[發(fā)明專利]一種蓄電池單體專用的集成電路的實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710323494.0
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107040025B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒進(jìn);黃尚南;張妍;余侃勝;徐在德;謝國強(qiáng);王志成;桂小智;黃揚(yáng)琪;黃錦燕;周珊
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;廣州泓淮能源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種蓄電池單體專用的集成電路的實現(xiàn)方法，集成電路包括電池單體采集保護(hù)專用芯片，蓄電池單體，積分電容，溫敏電阻、CPU控制模塊及輔助電路。所述電池單體采集保護(hù)專用芯片包括集成蓄電池單體過充均衡電路、過放開路保護(hù)電路和電壓溫度采集積分電路。本發(fā)明集成電路在蓄電池過充電或過放電狀態(tài)下，通過MOS管開關(guān)切換蓄電池的充放電回路，保證電池單體的安全性，延長使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種蓄電池單體專用的集成電路的實現(xiàn)方法，屬蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

單體可充電蓄電池電壓一般為幾伏，而儲能電池或動力電池的電壓一般需要幾十伏甚至更高，因此需要將許多單體電池串聯(lián)后使用。大量電池的串聯(lián)使用，在充放電過程中由于各單體電池的容量，內(nèi)阻、溫度的偏差，很容易引起各個電池電壓不均衡，輕者導(dǎo)致電池組容量下降和快速劣化，重者導(dǎo)致徐電池開路，引起重大事故，甚至導(dǎo)致電池組起火爆炸，造成不可挽回的損失。由于容量內(nèi)阻的差異，同一組串聯(lián)蓄電池組中單體電池的充放電深度會不同，容量大的總會欠充欠放，而容量小的總會過充過放，會進(jìn)一步加大電池之間的不均衡性，最終導(dǎo)致整組蓄電池的提前失效。

電力直流系統(tǒng)中大部分使用閥控式鉛酸蓄電池，通過監(jiān)測單節(jié)電池的電壓、溫度，整組電壓、電流等數(shù)據(jù)能夠有效監(jiān)控蓄電池運(yùn)行狀態(tài)，但是目前對于蓄電池充放電過程中存在的過充過放問題卻不夠重視，尚無自動化保護(hù)方法，當(dāng)蓄電池存在開路時也只能被動的進(jìn)行現(xiàn)場處理，無法適應(yīng)當(dāng)前電力系統(tǒng)高可靠性的發(fā)展需求。

國內(nèi)外針對動力電池的保護(hù)電路研究較多，一個完整的保護(hù)電路一般包括采樣電路，邏輯控制電路，過充電保護(hù)電路，過放電保護(hù)電路，過放電保護(hù)電路等部分，現(xiàn)有的保護(hù)電路均存在線路復(fù)雜，性能不穩(wěn)定等問題，且隨著電池串聯(lián)數(shù)量的增加，其線路控制更加復(fù)雜，實用性差。因此開發(fā)一種集蓄電池單體電壓溫度采集、蓄電池單體過充電保護(hù)、蓄電池單體過放電保護(hù)及開路保護(hù)功能為一體的蓄電池單體專用芯片至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，為了解決串聯(lián)蓄電池中存在的蓄電池單體過充電、過放電甚至開路的問題，本發(fā)明提供一種蓄電池單體專用的集成電路的實現(xiàn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種蓄電池單體專用的集成電路的實現(xiàn)方法，所述集成電路包括蓄電池單體采集保護(hù)專用芯片，蓄電池單體，外部積分電容，溫敏電阻，CPU控制模塊及輔助電路；CPU控制模塊與蓄電池單體采集保護(hù)專用芯片相關(guān)端口相連接；蓄電池單體采集保護(hù)專用芯片與蓄電池單體連接；積分電容連接蓄電池單體采集保護(hù)專用芯片的引腳CT1和引腳CT2；溫敏電阻一端連接蓄電池單體采集保護(hù)專用芯片的引腳VT，溫敏電阻另一端接地；所述集成電路在蓄電池單體過充電或過放電狀態(tài)下，通過MOS管開關(guān)切換蓄電池單體的充放電回路，保證蓄電池單體的安全性，延長使用壽命。

所述電池單體采集保護(hù)專用芯片包括集成蓄電池單體過充均衡電路、過放開路保護(hù)電路和電壓溫度采集積分電路。

所述蓄電池單體采集保護(hù)專用芯片通過引腳VB+、VB-分別采集蓄電池單體的正極、負(fù)極電壓信號，當(dāng)輸入引腳VB+與VB-之間的電壓差高于過充參考電壓V1時，過充均衡電路上的MOS管開關(guān)導(dǎo)通，使蓄電池單體上并聯(lián)電阻R，通過電阻分流消耗過充電量，保護(hù)蓄電池單體不因過充導(dǎo)致性能下降；當(dāng)輸入引腳VB+與VB-之間的電壓差低于過放參考電壓V2時，過放開路保護(hù)電路上的MOS管導(dǎo)通，使蓄電池單體反向并聯(lián)二極管D導(dǎo)通，避免過放電對蓄電池單體的損害及開路造成的失電風(fēng)險；其中引腳VT連接溫敏電阻作為溫度信號采集輸入；蓄電池單體采集保護(hù)專用芯片的引腳CT1與引腳CT2分別連接積分電容C的兩端，引腳Vref輸入基準(zhǔn)電壓值，引腳CTL0/CTL1/CTL2連接CPU輸入控制信號，CPU輸出控制信號CTL1和CTL2切換積分電路的模擬信號量輸入，通過積分電容對模擬信號進(jìn)行積分，將模擬信號轉(zhuǎn)化成時間信號，由引腳OUT連接CPU計數(shù)器控制信號進(jìn)行計數(shù)，實現(xiàn)電壓溫度的高精度采集；蓄電池單體采集保護(hù)專用芯片通過引腳VDD及GND由外部進(jìn)行供電，接入蓄電池單體采集保護(hù)專用芯片的工作電壓和接地。