[發明專利]一種鋰電池充電管理系統及其方法

在審

• 申請號: 202011192160.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN113078701A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 童鑫;曾世欣
• 申請（專利權）人: 翊工動力科技（上海）有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 劉穎

1.一種鋰電池充電管理系統，其特征在于，包括：電池充電器、上位機、電池主控制模塊及至少一個電池包模塊；

所述電池主控制模塊包括控制單元、電流檢知器及繼電器，所述電池包模塊包括信號采集單元及至少一個電池芯，所述電池芯的正極為所述電池包模塊的正極輸出端，負極為所述電池包模塊的負極輸出端，

所述控制單元分別與所述上位機及所述電池充電器的信號端通訊連接，所述控制單元還分別與所述電流檢知器的控制端及所述繼電器的控制端連接，

所述電流檢知器的輸入端與所述電池包模塊的正極輸出端連接，所述電流檢知器的輸出端及所述電池包模塊的負極輸出端分別與所述繼電器的開關觸點的一端連接，所述繼電器的開關觸點的另一端與所述電池充電器連接；

所述信號采集單元包括檢測電路及平衡電路，所述檢測電路及所述平衡電路的輸入端分別與所述電池芯的一個電源輸出端連接，所述檢測電路及所述平衡電路的輸出端與所述控制單元通訊連接。

2.根據權利要求1所述的鋰電池充電管理系統，其特征在于：所述電池芯的數量為多個，各所述電池芯的電源輸出端相串聯，串聯后的正極作為所述電池包模塊的正極輸出端，與所述電流檢知器的輸入端連接，串聯后的負極作為所述電池包模塊的負極輸出端，與所述繼電器的開關觸點連接。

3.根據權利要求1或2所述的鋰電池充電管理系統，其特征在于：所述電池包模塊的數量為多個，各所述電池包模塊的電源輸出端相串聯，串聯后的正極作為多個所述電池包模塊的正極輸出端，與所述電流檢知器的輸入端連接，串聯后的負極作為多個所述電池包模塊的負極輸出端，與所述繼電器的開關觸點連接，各所述信號采集單元的信號輸出端分別與所述控制單元通訊連接。

4.根據權利要求1所述的鋰電池充電管理系統，其特征在于：所述平衡電路包括大功率電阻。

5.一種鋰電池充電管理方法，其特征在于，所述方法應用于如權利要求1-4中任一項所述的鋰電池充電管理系統，所述方法包括以下步驟：

步驟一、上位機接收到電池充電器與電池主控制模塊已連接的信號，發送第一充電指令到控制單元，控制單元根據充電指令發送控制信號到繼電器的控制端，閉合繼電器，接通充電回路與電池充電器，同時發送第二充電指令到電池充電器，開始充電；控制單元還發送控制信號到電流檢知器的控制端，啟動電流檢知器，控制單元通過電流檢知器實時獲取電池芯的電流值，并根據該電流值計算電池芯的荷電狀態SOC值，根據SOC值來調整電池充電器的輸出電流值；

步驟二、信號采集單元通過檢測電路實時獲取電池芯的電壓值，并將所述電壓值與預設的多個電壓值進行比較；

步驟三、當電池芯的電壓值達到第一預設電壓值時，信號采集單元發送第一警報信號到控制單元，控制單元根據第一警報信號發送控制信號到繼電器的控制端，斷開繼電器，將充電回路與電池充電器斷開，同時發送開啟指令到信號采集單元的平衡電路，啟動平衡電路對電池芯進行放電；

步驟四、當電池芯的電壓值從第一預設電壓值下降到第二預設電壓值時，信號采集單元發送第二警報信號到控制單元，控制單元根據第二警報信號發送控制信號到繼電器的控制端，閉合繼電器，接通充電回路與電池充電器，同時發送限制低電流輸出命令到電池充電器，此時電池充電器調整輸出電流，執行低電流涓流充電動作；

步驟五、當電池芯的電壓值從第二預設電壓值下降到第三預設電壓值時，信號采集單元發送第三警報信號到控制單元，控制單元根據第三警報信號發送關閉指令到信號采集單元的平衡電路，關閉平衡電路；

步驟六、當電池芯的電壓值從第三預設電壓值上升到第四預設電壓值時，信號采集單元發送第四警報信號到控制單元，控制單元根據第四警報信號發送開啟指令到信號采集單元的平衡電路，啟動平衡電路對電池芯進行放電；

步驟七、當電池芯的電壓值再次從第四預設電壓值下降到第五預設電壓值時，重復步驟五，直到電池芯的電壓值穩定在第六預設電壓值的范圍內，信號采集單元發送第五警報信號到控制單元，控制單元根據第五警報信號發送控制信號到繼電器的控制端，斷開繼電器，將充電回路與電池充電器斷開，同時發送停止充電指令到電池充電器。