[實用新型]一種具備多功能保護和電量監測的鋰電池管理模塊

有效

• 申請號: 201520076810.5
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN204407963U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 伏濤;毛衛清
• 申請（專利權）人: 上海長園維安電子線路保護有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

技術領域

本實用新型涉及具備多功能保護和電量監測的鋰電池管理模塊，使用在3~15串鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護模塊，尤其涉及使用在電動自行車領域。

技術背景

鋰電池管理芯片MM3474涉及使用在3~5串（單個IC）鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護模塊，并支持級聯。由于鋰電池管理芯片MM3474僅有過充保護、過放保護、放電過流保護和放電短路保護，沒有過溫保護、充電短路保護和充電均衡功能，功能上欠缺完整性，而且市場趨于智能化，對電池的實時情況需要監測，顯然MM3474的功能遠遠不夠。本技術領域人員想到，在MM3474的基礎上，添加電量監測芯片BQ34Z100，實現電量監測功能，同時添加充電均衡模塊、高溫保護模塊和充電短路保護模塊。使方案功能更加完善，可適應市場PCM保護板功能的多元化需求。另外加入的高溫保護模塊和充電短路保護模塊，使電池包在正常使用過程中得到了進一步的安全保障。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：提供一種具備多功能保護和電量監測的鋰電池管理模塊，能克服上述現有的技術缺點，以增加市場競爭力。

本實用新型具體以下述方式實現，一種具備多功能保護和電量監測的鋰電池管理模塊，用于電池包，包括鋰電池管理保護芯片，包括高溫保護模塊、充電短路保護模塊和充電均衡模塊，所述的鋰電池管理保護芯片采用1～3個鋰電池管理保護芯片MM3474和1個鋰電池電量監測芯片BQ34Z100，支持3～15節鋰電池，在MM3474的保護功能基礎上，用電量監測芯片BQ34Z100，對電池電量具有實時監測功能，在電池包使用過程中，通過外接轉接口，讀取BQ34Z100芯片數據，實時監測電池包的電池容量、剩余容量、實時電流和溫度信息。

在上述方案基礎上，所述的充電均衡模塊是利用分流法，每個均衡芯片對應一節電池，在每節電池上并聯分流電阻，利用均衡芯片控制并聯回路中MOS管的開關，當對應一節電池在充電過程提前達到了均衡點，均衡芯片驅動MOS管打開，部分電流通過該分流電阻流過，以降低該節電池的充電速度，達到均衡效果。

在上述方案基礎上，所述的高溫保護模塊采用可恢復溫控開關，將所述的可恢復溫控開關串聯在電池管理芯片的充放電控制輸入端，當充電或是放電溫度達到預設值，溫控開關斷路，電池管理芯片的充放電控制端無輸出，充放電MOS關斷。

在上述方案基礎上，所述的充電短路保護模塊采用場效應管Qc實現電路短路時關斷，從而實現充電短路保護。

使用本實用新型控制輸出，包含步驟：

（1）利用電量監測芯片BQ34Z100特性，對電池電量具有實時監測功能。在電池包使用過程中，可以通過外接轉接口，讀取BQ34Z100芯片數據，從而可以實時監測電池包的電池容量、剩余容量、實時電流和溫度等信息；

（2）利用分流法，在每節電池上并聯一個分流電阻，利用均衡芯片控制并聯回路中MOS管開關，當對應的電池在充電過程提前達到了均衡點，均衡芯片驅動MOS管打開，部分電流通過分流電阻流過，從而降低了該節電池的充電速度，達到均衡效果；

（3）利用可恢復溫控開關的特性，將可恢復溫控開關串在電池管理芯片的充放電控制輸入端，當充電或是放電溫度達到預設值，溫控開關斷路，電池管理芯片的充放電控制端斷路，充放電MOS關斷，從而實現高溫保護功能；

（4）利用短路時電路的特性，外加驅動三極管，利用三極管的開關功能，將充電場效應管Qc實現關斷，從而實現充電短路保護。

具有上述方法控制的鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護模塊全部由硬件的方式實現，具有很高的穩定性！為設計電池組PACK電路提供了可變性，提高了應對市場多樣化需求的能力。提供了一種更安全、經濟、便捷、高效的鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護模塊，促使產品在操作過程中更安全、更可靠。?另外該方案成本低，功能齊全，市場競爭力強。

附圖說明

圖1?為本實用新型保護模塊的整體電路框圖；

圖2?為電量監測電路模塊；

圖3?為充電均衡模塊電路框圖；

圖4?為高溫保護電路模塊；

圖5?為充電短路保護電路模塊；

圖6?為本實用新型電路原理圖案例；

圖中標號說明：

1——高溫保護模塊；2——充電短路保護模塊；

3——充電均衡模塊；

4——電池組；

5——電量監測芯片；

6——充電器；7——負載；