一種設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池能源領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)銷售的針對(duì)于儲(chǔ)能的電池保護(hù)板主要應(yīng)用在移動(dòng)基站，電動(dòng)自行車，光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)等。這樣的保護(hù)板結(jié)構(gòu)都是一體式的，采樣和控制以及電池的均衡回路都做在一塊板上，這樣板子存在一些問題:安全系數(shù)低，板子功耗大，沒有很好的隔離，采樣精度低。蓄電池及設(shè)備的保護(hù)可靠性較低。
[0003]目前電池保護(hù)板主要是通過MOSFET (俗稱MOS管)來控制充電和放電，當(dāng)用戶的充電機(jī)電容容量選擇偏大，充電瞬間的沖擊電流很容易將MOS管擊穿，其結(jié)果就是對(duì)電池過度充電，輕者造成損壞，重者造成爆炸以至人員傷亡。根據(jù)負(fù)載的容量不同，所選用的電池組數(shù)量也不同。比較普遍1KW的儲(chǔ)能系統(tǒng)，需要4個(gè)2.5KW的系統(tǒng)串聯(lián)而成，中間不可避免的需要每個(gè)單元之間的通訊，按照目前國(guó)內(nèi)一體式的保護(hù)板，通訊時(shí)很有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，誤報(bào)警等故障。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于目前電池安全保護(hù)存在的上述問題，本實(shí)用新型提供一種設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)可靠地進(jìn)行過充電、過放電的保護(hù)，確保電池組的安全。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，所述設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)包括相互連接的電池組、充電機(jī)、主控電路、檢測(cè)電路，外部電路，所述主控電路包括電池管理控制裝置、充放電主回路，所述充放電主回路負(fù)極端設(shè)有并聯(lián)連接的一組串聯(lián)的充電功率MOS管和一組串聯(lián)的放電功率MOS管。
[0007]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述電池組為鋰電池組。
[0008]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述電池組包括若干塊單體電池及均衡回路模塊，所述均衡回路模塊由單體電池、保險(xiǎn)電阻、開關(guān)組成，所述均衡回路模塊的開關(guān)處設(shè)有報(bào)警電路。
[0009]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述外部電路設(shè)有熔斷器和空氣開關(guān)，所述熔斷器和空氣開關(guān)兩端的電壓檢測(cè)電路。
[0010]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述充電機(jī)設(shè)置有直流電源輸出電路。
[0011]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述電池管理控制裝置包括USB接口模塊。
[0012]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述檢測(cè)電路包括電流檢測(cè)電路、電池單體電壓檢測(cè)電路、主回路上的總電壓檢測(cè)電路，所述電流檢測(cè)電路設(shè)置充放電主回路上。
[0013]本實(shí)用新型實(shí)施的優(yōu)點(diǎn):通過在充放電主回路負(fù)極端設(shè)有并聯(lián)連接的一組充電控制MOSFET管和一組放電控制MOSFET管，一旦發(fā)生擊穿不可控，還有冗余的MOSFET管進(jìn)行安全切斷，保證了電池不會(huì)過充過放以致威脅到人身財(cái)產(chǎn)的安全，大大提高了安全性。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)的示意簡(jiǎn)圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)的充放電主回路示意簡(jiǎn)圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)的電池組的均衡回路不意簡(jiǎn)圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)的電池組的均衡回路的報(bào)警電路示意簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，一種設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，所述設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)包括相互連接的電池組1、充電機(jī)5、主控電路2、檢測(cè)電路3，外部電路4，所述主控電路包括電池管理控制裝置21、充放電主回路22，所述充放電主回路22負(fù)極端設(shè)有并聯(lián)連接的一組串聯(lián)的充電功率MOS管221和一組串聯(lián)的放電功率MOS管 222。
[0022]通過在充放電主回路22并聯(lián)連接的組串聯(lián)的充電功率MOS管221和一組串聯(lián)的放電功率MOS管222，大大提高了安全性，一旦發(fā)生擊穿不可控，回路上的另一個(gè)MOSFET管可以進(jìn)行安全地切斷，以保證電池不會(huì)過充過放，威脅到人身財(cái)產(chǎn)的安全。
[0023]在實(shí)際應(yīng)用中，充放電主回路上可設(shè)置一組電流檢測(cè)電路223，采樣精度達(dá)到0.25%，防止一路發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)能不間斷的對(duì)系統(tǒng)的電流進(jìn)行測(cè)量，能隨時(shí)監(jiān)控電路的狀況。
