一種鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池組的充放電系統(tǒng)，尤其涉及一種鋰電池組充放電三級(jí)保護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)習(xí)慣上采用通過簡單的模擬比較回路來判斷鋰電池組每一串電壓的過壓、欠壓，充放電流的過充、過放，以及溫控開關(guān)的高溫、低溫保護(hù)，直接控制回路中的Mos管(mos管是金屬(metal) —氧化物(oxid) —半導(dǎo)體(semiconductor)場效應(yīng)晶體管)。而對(duì)回路中比較判斷失效、Mos管失效、以及漏電流沒有相應(yīng)保護(hù)措施。一旦保護(hù)系統(tǒng)中的比較判斷失效、或者M(jìn)os管失效、或者在非工作狀態(tài)下存在漏電的時(shí)候，則整個(gè)電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)就起不了保護(hù)作用，有可能引起整個(gè)電池組乃至電動(dòng)車相關(guān)部件發(fā)生起火，甚至引起大的火災(zāi)，威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的是開發(fā)出一種即使比較判斷失效、回路中Mos管失效，保護(hù)系統(tǒng)也能對(duì)鋰電池組起到作用的鋰電池組充放電三級(jí)保護(hù)系統(tǒng)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)包括對(duì)鋰電池組進(jìn)行電壓采樣的電壓采樣電路、對(duì)鋰電池組進(jìn)行電流采樣的電流采樣電路、對(duì)鋰電池組進(jìn)行溫度采樣的溫度采樣電路、負(fù)載狀態(tài)反饋電路、放電電路、充電電路和單片機(jī)(MicroControl Unit,簡稱MCU,中文名稱叫微控制單元，又稱單片微型計(jì)算機(jī)或者單片機(jī));所述電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路和負(fù)載狀態(tài)反饋電路的輸出端分別和單片機(jī)的輸入端電連接；單片機(jī)的輸出端分別和充電電路和放電電路電連接。
[0005]優(yōu)選的方案，所述鋰電池組的充電保護(hù)系統(tǒng)還包括熔斷電路，所述熔斷電路串接在所述充電電路中。
[0006]所述充電電路采用的是Mos管充電電路，單片機(jī)的輸出信號(hào)控制放電電路中充電Mos管的通斷；單片機(jī)分別根據(jù)電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路和負(fù)載狀態(tài)反饋電路的輸入信號(hào)進(jìn)行采樣、分析、比較判斷；當(dāng)發(fā)生鋰電池組過充時(shí)，單片機(jī)首先關(guān)斷充電Mos管，如果充電Mos管發(fā)生失效，繼續(xù)充電，當(dāng)鋰電池組的電壓升至設(shè)置的安全電壓時(shí)，熔斷電路強(qiáng)制關(guān)斷充電電路。
[0007]所述放電電路采用的是Mos管放電電路，當(dāng)負(fù)載反饋電路反饋的是非工作狀態(tài)，當(dāng)單片機(jī)發(fā)現(xiàn)采樣電路檢測到漏電電流大于設(shè)定值(可設(shè)定，如設(shè)定為200毫安)時(shí)，單片機(jī)關(guān)斷放電電路的放電Mos管。實(shí)現(xiàn)了當(dāng)空載時(shí)，對(duì)放電回路的三級(jí)漏電流保護(hù)。
[0008]本發(fā)明的鋰電池保護(hù)控制系統(tǒng)通過單片機(jī)的輸入端對(duì)每一串電池的電壓、回路電流、系統(tǒng)溫度的采樣檢測，經(jīng)過算法比較形成輸出信號(hào)直接控制各個(gè)Mos管的開關(guān)，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓，過流、過溫、低溫的相關(guān)控制，提高保護(hù)控制的可靠性(我們可以視為一級(jí)保護(hù))。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明增加了充電回路硬件物理的熔斷保護(hù)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)過充時(shí)在充電Mos管的開關(guān)失效情況下，通過熔斷電路中的保險(xiǎn)管的熔斷來實(shí)現(xiàn)徹底的保護(hù)充電電路(我們視為二級(jí)保護(hù))。同時(shí)，本發(fā)明還增加了在空載情況下，如出現(xiàn)小電流漏電情況，直接關(guān)斷放電回路中的放電Mos管來保護(hù)惡劣情況的發(fā)生(我們視為三級(jí)保護(hù))。
[0009]綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)使用的方案比，提高了鋰電池組的保護(hù)控制的可靠性和安全性、避免由于過充保護(hù)失效和空載漏電流造成的安全性事故。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明一種鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)的原理架構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)包括對(duì)鋰電池組進(jìn)行電壓采樣的電壓采樣電路、對(duì)鋰電池組進(jìn)行電流采樣的電流采樣電路、對(duì)鋰電池組進(jìn)行溫度采樣的溫度采樣電路、負(fù)載狀態(tài)反饋電路、放電電路、充電電路和單片機(jī)；所述電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路和負(fù)載狀態(tài)反饋電路的輸出端分別和單片機(jī)的輸入端電連接；單片機(jī)的輸出端分別和充電電路和放電電路電連接。所述鋰電池組的充電保護(hù)系統(tǒng)還包括熔斷電路，所述熔斷電路串接在所述充電電路中。