[發明專利]一種智能鋰電池保護裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201510586582.0
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN105098729B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 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: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18;H01M10/44;H01M10/48
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李林娟

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，尤其涉及一種智能鋰電池保護裝置及其控制方法。

背景技術

鋰電池的開發已經有十幾年的歷史，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，鋰電池應用也越來越廣，例如：手機電池、充電寶、電動自行車、電動轎車、電動大巴、醫療設備或各種數碼產品等等。

鋰電池的各種應用給人們生活帶來便捷服務，同時也突顯了鋰電池安全性的問題。鋰電池在使用過程中發生的爆炸，自燃，等事故也越來越頻繁。所以鋰電池的保護管理以及檢測就顯得尤為重要。

發明人在實現本發明的過程中發現現有技術至少存在有以下缺點和不足：

目前的鋰電池保護板不能客觀的反映出鋰電池具體健康狀態；無法通過便攜式手持設備進行人機交互做到對鋰電池的檢測；沒有系統的后臺支持，無法對鋰電池進行整體測試。

發明內容

本發明提供了一種智能鋰電池保護裝置及其控制方法，本發明降低了鋰電池在使用過程中發生火災爆炸的可能性，同時提高了鋰電池在使用過程中的安全性，詳見下文描述：

一種智能鋰電池保護裝置，所述保護裝置連接組裝好的鋰電池，所述保護裝置包括：微處理器、模擬前端電路、均衡電路、以及MOS驅動電路，

所述微處理器讀取所述模擬前端電路采集到的信息進行分析，根據單組電池的電壓判斷單組電池的過充與過放實現電壓保護；根據整組鋰電池的溫度信息判斷整組鋰電池的過高溫與過低溫實現溫度保護；根據整組鋰電池的電流信息判斷是否發生短路、過流或過載實現電流保護；

所述微處理器根據保護狀態來控制所述MOS驅動電路的打開與關閉；

當充電時，如果單組電池的電壓之間的電壓差大于設定值，所述微處理器將打開相應的所述均衡電路對電壓高的單組電池進行放電，使單組電池的電壓差在設定值之內。

所述保護裝置還包括：數據存儲器，所述數據存儲器用于記錄信息、發生時間。

所述保護裝置還包括：天線，所述天線用于將信息傳輸至外接的終端設備。

所述終端設備具體為：手持終端設備或PC機。

所述均衡電路包括：若干串均衡電路單元，每串均衡電路單元的電路結構相同，均由電容、電阻和均衡三極管組成。

所述均衡電路單元包括：第一電阻，所述第一電阻的一端連接第一串單組電池的負極，所述第一串單組電池的正極連接第四電阻的一端；所述第一串單組電池的負極連接第三電阻的一端；第三電阻的另一端連接均衡三極管的集電極；

所述均衡三極管的基極連接第二電阻的一端；

所述第二電阻的另一端、所述第四電阻的另一端均連接第一電容的一端，所述第一電容的另一端連接所述第一電阻的另一端；所述第四電阻的另一端、所述第一電阻的另一端分別連接所述模擬前端電路的電源引腳。

所述MOS驅動電路包括：兩組MOS管，每組MOS管分別連接2個保護電容，一個關斷電阻，其中一組MOS管還連接保險絲。

一種用于智能鋰電池保護裝置的控制方法，所述控制方法包括以下步驟：

外接的終端設備通過藍牙技術、wifi技術，或者紅外技術獲取所述智能鋰電池保護裝置采集到的鋰電池數據；

外接的終端設備對鋰電池數據進行分析處理，擬合充放電曲線或計算鋰電池容量；

用戶通過外接的終端設備判斷鋰電池的健康程度。

一種用于智能鋰電池保護裝置的控制方法，所述控制方法包括以下步驟：

外接的終端設備通過藍牙技術、wifi技術，或者紅外技術獲取所述智能鋰電池保護裝置采集到的鋰電池數據；

外接的終端設備通過云技術將鋰電池數據上傳到云空間；

后臺人員對云空間內的鋰電池數據進行分析，并給出分析結果。

本發明提供的技術方案的有益效果是：本發明能夠為多串鋰電池組提供完善的保護，可以對電壓、電流、溫度等鋰電池參數進行精準的在線測量，能夠對各種故障進行檢測報警并做相關處理工作，該裝置具有黑匣子功能，能夠實時記錄事件發生的時間和代碼數據；并且本發明使用庫侖計電量計算技術(即，在計算鋰電池整租電池容量的時候，微處理器通過電流在時間上積分，得到準確的充入電量與放出電量這種動態的算法)，通過計算和補償，可以實現電量的動態準確估算；該裝置具有均衡功能，通過獨有的均衡機制，保證和延長電芯的可用容量。本發明通過不同的通訊接口，如UART、LIN、CAN、Energbus、Bluetooth等，可以與控制器、儀表、手機App、PC以及其他系統單元進行通信，實現電池組信息的實時監控和其他特殊控制功能的需求。