò)放控制解除模塊采用與外部監(jiān)控電路聯(lián)機(jī)的輸入端口模塊。

進(jìn)一步的，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案

所述第二過(guò)放控制解除模塊采用開(kāi)關(guān)元件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型有效解決了多串鋰離子電池組保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)靈活過(guò)放保護(hù)的問(wèn)題，進(jìn)而保證了鋰離子電池組的充放電安全和提高了使用壽命，其也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同的用電設(shè)備做出靈活的過(guò)放保護(hù)狀態(tài)，如其在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合(無(wú)人機(jī))，可以屏蔽過(guò)放保護(hù)功能，為設(shè)備的安全可控贏得更多的時(shí)間；且可以根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，通過(guò)過(guò)放控制解除模塊(聯(lián)機(jī)方式)/(手動(dòng)方式)，實(shí)現(xiàn)靈活切換選擇是否進(jìn)行過(guò)放保護(hù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述鋰離子電池組充放電保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型所述鋰離子電池組充放電保護(hù)電路電路明實(shí)施例圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型所述的鋰離子電池組充放電保護(hù)電路其主要包括：電量控制模塊、開(kāi)關(guān)器件、觸發(fā)控制模塊、過(guò)放信號(hào)輸出模塊以及過(guò)放控制解除模塊；

其中，所述電量控制模塊用以對(duì)與其對(duì)應(yīng)連接的單節(jié)鋰離子電芯進(jìn)行充電電壓監(jiān)測(cè)、放電電壓監(jiān)測(cè)、平衡電量控制，具體數(shù)量依據(jù)鋰離子電池組中的單節(jié)鋰離子電芯的數(shù)量而定；具體的作為優(yōu)選實(shí)例，所述的電量控制模塊采用S-8029A芯片，均可通過(guò)對(duì)S-8029A芯片的設(shè)定來(lái)自動(dòng)控制完成對(duì)單節(jié)鋰離子電芯進(jìn)行充電電壓監(jiān)測(cè)、放電電壓監(jiān)測(cè)、平衡電量控制過(guò)程，所述的充電電壓控制為在充電狀態(tài)時(shí)，當(dāng)鋰離子電池電壓上升到S-8209的預(yù)置過(guò)充電壓時(shí)，輸出信號(hào)給觸發(fā)控制模塊來(lái)關(guān)閉開(kāi)關(guān)器件，停止充電；所述的放電電壓控制為在放電狀態(tài)時(shí)，當(dāng)鋰離子電池電壓下降到S-8209的預(yù)置過(guò)放電壓時(shí)，輸出信號(hào)給觸發(fā)控制模塊來(lái)關(guān)閉開(kāi)關(guān)器件，停止放電；所述的充電電量平衡控制為在充電狀態(tài)時(shí)，當(dāng)鋰離子電池組中串聯(lián)多個(gè)電芯間出現(xiàn)電量不平衡時(shí)，對(duì)高于平衡電壓的單節(jié)電芯通過(guò)控制MB元件來(lái)放電，進(jìn)而達(dá)到各電芯間的電壓平衡；

所述開(kāi)關(guān)器件包括充電開(kāi)關(guān)及放電開(kāi)關(guān)，其用于通過(guò)對(duì)鋰離子電池組的輸入輸出鏈路進(jìn)行開(kāi)通、關(guān)閉操作實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池組的充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)的控制過(guò)程；具體的，如圖2所示，元件C-FET1為充電開(kāi)關(guān)，元件為D-FET1為放電開(kāi)關(guān)；

所述觸發(fā)控制模塊分別與各所述電量控制模塊連接，其用以接收電量控制模塊的電壓信號(hào)，控制所述開(kāi)關(guān)器件開(kāi)啟或者關(guān)閉并通過(guò)控制DOCT端口控制過(guò)放信號(hào)輸出過(guò)程；具體的，如圖2所示，所述觸發(fā)控制模塊包括用以控制充電開(kāi)關(guān)的元件Q11以及用以控制放電開(kāi)關(guān)的元件Q12；

所述過(guò)放信號(hào)輸出模塊用以通過(guò)觸發(fā)控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池組的放電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并輸出相應(yīng)過(guò)放信號(hào)，即若鋰離子電池組出現(xiàn)過(guò)放情況則輸出過(guò)放信號(hào)，便于操作人員采取相應(yīng)措施；具體的作為優(yōu)選實(shí)例，所述過(guò)放信號(hào)輸出模塊通過(guò)DOCT端口輸出過(guò)放信號(hào)，該過(guò)放信號(hào)可作為聯(lián)機(jī)保護(hù)電路判斷當(dāng)前電池組是否過(guò)放的依據(jù)，存在過(guò)放則做出必要的提示及采取相應(yīng)的措施(如開(kāi)啟鋰離子電池組充放電保護(hù)電路中外設(shè)的過(guò)放保護(hù)電路)，如所述的過(guò)放信號(hào)在電池組處于放電狀態(tài)時(shí)，電池組電壓高于所設(shè)定的過(guò)放電壓時(shí)則其為高電平；低于過(guò)放電壓時(shí)則其為低電平；

