CN102709980B - 一种基于电池保护芯片的串联锂电池组保护板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于电池保护芯片的串联锂电池组保护板,包括多个单节锂电池保护模块、低电量报警信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和充电保护信号驱动电路,串联锂电池中每节锂电池对应设置一个锂电池保护模块;单节锂电池保护模块包括第一电池保护芯片、第二电池保护芯片;第一电池保护芯片和第二电池保护芯片是通过监视连接正电源输入端子与负电源输入端子间的电池电压,以及过流检测端子与负电源输入端子的端子间的电压差实现控制充电和放电;电池组负端的单节锂电池对应的单节锂电池保护模块还通过电流采样电阻检测整个电池组回路是否过流或短路。本发明具有高压保护、低电量告警、低压保护、短路保护等功能。

Description

一种基于电池保护芯片的串联锂电池组保护板
技术领域
[0001] 本发明涉及能源和自动控制技术领域,具体是一种新型串联锂电池保护板的设计方法与装置。本发明适用于2只至32只采用锂离子电池的电动摩托车、电动自行车、电动残疾人代步车、电动休闲车、高尔夫球车、电动沙滩车、轻型电动汽车等电动车辆、AGV小车、储能装置及移动电源系统。
背景技术
[0002]由于单体动力电池能量有限,端电压较低,电动车辆、储能装置及电源系统等需要采用多块电池进行串、并联组合成动力电池组。锂离子电池是以含锂的化合物作正极,以碳素材料为负极,有机电解液作为电解液的化学贮能装置。它没有金属锂存在,只有锂离子,充放电过程中,锂离子处于从正极一负极一正极的摇摆式运动状态。目前世界上以磷酸铁锂电池为代表的锂离子电池的研发有重大突破,既提高它的比能量和循环寿命,又大大提高了电池的安全性。全球许多发达国家将锂离子电池作为电动汽车用动力电池的主攻方向。预计到2015年以后,锂离子电池的价格比有望达到可以和铅酸电池竞争的水平,而成为未来电动车辆、AGV小车、储能装置及移动电源的主要动力电池。
[0003] 目前锂离子电池的应用越来越广泛,由于锂电池特性比较活跃,过压和过流等异常工作状态都会造成其永久性的损坏,会严重影响锂电池的性能与寿命,通常要通过锂离子电池保护装置来防止异常工作状态对电池的损坏。
[0004]目前市场上锂离子电池的管理系统和保护装置一般有两种模式,一种是基于美国德州仪器、凌特、美林等公司生产的电池管理芯片的数字化电池管理系统,它功能强大,但技术复杂、价格昂贵,制约了在实际中的广泛应用。另一种是基于电池保护芯片的锂离子电池保护板,一般都有过充、过放、过流、短路保护等功能,价格便宜,应用十分广泛。但现在应用的锂离子电池保护板在电压管理上,只有过充过放的保护功能,没有低电量告警功能。使用该电池保护板的锂离子电池组在使用中,一旦发现其中一只单体电池的电压低于过放电保护值时,为了保护电池组而自动切断电池组主回路,这时运行的电动车辆会突然失去动力,带来危险和使操控变得十分不便;使用储能装置及移动电源的设备会突然失去电源,使设备突然中止运行,丢失数据,造成无法挽回的损失。同时电池保护板在过放电保护时,电池组可能正处于大电流放电工作状态,突然切断电池组主回路会产生巨大的浪涌冲击,损坏设备。
发明内容
[0005] 本发明目的在于克服现有技术的缺点,提出了一种基于电池保护芯片的串联锂离子电池组保护板,低成本实现串联锂离子电池组同时具有充电保护、放电保护和低电量告警的功能,并具有发送放电保护、低电量告警、充电保护信号功能,实现电动车辆和锂离子电池组的管控一体化。
[0006] 本发明采用一对电池保护芯片来监控和管理锂离子电池组,其中第一电池保护芯片用于锂离子电池组各单体电池的充电保护和放电保护,第二电池保护芯片用于锂离子电池组的低电量告警;本发明通过高、低电平向上位机(如电机控制器)发送充电保护、放电保护、低电量告警等信号。电机控制器接收低电量告警信号后,对动力电池组放电电流进行限制,车辆低速运行,同时向驾驶人发出声光告警信号;电机控制器接收放电保护信号后,对动力电池组放电电流进行控制并关闭电源,车辆停止运行;电机控制器接收充电保护信号后,释放能量回馈功能,实现电动车辆和锂离子电池组的管控一体化。
