[發(fā)明專利]一種線性放電集成一體化自主均衡芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110257194.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112688402B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊華寶;邢宏波;周竹情;梁金鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江航芯源集成電路科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H01M10/42
• 代理公司: 北京格允知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 張莉瑜

本發(fā)明涉及一種線性放電集成一體化自主均衡芯片，包括高精度基準(zhǔn)電壓模塊、放電電阻、第一至第二放大器、第一至第二MOS管、功率管；高精度基準(zhǔn)電壓模塊連接鋰電池正極，輸出基準(zhǔn)電壓；第一MOS管源極連接鋰電池正極，漏極通過(guò)串聯(lián)第一電阻和第二電阻接地；第一放大器負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓，正輸入端通過(guò)第二電阻接地，輸出端連接第一MOS管柵極；放電電阻一端連接第一MOS管漏極，另一端連接第二MOS管漏極；第二MOS管漏極連接第二放大器正輸入端，源極連接鋰電池負(fù)極；功率管漏極連接鋰電池正極，源極連接鋰電池負(fù)極；第二放大器負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓，輸出端連接第二MOS管、功率管柵極。該芯片能智能均衡鋰電池電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種線性放電集成一體化自主均衡芯片、鋰電池組自主均衡系統(tǒng)及鋰電池自主均衡方法。

背景技術(shù)

鋰電池具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但由于單只電壓低，在與鉛酸電池同等電壓條件下，需要較多單體鋰電池串聯(lián)使用。

基于鋰電池的特性，在使用中需做好充、放電保護(hù)，才能保證電池安全穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)久。在充電時(shí)，電壓高于一定值，需要斷電保護(hù)防止鋰電池過(guò)度充電，放電時(shí)，電壓低于一定值，需要斷載保護(hù)防止鋰電池過(guò)度放電。同時(shí)，串聯(lián)的鋰電池組容量由改組電池中單體電池容量最低的那個(gè)決定。因?yàn)橐唤M串聯(lián)電池組充電過(guò)程中，當(dāng)有一個(gè)鋰電池電壓達(dá)到充電保護(hù)值時(shí)，保護(hù)機(jī)制便會(huì)斷開(kāi)充電回路；同理，在放電過(guò)程中，當(dāng)有一個(gè)鋰電池電壓達(dá)到放電保護(hù)時(shí)，保護(hù)機(jī)制便會(huì)斷開(kāi)放電回路。因此，在鋰電池組使用中，電池一致性要求非常高。

盡管電池組在出廠時(shí)都會(huì)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選，但經(jīng)過(guò)一定時(shí)間使用后，各個(gè)鋰電池之間會(huì)出現(xiàn)個(gè)體差異，這時(shí)便會(huì)影響電池組的整體性能和使用壽命。通常，鋰電池組都需配備電池管理系統(tǒng)對(duì)電池組進(jìn)行綜合管理，其中就包括電池組均衡管理。

目前，現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)電池組均衡管理的被動(dòng)均衡方案基本為橫流放電模式，充放電結(jié)束電池電壓一致性差。并且，外圍檢測(cè)電路需額外供電，功耗較大，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，存在過(guò)沖、過(guò)放等現(xiàn)象。同時(shí)，高精度檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)需要高精度ADC及高精度基準(zhǔn)電壓等昂貴芯片，成本非常高。此外，電池組均衡系統(tǒng)需要控制器、電阻負(fù)載、繼電器等組合，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，集成度較低，不適合輕量化、高可靠應(yīng)用場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述至少一部分不足之處，提供一種能夠使鋰電池線性放電的集成化自主均衡芯片架構(gòu)，使電池組均衡管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)化、智能化、小型化。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種線性放電集成一體化自主均衡芯片，包括：

高精度基準(zhǔn)電壓模塊、放電電阻RS、第一電阻R1、第二電阻R2、第一放大器AMP1、第二放大器AMP2、第一MOS管M1、第二MOS管M2和功率管MP；其中，第一MOS管M1為PMOS管，第二MOS管M2和功率管MP為NMOS管；

所述高精度基準(zhǔn)電壓模塊連接鋰電池的正極VBAT+，輸出基準(zhǔn)電壓V_REF；

所述第一MOS管M1的源極連接鋰電池的正極VBAT+，漏極通過(guò)串聯(lián)的第一電阻R1和第二電阻R2接地；所述第一放大器AMP1的負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓V_REF，正輸入端通過(guò)第二電阻R2接地，輸出端連接所述第一MOS管M1的柵極；

所述放電電阻RS的一端連接所述第一MOS管M1的漏極，另一端連接所述第二MOS管M2的漏極；

所述第二MOS管M2的漏極連接所述第二放大器AMP2的正輸入端，源極連接鋰電池的負(fù)極VBAT-；所述功率管MP的漏極連接鋰電池的正極VBAT+，源極連接鋰電池的負(fù)極VBAT-；所述第二放大器AMP2的負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓V_REF，輸出端連接所述第二MOS管M2、所述功率管MP的柵極。

優(yōu)選地，所述高精度基準(zhǔn)電壓模塊包括高階帶隙基準(zhǔn)單元和LDO；