[發明專利]一種帶通訊接口的鋰電池保護記錄儀及其控制方法

在審

• 申請號: 201410357540.5
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104134824A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 李軍
• 申請（專利權）人: 天津動芯科技有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H02J7/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，尤其涉及一種帶通訊接口的鋰電池保護記錄儀及其控制方法。

背景技術

鉛酸電池的使用已經有幾十年的歷史，大量使用鉛酸電池的不足之處也越來愈突出，如：污染嚴重、使用壽命短、循環次數少、體積重量大等問題。而鋰電池可以彌補這些不足，近幾年隨著鋰電池的技術工藝不斷完善以及國家對新能源的開發鼓勵，鋰離子電池逐漸開始為人們熟知并開始批量應用到各種行業，如：電動自行車電池、電動汽車、數碼產品。但是鋰電池也有先天的不足就是鋰元素是一種非常活躍的元素，很不穩定。鋰電池如果短路、過放、過充都會影響電池的安全和使用壽命，所以鋰電池保護管理系統的作用就顯得尤為重要。

目前鋰電池保護板的技術方案，都是基于一顆電池管理芯片配合外圍的元器件來設計的，如：TI、精工、理光等廠家的標準芯片，這些芯片本身都固化了基本的保護功能，用戶不能配置過壓保護恢復的電壓值，欠壓保護恢復的電壓值，充放電高溫保護及恢復的溫度點，充放電過流過載及短路的電流值，休眠延時等這些跟鋰電池相關的參數。所有用戶無法修改芯片的功能，十分不方便。

發明內容

本發明提供了一種帶通訊接口的鋰電池保護記錄儀及其控制方法，本發明能夠有效提高電池組的使用壽命，減少故障產生，使用數字式核心，詳見下文描述：

一種帶通訊接口的鋰電池保護記錄儀，包括：兩個微處理器，一個微處理器作為主機，另一個微處理器作為從機；

所述主機電連接電流檢測電路、第一電池均衡電路、第一溫度采樣電路和MOS驅動電路，所述第一電池均衡電路將每節電池的電壓傳輸給所述主機；所述電流檢測電路將每節電池的電流傳輸給所述主機；所述第一溫度采樣電路將每節電池的溫度傳輸給所述主機；

所述從機電連接第二電池均衡電路和第二溫度采樣電路，第二電池均衡電路將每節電池的電壓傳輸給所述從機；所述第二溫度采樣電路將每節電池的溫度傳輸給所述從機；

所述鋰電池保護記錄儀還包括：通訊接口電路，所述通訊接口電路跟上位機軟件相連接，將所述鋰電池保護記錄儀上發生的所有事件生成文檔。

所述鋰電池保護記錄儀還包括：MOS驅動電路，

所述MOS驅動電路包括：充電MOS電路和放電MOS電路，其中，

所述充電MOS電路控制充電的開與關，

所述放電MOS電路控制放電的開與關。

所述鋰電池保護記錄儀還包括：休眠喚醒電路，所述休眠喚醒電路電連接所述主機。

所述鋰電池保護記錄儀還包括：時鐘模塊，所述時鐘模塊電連接所述主機。

所述鋰電池保護記錄儀還包括：外部數據存儲模塊，所述外部數據存儲模塊電連接所述主機。

所述通訊接口電路采用采用I²C總線、串口、LIN總線和SPI接口的四種通信方式。

所述主機與所述從機之間采用SPI接口進行數據整合；

多個所述鋰電池保護記錄儀之間采用SPI接口進行多個級聯通信；

所述主機通過I²C總線、串口或LIN總線為外圍設備提供電池的電量、電流狀態信息；

所述主機通過I²C總線、串口或LIN總線與上位機進行通信。

一種用于帶通訊接口的鋰電池保護記錄儀的控制方法，所述方法包括：

1、電壓和溫度的保護處理：

采集主機所負責的電池串的電壓和溫度，并接受由從機發來的電池串電壓和溫度；

充電時溫度超過50℃，充電MOS電路關斷充電開關，放電時溫度超過70℃，放電MOS電路關斷放電開關；若欠壓，則通過放電MOS電路關斷放電開關；若超壓，則通過充電MOS電路關斷充電開關；

2、電流的保護處理；

主機根據電壓以及電池狀態，進行均衡處理并向從機發送均衡命令，采集電流，進入電流保護處理；

若過載，過流，根據充放電狀態關閉充放電開關；

3、電量的保護處理；

根據電流及時間計算得到當前電量，最后將需要存儲的狀態信息儲存在外部數據存儲模塊，主機進入狀態判斷，如果有負載或是正在充電則進入下一次循環，如若沒有負載或者充電，主機則給從機發送休眠指令并進入休眠低功耗模式。

本發明提供的技術方案的有益效果是：通過該帶通訊接口的鋰電池保護記錄儀可以使得容量計算更準確，均衡控制更靈活，電芯兼容性更好等優勢，使用數字式控制核心，內置多種有效的鋰電池管理算法使鋰電池組的容量能夠得到充分利用，長期使用時能夠有效提高電池組的使用壽命，減少故障產生。