[0007] 本发明的目的通过如下技术方案实现:
[0008] 一种基于电池保护芯片的串联锂电池组保护板,包括多个单节锂电池保护模块、低电量报警信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和充电保护信号驱动电路,串联锂电池中每节锂电池对应设置一个锂电池保护模块;每个单节锂电池保护模块通过过充检测输出线、过放检测输出线和低电量检测输出线分别与充电保护信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和低电量报警信号驱动电路连接;
[0009] 所述单节锂电池保护模块包括第一电池保护芯片、第二电池保护芯片、电池接口正端、电池接口负端和过流检测输入端;第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的正电源输入端子通过电池接口正端与相应的单节电池正极相连,第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的负电源输入端子通过电池接口负端与相应的单节电池负极相连;第一电池保护芯片的过流检测端子通过过流检测输入端和过流电阻与相应的单节电池负极相连,其中,第一电池保护芯片是通过过流检测输入端和电流采样电阻与最后一节的单节电池负极相连;第一电池保护芯片和第二电池保护芯片是通过监视连接正电源输入端子与负电源输入端子间的电池电压,以及过流检测端子与负电源输入端子的端子间的电压差实现控制充电和放电;电池组负端的单节锂电池对应的单节锂电池保护模块还通过电流采样电阻检测整个电池组回路是否过流或短路;
[0010] 进一步地,所述低电量报警信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和充电保护信号驱动电路中,低电量检测输出线、过放检测输出线和过充检测输出线分别通过第一电阻与PMOS管的栅极相连,每个PMOS管的漏极分别与对应所检测电池的正极相连,每个PMOS管的源极分别与第二电阻连接后并接,并与第三电阻和NMOS管的栅极相连,第三电阻另一端和NMOS管的源极并接后与电池组负端电池的负极相连;第四电阻的一端与第一三极管的射极并接后与电池组正端电池的正极相连,第四电阻的另一端与第一三极管的基极并接后与第二三极管的射极相连,第一三极管的集电极与第二三极管的基极并接后与第五电阻相连,第五电阻另一端与第二三极管的集电极并接后与光耦的输入端正极相连,光耦的输入端负极与NMOS管的漏极相连;光親的输出端集电极与电源相连,光親的输出端射电极与第六电阻和低电量报警接口相连,第六电阻另一端接地。
[0011] 所述第一电池保护芯片和第二电池保护芯片优先选用S8211D芯片、R5400N或R5403N系列芯片。
[0012] 所述多个单节锂电池保护模块优选为2 - 32单节锂电池保护模块。
[0013] 所述充电保护信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和低电量报警信号驱动电路分别设有充电保护接口、放电保护接口和低电量报警接口。
[0014] 所述PMOS管优先选用2SJ210 ;光耦选用PC817或CPC1017N。
[0015] 相对于现有技术,本发明具有如下优点和有益效果:
[0016] (I)可以实现电池保护板、电机控制器等电动车辆关键部件的互连,克服了因电池保护板为保护动力电池组突然切断电源而形成的浪涌电流对电池保护板、电机控制器损坏,提尚了系统的效率和可靠性;
[0017] (2)由电池保护板对动力电池组的进行监控与管理,由电机控制器执行充电保护、放电保护、能量回馈充电保护等功能,电池保护板不需使用MOSFET、继电器等零部件,降低了成本;