所述采樣電路與電池組之間串接有高精度低值電阻R，所述充電電路采用的是Mos管充電電路，單片機(jī)的輸出信號(hào)控制放電電路中充電Mos管的通斷；單片機(jī)分別根據(jù)電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路和負(fù)載狀態(tài)反饋電路的輸入信號(hào)進(jìn)行比較判斷；當(dāng)發(fā)生鋰電池組過充時(shí)，單片機(jī)首先關(guān)斷充電Mos管，如果充電Mos管發(fā)生失效，繼續(xù)充電，當(dāng)鋰電池組的電壓升至設(shè)置的安全電壓時(shí)，熔斷電路強(qiáng)制關(guān)斷充電電路。所述放電電路采用的是Mos管放電電路，當(dāng)負(fù)載反饋電路反饋的是非工作狀態(tài)，當(dāng)單片機(jī)發(fā)現(xiàn)采樣電路檢測到漏電電流大于設(shè)定值200毫安時(shí)，單片機(jī)關(guān)斷放電電路的放電Mos管。實(shí)現(xiàn)了當(dāng)空載時(shí)，對(duì)放電回路的三級(jí)漏電流保護(hù)。本發(fā)明的鋰電池組保護(hù)控制系統(tǒng)通過單片機(jī)的輸入端對(duì)每一串電池組的電壓、回路電流、系統(tǒng)溫度的采樣檢測，經(jīng)過算法比較形成輸出信號(hào)直接控制各個(gè)Mos管的開關(guān)，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓，過流、過溫、低溫的相關(guān)控制，提高保護(hù)控制的可靠性(我們可以視為一級(jí)保護(hù))。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明增加了充電回路硬件物理的熔斷保護(hù)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)過充時(shí)在充電Mos管的開關(guān)失效情況下，通過熔斷電路中的保險(xiǎn)管的熔斷來實(shí)現(xiàn)徹底的保護(hù)充電電路(我們視為二級(jí)保護(hù))。同時(shí)，本發(fā)明還增加了在空載情況下，如出現(xiàn)小電流漏電情況，直接關(guān)斷放電回路中的放電Mos管來保護(hù)惡劣情況的發(fā)生(我們視為三級(jí)保護(hù))。綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)使用的方案比，提高了鋰電池組的保護(hù)控制的可靠性和安全性、避免由于過充保護(hù)失效和空載漏電流造成的安全性事故。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:其包括對(duì)鋰電池組進(jìn)行電壓采樣的電壓采樣電路、對(duì)鋰電池組進(jìn)行電流采樣的電流采樣電路、對(duì)鋰電池組進(jìn)行溫度采樣的溫度采樣電路、負(fù)載狀態(tài)反饋電路、放電電路、充電電路和單片機(jī)；所述電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路和負(fù)載狀態(tài)反饋電路的輸出端分別和單片機(jī)的輸入端電連接；單片機(jī)的輸出端分別和充電電路和放電電路電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:其還包括熔斷電路，所述熔斷電路串接在所述充電電路中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的所述的一種鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:Mos管控制充電電路[W用1]，單片機(jī)的輸出信號(hào)控制放電電路中充電Mos管的通斷；單片機(jī)分別根據(jù)電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路和負(fù)載狀態(tài)反饋電路的輸入信號(hào)進(jìn)行比較判斷；當(dāng)發(fā)生鋰電池組過充時(shí)，單片機(jī)首先關(guān)斷充電Mos管，如果充電Mos管發(fā)生失效，繼續(xù)充電，當(dāng)鋰電池組的電壓升至設(shè)置的安全電壓時(shí)，熔斷電路強(qiáng)制熔斷，并關(guān)斷充電電路。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:所述放電電路采用的是Mos管控制放電電路，在系統(tǒng)無負(fù)載情況下，當(dāng)單片機(jī)發(fā)現(xiàn)采樣電路檢測到漏電電流大于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)關(guān)斷放電電路的放電Mos管。5.權(quán)利要求2中已經(jīng)限定了串接有熔斷電路，此處權(quán)3引用的權(quán)2，不能再寫串聯(lián)了熔斷電路。6.否則屬于重復(fù)限定，不符合專利法的相關(guān)要求。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰電池組的充放電保護(hù)系統(tǒng)，其包括對(duì)鋰電池組進(jìn)行電壓采樣的電壓采樣電路、對(duì)鋰電池組進(jìn)行電流采樣的電流采樣電路、對(duì)鋰電池組進(jìn)行溫度采樣的溫度采樣電路、負(fù)載狀態(tài)反饋電路、放電電路、充電電路和單片機(jī)；所述電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路和負(fù)載狀態(tài)反饋電路的輸出端分別和單片機(jī)的輸入端電連接；單片機(jī)的輸出端分別和充電電路和放電電路電連接。所述鋰電池組的充電保護(hù)系統(tǒng)還包括熔斷電路，所述熔斷電路串接在所述充電電路中。所述鋰電池組的放電保護(hù)系統(tǒng)還包括了漏電保護(hù)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)使用的方案比，提高了鋰電池組的保護(hù)控制的可靠性和安全性、避免由于過充保護(hù)失效和空載漏電流造成的安全性事故。
【IPC分類】H02J7/00, H02H7/18
【公開號(hào)】CN105322508
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410285479
【發(fā)明人】俞剛
【申請(qǐng)人】上海晴鵬能源科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年6月24日