[發明專利]一種多節串聯鋰電池組均衡及保護系統

有效

• 申請號: 201110243453.3
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102957175A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 楊維堅;王開偉
• 申請（專利權）人: 福建睿能電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 秦力軍

1.一種多節串聯鋰電池組均衡及保護系統，其特征在于，包括：

鋰電池充放電組件，用于將外部充電電源接入鋰電池組進行充電，并向負載供電；

控制模塊，與所述鋰電池充放電組件進行IIC通訊，以控制所述鋰電池充放電組件進行滿充電；

充放電開關裝置，用于接通或斷開所述鋰電池充放電組件的充電回路或供電回路；

通訊異常保護電路，用于對所述控制模塊的IIC通訊狀態進行檢測，并在檢測到IIC通訊異常時，發出IIC通訊異常信號；

其中，所述充放電開關裝置根據所述IIC通訊異常信號，斷開所述鋰電池充放電組件的充電回路或供電回路。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述鋰電池充放電組件包括：

模擬前端電路，用于采集所述鋰電池組中每個鋰電池的電壓數據，并通過IIC總線將所采集的電壓數據送入控制模塊，以便所述控制模塊生成用于每個鋰電池均衡充電的多個均衡充電控制信號；

均衡驅動電路，用于根據所述多個均衡充電控制信號，生成多個均衡驅動信號；

均衡電路，用于根據多個均衡驅動信號，控制每個鋰電池進行滿充電。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述均衡電路包括多個分別并聯在每個鋰電池兩端的均衡單元，其每個均衡單元包括串聯連接的電子開關和電阻器。

4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述鋰電池充放電組件還包括：

放電電流保護電路，用于檢測放電電流，并在檢測到放電電流超過預定放電電流值時，生成放電電流保護信號；

充電電流保護電路，用于檢測充電電流，并在檢測到充電電流超過預定充電電流值時，生成充電電流保護信號。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述放電電流保護電路具有一個放電過流保護單元，包括：

第一運算放大器；

連接在第一運算放大器正相輸入端和采樣地之間的第二限流電阻器；

連接在第一運算放大器負相輸入端和工作電源之間的第一可變分壓電阻器和第二可變分壓電阻器；

連接在第一運算放大器輸出端和充放電開關裝置之間的第三限流電阻器；

其中，第一可變分壓電阻器一端連接第二可變分壓電阻器、另一端連接鋰電池組負端、中間抽頭連接第一運算放大器負相輸入端。

6.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述放電電流保護電路還具有一個放電短路保護單元，包括：

第二運算放大器；

連接在第二運算放大器正相輸入端和采樣地之間的第四限流電阻器；

連接在第二運算放大器負相輸入端和鋰電池組負端之間的第二可變分壓電阻器和第一可變分壓電阻器；

連接在第二運算放大器輸出端和充放電開關裝置之間的第五限流電阻器；

其中，第二可變分壓電阻器一端連接第一可變分壓電阻器、另一端連接工作電源、中間抽頭連接第二運算放大器負相輸入端。

7.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述充電電流保護電路包括：

第三運算放大器；

連接在第三運算放大器負相輸入端與工作電源之間的第一分壓電阻器；

連接在第三運算放大器負相輸入端與采樣地之間的第二分壓電阻器；

連接在第三運算放大器正相輸入端與工作電源之間的第三分壓電阻器；

連接在第三運算放大器正相輸入端與鋰電池組負端之間的第四分壓電阻器；

連接在第三運算放大器輸出端與充放電開關裝置之間的第一限流電阻器。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述控制模塊具有在IIC通訊異常時，停止輸出脈寬調制信號的脈寬調制(PWM)單元。

9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，所述通訊異常保護電路是整流電路，其輸入端連接控制模塊，輸出端連接充放電開關裝置。

10.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述充放電開關裝置包括：

充放電驅動電路，用于根據充電或放電電流保護信號，生成用于切斷充電回路或供電回路的充電或放電驅動信號；

控制電路，用于根據所述ICC通訊異常信號和所述充電或放電驅動信號，生成用于接通或斷開充放電開關電路的控制信號；

充放電開關電路，用于根據所述控制信號，接通或斷開所述鋰電池充放電組件的充電回路或供電回路，使鋰電池組充電或供電。