[0018] (3)电机控制器接收低电量告警信号后,可以对动力电池组放电电流进行限制,车辆低速运行,同时向驾驶人发出声光告警信号,告诉驾驶人采取适当措施,防止车辆中途抛锚,提高了驾驶安全性。
附图说明
[0019] 图1锂离子电池保护板电路原理图;
[0020] 图2单节锂电池保护模块电路原理图;
[0021] 图3低电量报警信号驱动电路原理图;
[0022] 图4放电保护信号驱动电路原理图;
[0023] 图5充电保护信号驱动电路原理图;
[0024] 图6串联锂电池组保护板应用在移动电源上的系统原理图;
[0025] 图7串联锂电池组保护板应用在电动摩托车上的系统原理图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图实施例对本发明作进一步描述,但本发明要求保护的范围并不限于实施例表示的范围。
[0027] 如图1所示,一种基于电池保护芯片的串联锂电池组保护板,包括多个单节锂电池保护模块1、低电量报警信号驱动电路5、放电保护信号驱动电路7和充电保护信号驱动电路9,串联锂电池中每节锂电池对应设置一个锂电池保护模块I ;每个单节锂电池保护模块I通过过充检测输出线13、过放检测输出线12和低电量检测输出线11分别与充电保护信号驱动电路9、放电保护信号驱动电路7和低电量报警信号驱动电路5连接;充电保护信号驱动电路9、放电保护信号驱动电路7和低电量报警信号驱动电路5分别设有充电保护接口 10、放电保护接口 8和低电量报警接口 6。
[0028] 如图2所示,单节锂电池保护模块包括第一电池保护芯片14、第二电池保护芯片15、电池接口正端2、电池接口负端3、过流检测输入端4 ;第一电池保护芯片14和第二电池保护芯片15可选用精工的S8211D系列芯片或RICOH的R5400N、R5403N系列芯片;第一电池保护芯片14和第二电池保护芯片15的引脚1、2、3、4、5分别为过流检测端子VM、正电源输入端子VDD+、负电源输入端子VSS _、放电控制输出端子DO、充电控制输出端子CO。第一电池保护芯片14和第二电池保护芯片15的正电源输入端子VDD+(引脚2)通过电池接口正端2与相应的单节电池正极相连,第一电池保护芯片14和第二电池保护芯片15的负电源输入端子VSS -(引脚3)通过电池接口负端3与相应的单节电池负极相连;第一电池保护芯片14的过流检测端子VM(引脚I)通过过流检测输入端4和过流电阻Rvm与相应的单节电池负极相连,电池组负端对应的单节锂电池保护模块I的第一电池保护芯片14的过流检测端子VM(引脚I)通过过流检测输入端4和电流采样电阻RS与最后一节的单节电池负极相连;低电量检测输出线11与第二电池保护芯片15的放电控制输出端子DO(引脚4)相连,过放检测输出线12与第一电池保护芯片14的放电控制输出端子D0(引脚4)相连,过充检测输出线13与第一电池保护芯片14的充电控制输出端子CO(引脚5)相连。第一电池保护芯片14和第二电池保护芯片15是通过监视连接正电源输入端子VDD+端子与负电源输入端子VSS -间的电池电压,以及过流检测端子VM与负电源输入端子VSS -端子间的电压差实现控制充电和放电。电池组负端的单节锂电池对应的单节锂电池保护模块除检测电池过充、过放、低电量外,还通过电流采样电阻RS检测整个电池组回路是否过流、短路。
[0029] 图3为低电量报警信号驱动电路5的原理图。可设串联锂电池组共有N个单体锂电池,N为大于或等于2的自然数,优选为2 - 32的自然数。N个单体锂电池从电池组负端起分别标记1、2、…、N号电池。