[實用新型]一種鋰電池系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120277865.4
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN202159997U
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金鷹;李嘉穗
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫新緯電池有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18;G01R31/36
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種供電保護(hù)系統(tǒng)，尤其是一種鋰電池系統(tǒng)，屬于鋰電池的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前鉛酸電池被廣泛應(yīng)用在各種不同的領(lǐng)域，但與鋰電池相比較，鉛酸電池由于循環(huán)壽命比較短，能量密度比較低，而且鉛還是一種極易造成環(huán)境污染的重金屬，鉛酸電池正面臨著逐步被沒有重金屬污染的鋰電池逐步替代的趨勢。

鋰電池由于其特殊的電化學(xué)特性，如果充電時電壓過高，電池會有產(chǎn)生爆炸的危險；當(dāng)鋰電池放電時，如果放電電壓低于一個基本電壓時，會影響到鋰電池的循環(huán)壽命；此外，鋰電池工作環(huán)境必須控制在一定的溫度之下，以免電池結(jié)構(gòu)被破壞。因此在實際應(yīng)用鋰電池時，必須增加電源管理系統(tǒng)(BMS)，該系統(tǒng)會監(jiān)測每一串鋰電池電壓，當(dāng)檢測到任何一串鋰電池電壓或溫度異常時，電源管理系統(tǒng)會立即切斷充電或放電電流。鋰電池系統(tǒng)通過增加串接在一起的鋰電池數(shù)量來提升系統(tǒng)的電壓，因此對應(yīng)于不同的工作電壓所需要串接在一起的鋰電池數(shù)量不同，也就需要選用不同的電源管理系統(tǒng)(BMS)與之相匹配。

目前標(biāo)準(zhǔn)鉛酸電池系統(tǒng)都是由12V的電池模塊串接而成，其工作電壓為12V的N倍，N為串接鉛酸電池模塊數(shù)量。用鋰電池替代鉛酸電池應(yīng)用時，首先需要串接一定數(shù)量的鋰電池，確保鋰電池系統(tǒng)的工作電壓符合要求，然后再根據(jù)串接鋰電池的數(shù)量選擇相應(yīng)的電源管理系統(tǒng)(BMS)匹配，確保電源管理系統(tǒng)(BMS)有足夠的檢測通道來檢測每一串鋰電池電壓。使用這種鋰電池系統(tǒng)來替代傳統(tǒng)鉛酸電池應(yīng)用，其工作變得非常繁瑣，不利于鋰電池的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種鋰電池系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，提高了鋰電池使用的可靠性，降低使用成本。

按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述鋰電池系統(tǒng)，包括至少一個鋰電池構(gòu)成的電池模塊；所述電池模塊內(nèi)的鋰電池上均設(shè)有鋰電池保護(hù)裝置；所述鋰電池保護(hù)裝置包括用于檢測鋰電池電壓與溫度的電池異常檢測電路，所述電池異常檢測電路與光耦合電路相連；電池異常檢測電路檢測鋰電池的工作溫度或電壓與電池異常檢測電路預(yù)先設(shè)定值匹配時，電池異常檢測電路驅(qū)動光耦合電路導(dǎo)通；電池異常檢測電路檢測鋰電池溫度或電壓與電池異常檢測電路預(yù)先設(shè)定值不匹配時，電池異常檢測電路使光耦合電路截止處于高阻狀態(tài)；電池模塊內(nèi)的光耦合電路對應(yīng)連接。

所述電池保護(hù)裝置還包括用于對鋰電池電壓進(jìn)行均衡的均衡電路。

所述光耦合電路包括與電池異常檢測電路相連的發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管與光電三極管對應(yīng)相連。

所述電池模塊包括四個串聯(lián)的鋰電池形成輸出電壓為12V的電池組，電池模塊內(nèi)的光耦合電路依次串聯(lián)。

所述電池模塊與控制電路電連接。

所述控制電路包括與光耦合電路相連的阻抗檢測電路，所述阻抗檢測電路的輸出端與繼電器開關(guān)系統(tǒng)相連，所述繼電器開關(guān)系統(tǒng)還與過流與SOC檢測裝置電連接。

所述繼電器開關(guān)系統(tǒng)包括繼電器控制電路，所述繼電器控制電路的輸出端與繼電器開關(guān)相連；繼電器開關(guān)的一端與過流與SOC檢測裝置電連接，過流與SOC檢測裝置的輸出端與繼電器控制電路相連。

所述過流與SOC檢測裝置包括電流檢測電路，所述電流檢測電路通過ADC模塊與處理器相連，所述處理器的輸出端與SOC顯示器相連；電流檢測電路的輸出端還與過流檢測電路相連，過流檢測電路的輸出端與繼電器開關(guān)系統(tǒng)相連。

所述處理器為單片機、ARM、DSP或FPGA。所述鋰電池為電壓為3.2V的磷酸鐵鋰電池。

本實用新型的優(yōu)點：多個鋰電池串聯(lián)形成電池模塊；電池模塊內(nèi)的鋰電池上均設(shè)置鋰電池保護(hù)模塊，鋰電池保護(hù)模塊包括均衡電路及電池異常檢測電路，電池異常檢測電路與光耦合電路相連，光耦合電路內(nèi)的光電三極管串聯(lián)；當(dāng)電池異常檢測電路檢測到鋰電池的電壓或溫度與設(shè)定值不匹配時，會使光電三極管處于截止高阻狀態(tài)，能夠提示電池模塊內(nèi)的工作狀態(tài)，為電池模塊的安全工作狀態(tài)提供信號指示；電池模塊通過控制電路與外接電路相連，通過控制電路能調(diào)節(jié)電池模塊與外接電路的工作狀態(tài)；結(jié)構(gòu)緊湊，提高了鋰電池使用的可靠性，降低使用成本。

附圖說明

圖1為本實用新型鋰電池與鋰電池保護(hù)裝置相連的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為本實用新型的使用狀態(tài)框圖。

圖4為本實用新型控制電路的結(jié)構(gòu)框圖。

圖5為本實用新型的另一種使用狀態(tài)圖。

具體實施方式