所述過(guò)放控制解除模塊其用以解除鋰離子電池組的過(guò)放保護(hù)狀態(tài)并使得所述鋰離子電池組恢復(fù)放電狀態(tài)；具體的作為優(yōu)選實(shí)例，所述過(guò)放控制解除模塊包括：與外部監(jiān)控電路聯(lián)機(jī)，用以以聯(lián)機(jī)方式解除鋰離子電池組的過(guò)放保護(hù)狀態(tài)并使得所述鋰離子電池組恢復(fù)放電狀態(tài)的第一過(guò)放控制解除模塊以及用以以手動(dòng)方式解除鋰離子電池組的過(guò)放保護(hù)狀態(tài)并使得所述鋰離子電池組恢復(fù)放電狀態(tài)的第二過(guò)放控制解除模塊，通過(guò)兩種解除方式靈活地切換鋰離子電池組的過(guò)放保護(hù)狀態(tài)；更進(jìn)一步的，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)例，所述第一過(guò)放控制解除模塊采用與外部監(jiān)控電路聯(lián)機(jī)的輸入端口模塊，通過(guò)此端口與其他電路聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)靈活切換過(guò)放保護(hù)模式，如該輸入端口聯(lián)機(jī)時(shí)需設(shè)定為OC(開(kāi)集電極)模式，即使得當(dāng)輸入信號(hào)為高阻狀態(tài)時(shí)，對(duì)過(guò)放保護(hù)電路的原有狀態(tài)沒(méi)有影響；當(dāng)輸入信號(hào)為低電平狀態(tài)時(shí)，屏蔽過(guò)放保護(hù)功能即關(guān)閉過(guò)放保護(hù)電路；進(jìn)一步的，所述第二過(guò)放控制解除模塊采用開(kāi)關(guān)元件S1，可通過(guò)此開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)切換過(guò)放保護(hù)模式；即如圖2，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)對(duì)過(guò)放保護(hù)電路的原有狀態(tài)沒(méi)有影響；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1為接通狀態(tài)時(shí)屏蔽過(guò)放保護(hù)功能。

基于上述設(shè)計(jì)，下面給出具體的鋰離子電池組充放電保護(hù)電路實(shí)例：

如圖2所示，電量控制模塊采用芯片S-8029A，其通過(guò)引腳CTLC、CTLD、CO、DO與其他元件實(shí)現(xiàn)聯(lián)級(jí)，進(jìn)而對(duì)各串聯(lián)鋰離子單電池實(shí)現(xiàn)控制；具體的，在鋰離子電池組處于充電狀態(tài)時(shí)，通過(guò)引腳VDD監(jiān)測(cè)與其連接的單節(jié)鋰離子電芯的電壓，并通過(guò)引腳CB控制MB導(dǎo)通、截止來(lái)進(jìn)行平衡電量控制，如當(dāng)電芯電壓至過(guò)充電壓時(shí)(過(guò)充電壓、過(guò)放電壓、平衡電量電壓均可通過(guò)選型S-8209A進(jìn)行控制)，引腳CO輸出信號(hào)關(guān)閉Q11，則充電開(kāi)關(guān)C-FET1隨之截止，進(jìn)而使得鋰離子電池組停止充電；在鋰離子電池組處于放電狀態(tài)時(shí)，通過(guò)引腳VDD監(jiān)測(cè)單節(jié)鋰離子電芯的電壓，當(dāng)電壓下降至過(guò)放電壓時(shí)，引腳DO輸出信號(hào)關(guān)閉Q12，則DOCT端口輸出過(guò)放信號(hào)，同時(shí)Q7截止，此時(shí)若無(wú)過(guò)放控制解除模塊干預(yù)(即兩個(gè)過(guò)放控制解除模塊均為低電平)，則Q8導(dǎo)通，放電開(kāi)關(guān)D-FET1隨之截止，鋰離子電池組停止放電；若第一過(guò)放控制解除模塊為低電平或者過(guò)第二放控制解除模塊為低電平則Q8截止，則放電開(kāi)關(guān)D-FET1導(dǎo)通，進(jìn)而鋰離子電池組繼續(xù)放電；同時(shí)所述DOCT端口的過(guò)放信號(hào)輸出過(guò)程為：當(dāng)鋰離子電池組處于放電狀態(tài)時(shí)，若輸出電壓在預(yù)定的過(guò)放電壓以上，則輸出高電平；若輸出電壓降至過(guò)放電壓，則輸出低電平，且上述第一過(guò)放控制解除模塊通過(guò)DOCTC端口接收來(lái)自聯(lián)機(jī)的信號(hào)，聯(lián)機(jī)電路需設(shè)置成OC模式(開(kāi)集電極模式)，即當(dāng)聯(lián)機(jī)電路設(shè)置為高阻狀態(tài)時(shí)，表示不進(jìn)行干預(yù)；當(dāng)聯(lián)機(jī)電路設(shè)置為低電平狀態(tài)時(shí)，表示不需要過(guò)放保護(hù)控制；上述第二過(guò)放控制解除模塊，通過(guò)開(kāi)關(guān)S1進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，當(dāng)S1為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，表示不進(jìn)行干預(yù)；當(dāng)S1為接通狀態(tài)時(shí)，表示不需要過(guò)放保護(hù)控制。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。