每个单体锂电池对应的单节锂电池保护模块I的低电量检测输出线11分别通过第一电阻(标号分别为RAl1、RA21、…、RAN1)与PMOS管(QAl1、QA21、…、QAN1)的栅极相连,每个PMOS管的漏极分别与对应所检测电池的正极相连,每个PMOS管的源极分别与第二电阻(RA12、RA22、…、RAN2)连接后并接,并与第三电阻RA4和NMOS管QA3的栅极相连,RA4另一端和NMOS管QA3的源极并接后与电池组负端电池的负极Vssl相连;第四电阻RAl的一端与第一三极管QAl的射极并接后与电池组正端电池的正极VddN相连,第四电阻RAl的另一端与第一三极管QAl的基极并接后与第二三极管QA2的射极相连,第一三极管QAl的集电极与第二三极管QA2的基极并接后与电阻第五RA2相连,第五电阻RA2另一端与第二三极管QA2的集电极并接后与光耦OPl的输入端正极相连,光耦OPl的输入端负极与NMOS管QA3的漏极相连。光耦OPl的输出端集电极与电源VCC相连,光耦OPl的输出端射电极与第六电阻RA3和低电量报警接口 6相连,第六电阻RA3另一端与电源地GND相连。
[0030] 单节锂电池保护模块I的低电量检测输出线11的信号Aol、Ao2、…、AoN均为高电平时,PMOS管QA11、QA21、…、QANl均截止,NMOS管QA3的栅极为低电平,NMOS管QA3截止,光耦OPl截止,低电量报警接口 6输出高电平。单节锂电池保护模块I的低电量检测输出线11的信号Aol、Ao2、…、AoN至少有一个信号为低电平时,对应的PMOS管导通,NMOS管QA3的栅极为高电平,NMOS管QA3导通,光耦OPl导通,低电量报警接口 6输出低电平。
[0031] 图4为放电保护信号驱动电路7的原理图。如图5所示为充电保护信号驱动电路9的原理图。图4、5与图3的结构相同,只是便于区别,相应的元件标号不同。都可设串联锂电池组共有N个单体锂电池,N为大于或等于2的自然数,优选为2 - 32的自然数。N个单体锂电池从电池组负端起分别标记1、2、…、N号电池。
[0032] 单节锂电池保护模块I的过放检测输出线12的信号Dol、Do2、…、DoN均为高电平时,PMOS管QDll、QD21、…、QDNl均截止,NMOS管QD3的栅极为低电平,NMOS管QD3截止,光耦0P2截止,放电保护接口 8输出高电平。单节锂电池保护模块I的过放检测输出线12的信号Dol、Do2、…、DoN至少有一个信号为低电平时,对应的PMOS管导通,NMOS管QD3的栅极为高电平,NMOS管QD3导通,光耦0P2导通,放电保护接口 8输出低电平。
[0033] 单节锂电池保护模块I的过充检测输出线13的信号Col、Co2、…、CoN均为高电平时,PMOS管QCll、QC21、…、QCNl均截止,NMOS管QC3的栅极为低电平,NMOS管QC3截止,光耦0P3截止,充电保护接口 10输出高电平。单节锂电池保护模块I的过充检测输出线13的信号Col、Co2、…、CoN至少有一个信号为低电平时,对应的PMOS管导通,NMOS管QC3的栅极为高电平,NMOS管QC3导通,光耦0P3导通,充电保护接口 10输出低电平。
[0034] PMOS开关管可选用NEC的2SJ210,光耦(0P1 -0P3)可选用仙童的PC817或CLARE的 CPC1017N。
[0035] 本发明采用一对电池保护芯片组合的方式实施对电池组的保护,其中一只保护芯片控制电池过充、过放,另一只保护芯片控制电池的低电量告警。该保护板装置优选用于2只至32只串锂电池组的保护,具有过充、过放、过流和短路等基本保护功能,并具有低电量报警功能,可根据不同电池类型设定低电量报警电压值。
[0036] 实施例1:在移动电源的应用
[0037] 该移动电源系统采用8个锂电池串联,电池组额定电压25.6V,额定容量40Ah。
[0038] 如图1 -图6所示,移动电源系统包括动力电池组、锂电池保护板16、放电控制开关器件18、充电控制开关器件19、充电机20、直流输出端子21和电池组状态指示模块22。每个锂电池保护板16包括单节锂电池保护模块1、低电量报警信号驱动电路5、放电保护信号驱动电路7和充电保护信号驱动电路9 ;串联锂电池中每节锂电池对应设置一个锂电池保护模块I ;每个单节锂电池保护模块I通过过充检测输出线13、过放检测输出线12和低电量检测输出线11分别与充电保护信号驱动电路9、放电保护信号驱动电路7和低电量报警信号驱动电路5连接;充电保护信号驱动电路9、放电保护信号驱动电路7和低电量报警信号驱动电路5分别设有充电保护接口 10、放电保护接口 8和低电量报警接口 6。每个单节锂电池保护模块I包括电池接口正端2、电池接口负端3、过流检测输入端4、第一电池保护芯片14和第二电池保护芯片15。第一电池保护芯片14采用精工的S8211DAWM5Tly,第二电池保护芯片15采用精工的S8211DALM5T1X。
