[發(fā)明專利]一種便攜式的多節(jié)鋰電池組管理系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011077410.8
• 申請(qǐng)日: 2020-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114336809A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡炳;陳玉興;余波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐凱醫(yī)療器械（上海）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00;H01M10/42;H01M10/44
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 袁亞軍

1.一種便攜式的多節(jié)鋰電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：

電池組：采用多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)成組作為電源；

電池管理芯片：通過(guò)外圍檢測(cè)電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池組的當(dāng)前電壓、充放電電流和溫度信息；

主電流回路：包括預(yù)充放電控制電路和充放電控制電路，所述預(yù)充放控制電路用于防止電池組過(guò)度放電或過(guò)久自放電，所述充放電控制電路為電池組提供正常的充放電通路；

保護(hù)電路：包括防反接保護(hù)電路和過(guò)壓保護(hù)電路；

外部電壓充電平衡控制電路：通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管控制電池均衡，用于消除單體電池成組后在使用過(guò)程中產(chǎn)生的不一致性。

2.如權(quán)利要求1所述的便攜式的多節(jié)鋰電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池管理芯片為BQ40z80，所述外圍檢測(cè)電路包括電壓采樣和電流檢測(cè)，電壓采樣通過(guò)BQ40z80的引腳VC7EN連接N溝道MOS管Q10，將VC7EN引腳拉高，使得MOS管Q10導(dǎo)通，電壓通過(guò)內(nèi)置ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)時(shí)讀取電壓值；電流檢測(cè)是通過(guò)在BQ40z80的SRN和SRP引腳之間接入一個(gè)1mΩ的檢測(cè)電阻來(lái)進(jìn)行，并采用集成于BQ40z80芯片內(nèi)部的ADC進(jìn)行庫(kù)倫計(jì)數(shù)。

3.如權(quán)利要求2所述的便攜式的多節(jié)鋰電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述BQ40z80的TS1、TS2提供熱敏電阻驅(qū)動(dòng)控制，用于電池和場(chǎng)效應(yīng)管的溫度檢測(cè)。

4.如權(quán)利要求2所述的便攜式的多節(jié)鋰電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述充放電控制電路的工作狀態(tài)為：當(dāng)充電時(shí)，該回路的電流從電池PACK+開(kāi)始，經(jīng)過(guò)用于控制充電和放電的場(chǎng)效應(yīng)管和化學(xué)保險(xiǎn)絲，然后通過(guò)鋰電池組和電流采樣電阻，最終回到PACK-，完成對(duì)整個(gè)鋰電池組的充電；所述電池管理芯片的PACK引腳通過(guò)一個(gè)10k電阻與PACK+相連，所述電池管理芯片的SRN引腳通過(guò)RC濾波器與PACK-相連；當(dāng)單節(jié)電池電壓低于2.5V時(shí)，判定為電池欠壓，放電回路截止；當(dāng)單節(jié)電池電壓高于4.2V時(shí)，充電回路立即斷開(kāi)防止電池過(guò)充。

5.如權(quán)利要求4所述的便攜式的多節(jié)鋰電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)充放電控制電路包括預(yù)充電開(kāi)關(guān)MOS管Q2和預(yù)放電開(kāi)關(guān)MOS管Q3，MOS管Q2通過(guò)電阻R5調(diào)節(jié)預(yù)充電電流，MOS管Q3通過(guò)電阻R6調(diào)節(jié)預(yù)放電電流；所述電池管理芯片的PDSG引腳和MOS管Q1的柵極相連控制預(yù)放電模式，將PDSG引腳置于高電平，使MOS管Q1導(dǎo)通，MOS管Q1的源極和電壓VSS相連，MOS管Q1的漏極通過(guò)分壓電阻R1和MOS管Q3的柵極相連，同時(shí)MOS管Q1的漏極還通過(guò)串聯(lián)的分壓電阻R1、分壓電阻R2后和MOS管Q3的源極相連，所述分壓電阻R1和分壓電阻R2的阻值相同；當(dāng)MOS管Q1導(dǎo)通后，使得MOS管Q3柵極電壓降低為源極電壓的一半，從而導(dǎo)通開(kāi)啟預(yù)放電；MOS管Q4為充電控制開(kāi)關(guān)，Q4柵極由CHG引腳控制；MOS管Q5為放電控制開(kāi)關(guān)，Q5柵極由DSG引腳控制；兩者以漏極對(duì)接的方式串聯(lián)在PACK+和電池組的正極之間，當(dāng)進(jìn)行充電或放電時(shí)，MOS管Q4和MOS管Q5同時(shí)導(dǎo)通；當(dāng)充電停止時(shí)，MOS管Q4關(guān)斷；當(dāng)放電停止時(shí)，MOS管Q5關(guān)斷。

6.如權(quán)利要求5所述的便攜式的多節(jié)鋰電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述防反接保護(hù)電路和過(guò)壓保護(hù)電路；當(dāng)PACK+上出現(xiàn)負(fù)信號(hào)時(shí)使柵極接地的N型MOS管Q6導(dǎo)通，使放電MOS管Q5的柵源極短路起到保護(hù)作用。

7.如權(quán)利要求2所述的便攜式的多節(jié)鋰電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組由7節(jié)鋰離子電池串聯(lián)組成，前面6節(jié)電池由電池管理芯片內(nèi)部集成的電壓均衡模塊進(jìn)行控制，第7節(jié)電池由外部電壓充電平衡控制電路實(shí)現(xiàn)電壓均衡；所述外部電壓充電平衡控制電路包括N型MOS管Q9和P型MOS管Q8，所述N型MOS管Q9的柵極和電池管理芯片的CB7EN引腳相連，MOS管Q9的源極和電壓端VSS相連，MOS管Q9的漏極和MOS管Q8的柵極相連；當(dāng)MOS管Q9導(dǎo)通時(shí)，使得P型MOS管Q8柵極電壓為BAT7的一半，從而導(dǎo)通MOS管Q8，使得BAT6和BAT7相連實(shí)現(xiàn)電壓均衡，BAT6是第六節(jié)電池的正極，BAT7是第7節(jié)電池的正極。