[發明專利]一種鋰離子電池組二級保護方法及其電路

有效

• 申請號: 200810234977.4
• 申請日: 2008-11-05
• 公開（公告）號: CN101399442A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 劉國海;周華偉;陳兆嶺;沈躍;張群;田翔;滕成龍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18;H02H3/05
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 盧亞麗

1.一種鋰離子電池組二級保護方法，其特征在于：通過電壓監測電路(1)、電流監測模塊(2)和溫度監測電路(3)將鋰離子電池組的電壓、電流和溫度信號送入單片機系統(4)，完成第一級保護的信號測量和運算處理；鋰離子電池組的電壓、電流和溫度信號直接經專用保護芯片組(7)測量和處理，完成第二級保護的信號測量和運算處理；專用保護芯片組(7)與單片機系統(4)的處理結果一起送入信號綜合和驅動電路(6)，驅動充電管(Q11)和放電管(Q12)動作，使鋰離子電池組正常工作；當發生過充電、過放電或過溫故障現象時，關斷充電管(Q11)或放電管(Q12)，切除故障并報警；第二級保護的動作設定值大于第一級保護的動作設定值，但均在鋰離子電池的安全范圍內。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池組二級保護方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、n只單體鋰離子電池(B1、B2、……、Bn)串聯構成電池組，通過電壓監測電路(1)，將電池組中各點對地(0)電位(CL1、CL2、……、CLn)，按不同比例轉化成0～+5V的直流電壓D1、D2、……、Dn，送入單片機系統(4)處理；電池組的充放電電流通過電流監測模塊(2)，產生信號C-SAMPLING，送入單片機系統(4)處理；電池組的溫度通過溫度監測電路(3)，產生信號temp，送入單片機系統(4)處理；單片機系統(4)輸出信號CO0、DO0，送入信號綜合和驅動電路(6)；單片機系統(4)輸出信號CC1、CC2、……、CCn，送入均衡電路(9)，在發生充電不均衡情況時，啟動均衡電路工作；

(2)、專用保護芯片組(7)由第一專用保護芯片(71)、第二專用保護芯片(72)、……、第m個專用保護芯片(7m)相串聯，對電池組中各點對地(O)電位(CL1、CL2、……、CLn)、電池組的充放電電流和電池組的溫度進行處理，輸出信號CO1、DO1、……、COm、DOm，送入信號綜合和驅動電路(6)；

(3)、信號綜合和驅動電路(6)根據單片機系統(4)和專用保護芯片組(7)的輸入信號，產生驅動信號CC-ON和DCC-ON，驅動充電功率管(Q11)和放電功率管(Q12)，使鋰離子電池組(B1、B2、……、Bn)正常工作或切除故障并報警。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池組二級保護方法，其特征在于：在鋰離子電池組處于非充放電狀態時，單片機系統(4)工作于休眠狀態，同時電壓監測電路(1)和溫度監測電路(3)也處于休眠狀態；一旦鋰離子電池組發生充放電行為，將通過充電喚醒、放電喚醒和故障保持電路(5)，喚醒單片機系統(4)工作。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池組二級保護方法，其特征在于：當鋰離子電池組(B1、B2、……、Bn)發生過充電、過放電或過溫故障情況時，將首先由單片機系統(4)發出保護信號，實施第一級保護；若單片機系統(4)不能及時發出保護信號，或發出的保護信號未起作用，則經過一定的延時，由專用保護芯片組(7)發出保護信號，實施第二級保護；第二級保護的動作設定值大于第一級保護的動作設定值，但均在鋰離子電池的安全范圍內。

5.根據權利要求1所述的鋰離子電池組二級保護方法，其特征在于：鋰離子電池組(B1、B2、……、Bn)通過穩壓電路(8)產生+5V穩定電源，提供給單片機系統(4)、電流監測模塊(2)、溫度監測電路(3)和充電喚醒、放電喚醒和故障保持電路(5)使用。

6.實現權利要求1所說的鋰離子電池組二級保護方法的電路，包括單片機系統(4)和專用保護芯片組(7)，連接于單片機系統(4)輸入端的電壓監測電路(1)、電流監測模塊(2)、溫度監測電路(3)和充電喚醒、放電喚醒和故障保持電路(5)，均衡電路(9)以及由信號綜合和驅動電路(6)控制的、與電池組串聯的充電管(Q11)和放電管(Q12)，其特征在于：單片機系統(4)和專用保護芯片組(7)的處理結果均送入信號綜合和驅動電路(6)，產生充電管(Q11)和放電管(Q12)的驅動信號CC-ON和DCC-ON，從而驅動充電管(Q11)和放電管(Q12)；故障時，單片機系統(4)先發出保護信號，當由于某種原因，充放電主電路未動作，故障沒切除，這時，專用保護芯片組(7)將發出保護信號，驅動充放電主電路動作，切除故障。