[0039] 低电量报警信号驱动电路5、放电保护信号驱动电路7和充电保护信号驱动电路9分别如图3、图4、图5所示,主要元件包括电阻、三极管、PMOS开关管、NMOS开关管、光耦。三极管采用ROHM的2SA1037AK,PMOS开关管采用NEC的2SJ210,NMOS开关管采用NEC的2SK1590,光耦采用仙童的PC817。
[0040] 放电控制开关器件18和充电控制开关器件19采用低内阻的N沟道功率场效应管,均选用IR的IRF3205。
[0041] 如图6所示,锂电池电池保护板16中每个单节锂电池保护模块I的电池接口正端2与相应锂电池正极相连,电池接口负端3与相应锂电池负极相连,电流采样电阻RS与电池组负端相连,电池组负端的单节锂电池保护模块I的过流检测输入端4与电流采样电阻RS相连。电池组负极BAT -通过放电控制开关器件18分别与直流输出端子21和充电控制开关器件19相连,充电控制开关器件19与充电机20负极相连;放电控制开关器件18与放电保护接口 8相连;电池组正极BAT+分别与充电机20正极和直流输出端子21相连。低电量报警接口 6、放电保护接口 8、充电保护接口 10与电池组状态指示模块22相连,显示过充保护信号、过放保护新和低电量报警信号。
[0042] 当锂电池组放电时,直流输出端子21与负载相连。电池组各单体电池处于正常工作电压范围内时8个单节锂电池保护模块I的低电量检测输出线11和过放检测输出线12输出高电平信号,经过低电量报警信号驱动电路5和放电保护信号驱动电路7的驱动,低电量报警接口 6和放电保护接口 8输出高电平信号。放电保护接口 8输出高电平驱动放电控制开关器件18导通,电池组允许放电。放电过程中,如某节电池低于2.8V,对应的单节锂电池保护模块I的低电量检测输出线11输出低电平信号,低电量报警信号驱动电路5驱动低电量报警接口 6输出低电平信号,驱动电池组状态指示模块22输出声光报警,提示电量不足。放电过程中,如某节电池低于2.5V,应的单节锂电池保护模块I的过放检测输出线12输出低电平信号,放电保护信号驱动电路7驱动放电保护接口 8输出低电平信号,驱动放电控制开关器件18关断,禁止放电,并且放电保护接口 8输出低电平信号驱动电池组状态指示模块22,显示电池组处于过放保护状态。
[0043] 当锂电池组充电时,电池组正极BAT+与充电机正极相连,电池组负极BAT -通过放电控制开关器件18和充电控制开关器件19与充电机20负极相连。电池组各单体电池处于正常工作电压范围内时,8个单节锂电池保护模块I的过充检测输出线13输出高电平信号,充电保护信号通过充电保护信号驱动电路9输出高电平信号,进而驱动充电控制开关器件19导通,允许充电。充电过程中,如某节电池电压高于3.8V,对应的单节锂电池保护模块I的过充检测输出线13输出低电平信号,充电保护信号驱动电路9输出低电平信号,驱动充电控制开关器件19关断,禁止充电,并且充电保护信号驱动电路9输出低电平信号驱动电池组状态指示模块22,显示电池组处于过充保护状态。
[0044] 实施例2:在电动摩托车的应用
[0045] 该电动摩托车设计时速60Km,续驶里程65km,额定驱动功率850w,电池组采用13串三元材料锂离子动力电池组,电池组额定电压48V,额定容量25Ah。
