[發明專利]一種鋰離子電池模塊管理電路

在審

• 申請號: 201910202685.0
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109787327A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 俞峰;楊麒麟;張許峰;張鳳敏
• 申請（專利權）人: 福建飛毛腿動力科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種鋰離子電池模塊管理電路。包括單片機及與該單片機連接的參數檢測電路、第一場效應管驅動電路、第二場效應管驅動電路，還包括第一場效應管、第二場效應管、熔斷器、串聯電池模塊。本發明的鋰離子電池模塊管理電路除了具有電池模塊的參數檢測與通信功能，而且還具有獨立于電池組系統的另一級保護功能，可以獨立保護電池模塊，避免電池模塊過充電和過放電，并避免電池模塊過高溫度或過低溫度進行充電和放電；且本發明的電池模塊管理電路的結構可以使電池模塊的保護開關采用場效應管來實現，在具體應用時場效應管只需要承受電池模塊本身的電壓，因此可以選用低成本的低耐壓低通態阻抗的場效應管，具有很好的經濟性和很高的性價比。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池管理系統技術領域，具體涉及一種鋰離子電池模塊管理電路。

背景技術

隨著鋰離子電池應用的日益廣泛，鋰離子電池越來越多的應用于動力電池以及儲能系統，行業內應用于電動汽車動力以及大型儲能的鋰離子電池組由于電壓很高，多數會達到300V甚至800V以上，電池的串聯節數很多，常常達到上百串，因此電池組在電路結構上往往采用分模塊設計的方式，每個模塊為6～12節電池串聯，模塊會帶有一個電池管理電路，該管理電路的功能主要為監測電池模塊的參數，并與外部的中央控制單元（也稱主控單元）通信，但模塊不具有保護功能。多個模塊共同串聯后構成了整個電池組系統，在整個主回路上具有一個直流接觸器（或繼電器）作為功率控制開關，主控單元根據電池模塊和電池組的狀態來控制直流接觸器的通斷實現整個電池組系統的保護。

現有的動力電池組及高電壓儲能電池組的模塊管理電路沒有獨立的保護控制功能，只具有參數檢測和數據通信功能，其功能是檢測電池模塊內的電池電壓和溫度參數，并以數據通信的方式與外部主控單元進行通信，將電池模塊參數傳送給主控單元，再由主控單元控制主回路的直流接觸器來對整個電池組進行保護控制，整個鋰離子電池管理系統只有一級保護，缺少模塊級的獨立保護，當主回路的保護控制失效時，電池組就容易發生安全問題。而由于這級保護控制由于需要承受高電壓及大電流，在行業內常用直流接觸器作為保護開關，在高電壓大電流應用場合，直流接觸器的連接觸點容易發生粘連而失效。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池模塊管理電路，由于電池模塊具有獨立的第二級保護功能，而大大地提高動力電池組和儲能電池組的安全性和可靠性。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種鋰離子電池模塊管理電路，包括單片機及與該單片機連接的參數檢測電路、第一場效應管驅動電路、第二場效應管驅動電路，還包括第一場效應管、第二場效應管、熔斷器、串聯電池模塊，所述參數檢測電路與串聯電池模塊的各節點相連接，對串聯電池模塊中所有單體電池的電壓進行檢測，同時對串聯電池模塊的溫度進行多點檢測，并將電池的電壓和溫度數據發送給單片機，由單片機根據電池狀態進行相應控制；單片機通過第一場效應管驅動電路、第二場效應管驅動電路分別控制第一場效應管的G極、第二場效應管的G極；熔斷器的一端與串聯電池模塊的正極連接，起回路過電流保護作用；第一場效應管的D極與熔斷器的另一端連接，第一場效應管的S極與第二場效應管的D極連接，并作為串聯電池模塊的輸出正極；第二場效應管的S極與串聯電池模塊負極連接并成為串聯電池模塊的輸出負極；第一場效應管和第二場效應管作為串聯電池模塊輸入輸出控制狀態的開關。

在本發明一實施例中，還包括一電感，電感的一端與第一場效應管的S極、第二場效應管的D極連接，電感的另一端代替第一場效應管的S極與第二場效應管的D極，作為串聯電池模塊的輸出正極。

在本發明一實施例中，還包括一與單片機連接且用于實現單片機與外部進行通信的通信接口電路。