[發(fā)明專利]八串電池并充的充電保護(hù)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611194868.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106602650A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉哲;孫博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津力神特種電源科技股份公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司12107
• 代理人: 楊紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰電池組領(lǐng)域，尤其涉及一種八串電池并充的充電保護(hù)裝置。

背景技術(shù)

目前對(duì)多串電池進(jìn)行過(guò)充過(guò)放保護(hù)都是檢測(cè)到任一單體出現(xiàn)過(guò)壓或欠壓時(shí)斷開(kāi)與電池組串接的保護(hù)裝置，并充充電時(shí)，由于并充充電器是對(duì)多串電池的單體進(jìn)行充電或者放電，如果按照傳統(tǒng)保護(hù)模式，無(wú)法對(duì)單體進(jìn)行保護(hù)，沒(méi)有電池保護(hù)部分情況下，電池單體的過(guò)充過(guò)放由充電器控制，由于并充是對(duì)單體電池進(jìn)行充放電操作，所以需要對(duì)每個(gè)單體設(shè)計(jì)保護(hù)裝置，工廠亟待解決電池組的并充口存在的短路風(fēng)險(xiǎn)以及防止電池的單體出現(xiàn)過(guò)充和過(guò)放故障的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種八串電池并充的充電保護(hù)裝置，解決電池組的并充口存在短路風(fēng)險(xiǎn)以及防止電池的單體出現(xiàn)過(guò)充和過(guò)放故障。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種八串電池并充的充電保護(hù)裝置，包括鋰離子電池單體組成的八串電池組，其特征是：所述八串電池組與單體電壓采集模塊、電池溫度監(jiān)控模塊和控制單體充放電電路連接，控制單體充放電電路與充電器連接，單體電壓采集模塊和電池溫度監(jiān)控模塊與MCU連接，所述MCU與控制單體充放電電路模塊連接，充電器通過(guò)485通信模塊與MCU連接。

所述單體電壓的采集模塊選用高壓電池監(jiān)視器，實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電壓的采集。

所述電池溫度監(jiān)控模塊采用熱敏電阻器采集鋰離子電池單體的溫度。

所述控制單體充放電電路在鋰離子電池單體與并充口之間分別串接場(chǎng)效應(yīng)管，通過(guò)控制每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)并充過(guò)程中對(duì)鋰離子電池單體過(guò)充過(guò)放的保護(hù)。

所述系統(tǒng)電源由隔離電源模塊U17給IIC通信部分提供隔離電源，與并充充電器之間實(shí)現(xiàn)了隔離通信，SCK和SDA通過(guò)磁耦合隔離芯片U13實(shí)現(xiàn)隔離通信；RS485通信通過(guò)485通信隔離模塊U12與充電器通信，通過(guò)制定好的通信協(xié)議與并充充電器交換數(shù)據(jù)。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用于電池組的并充保護(hù)。在充電器保護(hù)之外，實(shí)現(xiàn)電池自身的保護(hù)，通過(guò)通信發(fā)送給充電器更加準(zhǔn)確的電壓數(shù)據(jù)。解決電池組的并充口存在短路風(fēng)險(xiǎn)以及防止電池的單體出現(xiàn)過(guò)充和過(guò)放故障。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的連接原理框圖；

圖2是單體電壓采集，溫度監(jiān)控，控制單體充放電電路原理圖；

圖3是電源電路原理圖；

圖4是通信部分電路原理圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式詳述如下：詳見(jiàn)附圖1，本實(shí)施例提供了一種八串電池并充的充電保護(hù)裝置，包括鋰離子電池單體組成的八串電池組，所述八串電池組與單體電壓采集模塊、電池溫度監(jiān)控模塊和控制單體充放電電路連接，控制單體充放電電路與充電器連接，單體電壓采集模塊和電池溫度監(jiān)控模塊與MCU連接，所述MCU與控制單體充放電電路模塊連接，充電器及MCU連接系統(tǒng)電源。所述單體電壓的采集模塊選用高壓電池監(jiān)視器，實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電壓的采集。所述電池溫度監(jiān)控模塊采用熱敏電阻器采集鋰離子電池單體的溫度。所述控制單體充放電電路在鋰離子電池單體與并充口之間分別串接場(chǎng)效應(yīng)管，通過(guò)控制每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)并充過(guò)程中對(duì)鋰離子電池單體過(guò)充過(guò)放的保護(hù)。所述系統(tǒng)電源由隔離電源模塊U17給IIC通信部分提供隔離電源，與并充充電器之間實(shí)現(xiàn)了隔離通信，SCK和SDA通過(guò)磁耦合隔離芯片U13實(shí)現(xiàn)隔離通信；RS485通信通過(guò)485通信隔離模塊U12與充電器通信，通過(guò)制定好的通信協(xié)議與并充充電器交換數(shù)據(jù)。

工作過(guò)程

詳見(jiàn)附圖2，單體電壓采集、電池溫度監(jiān)控、控制單體充放電電路，使用U2(LTC6803多節(jié)電池監(jiān)視器)實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電壓的采集，使用熱敏電阻器NTC采集電池溫度，并充口與單體電池之間串接MOS，Q1--Q9，通過(guò)控制每個(gè)MOS實(shí)現(xiàn)，并充過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)單體過(guò)充過(guò)放的保護(hù)。

詳見(jiàn)附圖3、4，系統(tǒng)電源由U17給IIC通信部分提供隔離電源：+5V-IIC、GND-IIC，與并充充電器之間實(shí)現(xiàn)了隔離通信，SCK和SDA通過(guò)U13實(shí)現(xiàn)隔離通信。RS485通信通過(guò)U12跟充電器通信，可通過(guò)制定好的通信協(xié)議與并充充電器交換數(shù)據(jù)。

電池在未連接充電器的狀態(tài)下，電池的并充口與電池單體之間被Q1-Q9MOS斷開(kāi)，并充口沒(méi)有電壓，不會(huì)出現(xiàn)短路風(fēng)險(xiǎn)。

電池連接充電器后先進(jìn)行溫度監(jiān)控，有低溫(＜0℃，可軟件設(shè)置)或者過(guò)溫(＞70℃，可軟件設(shè)置)，并充保護(hù)板關(guān)閉輸出，禁止充電。