[0046] 如图1 -图5和图7所示,电动摩托车系统包括动力电池组、锂电池保护板17、充电控制开关器件19、充电机20和电机控制器23。每个锂电池保护板17包括单节锂电池保护模块1、低电量报警信号驱动电路5、放电保护信号驱动电路7和充电保护信号驱动电路9 ;串联锂电池中每节锂电池对应设置一个锂电池保护模块I ;每个单节锂电池保护模块I通过过充检测输出线13、过放检测输出线12和低电量检测输出线11分别与充电保护信号驱动电路9、放电保护信号驱动电路7和低电量报警信号驱动电路5连接;充电保护信号驱动电路9、放电保护信号驱动电路7和低电量报警信号驱动电路5分别设有充电保护接口 10、放电保护接口 8和低电量报警接口 6。每个单节锂电池保护模块I包括电池接口正端2、电池接口负端3、过流检测输入端4、第一电池保护芯片14和第二电池保护芯片15。第一电池保护芯片14采用RICOH的R5400N101CA,第二电池保护芯片15采用RICOH的R5400N150FA。
[0047] 低电量报警信号驱动电路5、放电保护信号驱动电路7和充电保护信号驱动电路9分别如图3、图4、图5所示,主要元件包括电阻、三极管、PMOS开关管、NMOS开关管和光耦。三极管采用ROHM的2SA1037AK,PMOS开关管采用NEC的2SJ210,NMOS开关管采用NEC的2SK1590,光耦采用 CLARE 的 CPC1017N。
[0048] 充电控制开关器件19采用低内阻的N沟道功率场效应管,选用IR的IRF510S。电机控制器23具体可以选用EVK - 36、EVK - 48、EVK - 64、EVK - 72等带智能控制和通讯信号输入接口的产品,电池电池保护板的低电量检测输出线11、过放检测输出线12、过充检测输出线13分别与电机控制器23通讯信号输入接口相连。
[0049] 如图7所示,锂电池保护板17中每个单节锂电池保护模块I的电池接口正端2相应锂电池正极相连,电池接口负端3与电池负极相连,电流采样电阻RS与电池组负端连接,电池组负端的单节锂电池保护模块I的过流检测输入端4与电流采样电阻RS相连。电机控制器23的正负极分别与电池组正极BAT+和负极BAT相连。充电机20的正极与电池组正极BAT+相连,充电机20的负极通过充电控制开关器件19与电池组负极BAT相连。充电控制开关器件19还与充电保护接口 10相连;低电量报警接口 6、放电保护接口 8和充电保护接口 10分别与电机控制器23相连。
[0050] 电池组各单体电池处于正常工作电压范围内时,13个单节锂电池保护模块I的低电量检测输出线11、过放检测输出线12、过充检测输出线13均输出高电平信号,低电量报警信号驱动电路5通过低电量报警接口 6输出高电平信号,放电保护信号驱动电路7通过放电保护接口 8输出高电平信号,充电保护信号驱动电路9通过充电保护接口 10输出高电平信号。电机控制器23检测到放电保护接口 8为高电平信号,电池组允许放电。行车放电过程中,如某节电池低于2.9V,对应的单节锂电池保护模块I的低电量检测输出线11输出低电平信号,低电量报警信号驱动电路5通过低电量报警接口 6输出低电平信号,电机控制器23检测到低电量报警接口 6为低电平信号,则电机控制器23限制输出功率并发出告警信号,车辆限流低速运行,提醒驾驶员酌情处置。行车放电过程中,如某节电池低于2.5V,对应的单节锂电池保护模块I的过放检测输出线12输出低电平信号,放电保护信号驱动电路7驱动放电保护接口 8输出低电平信号,电机控制器23检测到放电保护接口 8为低电平信号,则电机控制器23停止输出,车辆停止运行。行车中,如某节电池高于4.25V,对应的单节锂电池保护模块I的过充检测输出线13输出低电平信号,充电保护信号驱动电路9驱动充电保护接口 10输出低电平信号,电机控制器23检测到充电保护接口 10为低电平信号,则电机控制器23禁止能量回馈,以免电池过充。
[0051] 充电时,充电保护接口 10输出高电平信号驱动充电控制开关器件19导通,电池组允许充电。充电过程中,如某节电池电压高于4.25V,对应的单节锂电池保护模块I的过充检测输出线13输出低电平信号,充电保护信号驱动电路9驱动充电保护接口 10输出低电平信号,驱动充电控制开关器件19关断,禁止充电。

Claims (4)

