[發明專利]一種磷酸鐵鋰電池寬溫保護裝置

在審

• 申請號: 202011200030.9
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112152303A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 于浩;王鐵鋼;王偉;胡鵬程;劉慶新;孫曉宇;畢艷紅;焦琳;趙洋;趙輝;翟曉宇;王琪;劉靜;宋世禹;王小兵
• 申請（專利權）人: 沈陽鐵道科學技術研究所有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 遼寧共智律師事務所 21260
• 代理人: 張軍貴

1.一種磷酸鐵鋰電池寬溫保護裝置，包括四節磷酸鐵鋰電池（BT）、芯片（U1）、電阻（R）、MOSFET管（Q）、電容（C）、熱保護器（KT），其特征在于：四節磷酸鐵鋰電池串聯后，第四節磷酸鐵鋰電池（BT4）正極連接到芯片（U1）的16腳（VDD）為芯片（U1）提供電源正極，第一節磷酸鐵鋰電池（BT1）負極通過電阻R4接到芯片（U1）的7腳（VSS）為芯片（U1）供電源負極，電阻R9、R11、R8、R3的一端分別接芯片（U1）的15腳（VC1）、14腳（VC2）、13腳（VC3）、12腳（VC4），所述電阻R9的另一端接第四節磷酸鐵鋰電池（BT4）正極，所述R11的另一端接分別接第三節磷酸鐵鋰電池（BT3）正極、第四節磷酸鐵鋰電池（BT4）負極，所述R8的另一端分別接第二節磷酸鐵鋰電池（BT2）正極、第三節磷酸鐵鋰電池（BT3）負極，所述R3的另一端接第一節磷酸鐵鋰電池（BT1）正極，芯片（U1）的10腳（SEL）通過電阻R10接在第四節磷酸鐵鋰電池（BT4）正極，芯片5腳（CDT）通過電容C7接地，芯片（U1）的6腳（CCT）通過電容C6接地，芯片（U1）的1腳（COP）通過電阻14連接MOSFET管（Q1），芯片（U1）的2腳（VMP）通過電阻13連接MOSFET管（Q1），芯片（U1）的3腳（DOP）通過電阻R12連接MOSFET管（Q2），芯片（U1）的4腳（VINI）一端通過R15、C1連接MOSFET管（Q1），芯片（U1）的4腳（VINI）另一端通過R15連接R1、R2，且R1和R2并聯設置，R1的另一端接地，電容C1、C2、C3、C4一端分別接在芯片（U1）的15腳（VC1）、14腳（VC2）、13腳（VC3）、12腳（VC4），電容C1、C2、C3、C4的另一端接在第四節磷酸鐵鋰電池（BT4）正極。

2.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰電池寬溫保護裝置，其特征在于：所述芯片（U1）為SH367003XBAAOO 16引腳控制芯片，且芯片（U1）的內部設置有緩沖電路、延時電路和控制電路。

3.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰電池寬溫保護裝置，其特征在于：正常充電時，由所述芯片（U1）的1腳（COP）和電阻R14給MOS管Q1提供導通電壓，形成充放電回路，充電快完成時，所述芯片（U1）檢測到第一節磷酸鐵鋰電池（BT1）、第二節磷酸鐵鋰電池（BT2）、第三節磷酸鐵鋰電池（BT3）或第四節磷酸鐵鋰電池（BT4）的電壓超過3.75V，芯片（U1）內部對檢測到的信號處理后，通過芯片（U1）的1腳（COP）控制MOSFET管（Q1）關閉，形成過充保護電路。

4.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰電池寬溫保護裝置，其特征在于：在放電時，所述芯片（U1）檢測到第一節磷酸鐵鋰電池（BT1）、第二節磷酸鐵鋰電池（BT2）、第三節磷酸鐵鋰電池（BT3）或第四節磷酸鐵鋰電池（BT4）的電壓低于2.0V，芯片（U1）內部對檢測到的信號處理后，通過芯片（U1）的3腳（DOP）來控制MOSFET管（Q2）關閉，形成過放保護電路。

5.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰電池寬溫保護裝置，其特征在于：當外部短路或用電器的電流過大超過設定值，則電阻R1，R2的電壓降升高，通過電阻R15送到芯片（U1）的4腳（VINI）與芯片（U1）內部基準值比較，高于基準值，芯片（U1）通過3腳（DOP）控制MOSFET管（Q2）關閉輸出，同時若MOSFET管（Q1）、（Q2）流過的電流過大，芯片（U1）的2腳（VMP）和16腳（VDD）之間的電壓超出芯片（VDD）的設定值，芯片（VDD）通過3腳（DOP）控制MOSFET管（Q2）關閉輸出，形成短路過流保護電路。

6.根據權利要求3所述的一種磷酸鐵鋰電池寬溫保護裝置，其特征在于：當環境溫度高于75攝氏度熱保護器KT迅速斷開，及時斷開了電池的充放電回路，形成高溫保護電路。

7.根據權利要求5所述的一種磷酸鐵鋰電池寬溫保護裝置，其特征在于：所述MOSFET管（Q1）和MOSFET管（Q2）并聯串聯設置，且MOSFET管（Q1）和MOSFET管（Q2）的V+接電池組保護電路輸出+極，V-接電池組保護電路輸出-極，電池組為芯片HT7580（U1，2腳）供電，RT1為熱傳感器，HT7050（U2）的2腳為供電端由U1輸出后R8、R13、RT1分壓后提供電源，HT7050（U2，2腳）檢測熱傳感器的溫度變化，通過1腳輸出控制Q1、Q3開關管的關閉與導通，HT7050（U3）的2腳為供電端由R1、R7、R14分壓后提供，HT7050（U3，2腳）檢測電池電壓，當電池電壓在設定范圍內控制Q2、Q4開關管的通斷，給電池組提供加熱，加熱時LED燈D1點亮。