[0024]檢測(cè)電路3包括在每個(gè)單體電池上的電壓檢測(cè)電路31和主回路上總電壓檢測(cè)電路32，此設(shè)計(jì)分別使用了單體電壓累加法和總壓的取樣測(cè)量，并且分別對(duì)這兩組數(shù)據(jù)通過不間斷的進(jìn)行比較，單位時(shí)間內(nèi)壓力差達(dá)到某個(gè)值時(shí)，主控將提示報(bào)警信號(hào)，目的是對(duì)外部電路4故障的判斷，防止電纜松動(dòng)、虛接及其他原因引起的故障。
[0025]外部電路4設(shè)有熔斷器41和空氣開關(guān)42，所述檢測(cè)電路3包括在所述熔斷器41和空氣開關(guān)41兩端的電壓檢測(cè)電路33，能在當(dāng)外部電路發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)地判斷出故障的原因，找出故障點(diǎn)。
[0026]充放電主回路22上的充電機(jī)5設(shè)有直流電源輸出模塊51，通常為12V或24V直流電源輸出，能在要求加些小設(shè)備時(shí)，充當(dāng)穩(wěn)壓電源的作用，不需額外設(shè)計(jì)獨(dú)立的電源。
[0027]電池管理控制裝置21包括一個(gè)USB接口模塊211，當(dāng)電池深度放電時(shí)，為了不讓電池繼續(xù)放電，采用一個(gè)USB DC5V的電壓激活主控板，控制充電功率MOSFET管221閉合給電池充電，同時(shí)還能與上位機(jī)進(jìn)行通信，起到監(jiān)控的效果。
[0028]電池管理控制裝置221還可設(shè)置4個(gè)數(shù)字量輸入通道和8個(gè)數(shù)字量輸出通道，當(dāng)系統(tǒng)用在大型儲(chǔ)能系統(tǒng)中時(shí)，可能與上一級(jí)或下一級(jí)的設(shè)備通訊，能防止當(dāng)CAN總線發(fā)生故障時(shí)，一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)沒有及時(shí)地傳輸造成誤操作，來確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性。
[0029]電池組I為鋰電池組，包括若干塊單體電池及均衡回路11，所述均衡回路為單體電池、電阻、開關(guān)組成的串聯(lián)電路，所述均衡回路11的均衡開關(guān)處設(shè)有報(bào)警模塊111，一旦開關(guān)發(fā)生故障，將會(huì)報(bào)警提醒用戶，均衡回路出現(xiàn)故障，能及時(shí)進(jìn)行排除。在實(shí)際應(yīng)用中，所述均衡回路可為以電池和多個(gè)開關(guān)來連接一個(gè)電容的回路，通過多個(gè)開關(guān)的分級(jí)控制電池對(duì)電容充放電來進(jìn)行均衡，使均衡的安全系統(tǒng)提高，同時(shí)避免了電阻的發(fā)熱功耗。
[0030]在本實(shí)施中，電池管理控制裝置21采用市面上常用的電池充放電管理控制芯片。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施的優(yōu)點(diǎn):通過在充放電主回路負(fù)極端設(shè)有并聯(lián)連接的一組充電控制MOSFET管和一組放電控制MOSFET管的方法，一旦發(fā)生擊穿不可控，還有冗余的MOSFET管進(jìn)行安全切斷，保證了電池不會(huì)過充過放以致威脅到人身財(cái)產(chǎn)的安全，大大提高了安全性。
[0032]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本實(shí)用新型公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)包括相互連接的電池組、充電機(jī)、主控電路、檢測(cè)電路，外部電路，所述主控電路包括電池管理控制裝置、充放電主回路，所述充放電主回路負(fù)極端設(shè)有并聯(lián)連接的一組串聯(lián)的充電功率MOS管和一組串聯(lián)的放電功率MOS管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組為鋰電池組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組包括若干塊單體電池及均衡回路模塊，所述均衡回路模塊由單體電池、保險(xiǎn)電阻、開關(guān)組成，所述均衡回路模塊的開關(guān)處設(shè)有報(bào)警電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述外部電路設(shè)有熔斷器和空氣開關(guān)，所述熔斷器和空氣開關(guān)兩端的電壓檢測(cè)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述充電機(jī)設(shè)置有直流電源輸出電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池管理控制裝置包括USB接口模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)電路包括電流檢測(cè)電路、電池單體電壓檢測(cè)電路、主回路上的總電壓檢測(cè)電路，所述電流檢測(cè)電路設(shè)置充放電主回路上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)，所述設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理系統(tǒng)包括相互連接的電池組、充電機(jī)、主控電路、檢測(cè)電路，外部電路，所述主控電路包括電池管理控制裝置、充放電主回路，所述充放電主回路負(fù)極端設(shè)有并聯(lián)連接的一組串聯(lián)的充電功率MOS管和一組串聯(lián)的放電功率MOS管，本實(shí)用新型提供的設(shè)有安全保護(hù)電路的電池管理控制系統(tǒng)，通過在充放電主回路負(fù)極端設(shè)有并聯(lián)連接的一組充電控制MOSFET管和一組放電控制MOSFET管，實(shí)現(xiàn)可靠地進(jìn)行過充電、過放電的保護(hù)，確保電池組的安全。
【IPC分類】H02J7-00, H02H7-18
【公開號(hào)】CN204597510
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520102320
【發(fā)明人】楊一杰
【申請(qǐng)人】上海儲(chǔ)瑞能源科技有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日