1.一种基于电池保护芯片的串联锂电池组保护板,其特征在于,包括多个单节锂电池保护模块、低电量报警信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和充电保护信号驱动电路,串联锂电池中每节锂电池对应设置一个锂电池保护模块;;每个单节锂电池保护模块通过过充检测输出线、过放检测输出线和低电量检测输出线分别与充电保护信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和低电量报警信号驱动电路连接; 所述单节锂电池保护模块包括第一电池保护芯片、第二电池保护芯片、电池接口正端、电池接口负端和过流检测输入端;第一电池保护芯片和第二电池保护芯片分别具有过流检测端子、正电源输入端子、负电源输入端子、放电控制输出端子、充电控制输出端子;充电保护信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和低电量报警信号驱动电路分别设有充电保护接口、放电保护接口和低电量报警接口,低电量检测输出线与第二电池保护芯片的放电控制输出端子相连,过放检测输出线与第一电池保护芯片的放电控制输出端子相连,过充检测输出线与第一电池保护芯片的充电控制输出端子相连;第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的正电源输入端子通过电池接口正端与相应的单节电池正极相连,第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的负电源输入端子通过电池接口负端与相应的单节电池负极相连;第一电池保护芯片的过流检测端子通过过流检测输入端和过流电阻与相应的单节电池负极相连,其中,串联锂电池负端对应的单节锂电池保护模块的第一电池保护芯片的过流检测端子通过过流检测输入端和电流采样电阻与最后一节的单节电池负极相连;第一电池保护芯片和第二电池保护芯片是通过监视连接正电源输入端子与负电源输入端子间的电池电压,以及过流检测端子与负电源输入端子的端子间的电压差实现控制充电和放电;电池组负端的单节锂电池对应的单节锂电池保护模块还通过电流采样电阻检测整个电池组回路是否过流或短路; 所述低电量报警信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和充电保护信号驱动电路中,低电量检测输出线、过放检测输出线和过充检测输出线分别通过第一电阻与PMOS管的栅极相连,每个PMOS管的漏极分别与对应所检测电池的正极相连,每个PMOS管的源极分别与第二电阻连接后并接,并与第三电阻和NMOS管的栅极相连,第三电阻另一端和NMOS管的源极并接后与电池组负端电池的负极相连;第四电阻的一端与第一三极管的射极并接后与电池组正端电池的正极相连,第四电阻的另一端与第一三极管的基极并接后与第二三极管的射极相连,第一三极管的集电极与第二三极管的基极并接后与第五电阻相连,第五电阻另一端与第二三极管的集电极并接后与光耦的输入端正极相连,光耦的输入端负极与NMOS管的漏极相连;光親的输出端集电极与电源相连,光親的输出端射电极与第六电阻和低电量报警接口相连,在充电保护信号驱动电路中,光耦的输出端射电极与充电保护接口连接,在放点保护信号驱动电路中,光耦的输出端射电极与放电保护接口连接,第六电阻另一端接地。
2.根据权利要求1所述的基于电池保护芯片的串联锂电池组保护板,其特征在于:所述第一电池保护芯片和第二电池保护芯片选用S8211D芯片、R5400N或R5403N系列芯片。
3.根据权利要求1所述的基于电池保护芯片的串联锂电池组保护板,其特征在于:所述多个单节锂电池保护模块为2 - 32单节锂电池保护模块。
4.根据权利要求1所述的基于电池保护芯片的串联锂电池组保护板,其特征在于:所述PMOS管选用2SJ210 ;光耦选用PC817或CPC1017N。
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