CN105322508A - 一种锂电池组的充放电保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池组的充放电保护系统，其包括对锂电池组进行电压采样的电压采样电路、对锂电池组进行电流采样的电流采样电路、对锂电池组进行温度采样的温度采样电路、负载状态反馈电路、放电电路、充电电路和单片机；所述电压采样电路、电流采样电路、温度采样电路和负载状态反馈电路的输出端分别和单片机的输入端电连接；单片机的输出端分别和充电电路和放电电路电连接。所述锂电池组的充电保护系统还包括熔断电路，所述熔断电路串接在所述充电电路中。所述锂电池组的放电保护系统还包括了漏电保护。本发明与现有技术使用的方案比，提高了锂电池组的保护控制的可靠性和安全性、避免由于过充保护失效和空载漏电流造成的安全性事故。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池组的充放电系统，尤其涉及一种锂电池组充放电三级保护系统。
背景技术
目前，锂电池组的充放电保护系统习惯上采用通过简单的模拟比较回路来判断锂电池组每一串电压的过压、欠压，充放电流的过充、过放，以及温控开关的高温、低温保护，直接控制回路中的Mos管（mos管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管）。而对回路中比较判断失效、Mos管失效、以及漏电流没有相应保护措施。一旦保护系统中的比较判断失效、或者Mos管失效、或者在非工作状态下存在漏电的时候，则整个电池组的充放电保护系统就起不了保护作用，有可能引起整个电池组乃至电动车相关部件发生起火，甚至引起大的火灾，威胁人们的生命财产。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是开发出一种即使比较判断失效、回路中Mos管失效，保护系统也能对锂电池组起到作用的锂电池组充放电三级保护系统。
为达到上述目的，本发明提供的一种锂电池组的充放电保护系统包括对锂电池组进行电压采样的电压采样电路、对锂电池组进行电流采样的电流采样电路、对锂电池组进行温度采样的温度采样电路、负载状态反馈电路、放电电路、充电电路和单片机（MicroControlUnit，简称MCU，中文名称叫微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机）；所述电压采样电路、电流采样电路、温度采样电路和负载状态反馈电路的输出端分别和单片机的输入端电连接；单片机的输出端分别和充电电路和放电电路电连接。
优选的方案，所述锂电池组的充电保护系统还包括熔断电路，所述熔断电路串接在所述充电电路中。
所述充电电路采用的是Mos管充电电路，单片机的输出信号控制放电电路中充电Mos管的通断；单片机分别根据电压采样电路、电流采样电路、温度采样电路和负载状态反馈电路的输入信号进行采样、分析、比较判断；当发生锂电池组过充时，单片机首先关断充电Mos管，如果充电Mos管发生失效，继续充电，当锂电池组的电压升至设置的安全电压时，熔断电路强制关断充电电路。
所述放电电路采用的是Mos管放电电路，当负载反馈电路反馈的是非工作状态，当单片机发现采样电路检测到漏电电流大于设定值（可设定，如设定为200毫安）时，单片机关断放电电路的放电Mos管。实现了当空载时，对放电回路的三级漏电流保护。
本发明的锂电池保护控制系统通过单片机的输入端对每一串电池的电压、回路电流、系统温度的采样检测，经过算法比较形成输出信号直接控制各个Mos管的开关，形成闭环控制系统来实现过压、欠压，过流、过温、低温的相关控制，提高保护控制的可靠性（我们可以视为一级保护）。在此基础上，本发明增加了充电回路硬件物理的熔断保护环节，实现过充时在充电Mos管的开关失效情况下，通过熔断电路中的保险管的熔断来实现彻底的保护充电电路（我们视为二级保护）。同时，本发明还增加了在空载情况下，如出现小电流漏电情况，直接关断放电回路中的放电Mos管来保护恶劣情况的发生（我们视为三级保护）。
综上所述，本发明与现有技术使用的方案比，提高了锂电池组的保护控制的可靠性和安全性、避免由于过充保护失效和空载漏电流造成的安全性事故。
附图说明
图1为本发明一种锂电池组的充放电保护系统的原理架构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的一种锂电池组的充放电保护系统包括对锂电池组进行电压采样的电压采样电路、对锂电池组进行电流采样的电流采样电路、对锂电池组进行温度采样的温度采样电路、负载状态反馈电路、放电电路、充电电路和单片机；所述电压采样电路、电流采样电路、温度采样电路和负载状态反馈电路的输出端分别和单片机的输入端电连接；单片机的输出端分别和充电电路和放电电路电连接。所述锂电池组的充电保护系统还包括熔断电路，所述熔断电路串接在所述充电电路中。所述采样电路与电池组之间串接有高精度低值电阻R，所述充电电路采用的是Mos管充电电路，单片机的输出信号控制放电电路中充电Mos管的通断；单片机分别根据电压采样电路、电流采样电路、温度采样电路和负载状态反馈电路的输入信号进行比较判断；当发生锂电池组过充时，单片机首先关断充电Mos管，如果充电Mos管发生失效，继续充电，当锂电池组的电压升至设置的安全电压时，熔断电路强制关断充电电路。所述放电电路采用的是Mos管放电电路，当负载反馈电路反馈的是非工作状态，当单片机发现采样电路检测到漏电电流大于设定值200毫安时，单片机关断放电电路的放电Mos管。实现了当空载时，对放电回路的三级漏电流保护。本发明的锂电池组保护控制系统通过单片机的输入端对每一串电池组的电压、回路电流、系统温度的采样检测，经过算法比较形成输出信号直接控制各个Mos管的开关，形成闭环控制系统来实现过压、欠压，过流、过温、低温的相关控制，提高保护控制的可靠性（我们可以视为一级保护）。在此基础上，本发明增加了充电回路硬件物理的熔断保护环节，实现过充时在充电Mos管的开关失效情况下，通过熔断电路中的保险管的熔断来实现彻底的保护充电电路（我们视为二级保护）。同时，本发明还增加了在空载情况下，如出现小电流漏电情况，直接关断放电回路中的放电Mos管来保护恶劣情况的发生（我们视为三级保护）。综上所述，本发明与现有技术使用的方案比，提高了锂电池组的保护控制的可靠性和安全性、避免由于过充保护失效和空载漏电流造成的安全性事故。
Claims (6)
1.一种锂电池组的充放电保护系统，其特征在于：其包括对锂电池组进行电压采样的电压采样电路、对锂电池组进行电流采样的电流采样电路、对锂电池组进行温度采样的温度采样电路、负载状态反馈电路、放电电路、充电电路和单片机；所述电压采样电路、电流采样电路、温度采样电路和负载状态反馈电路的输出端分别和单片机的输入端电连接；单片机的输出端分别和充电电路和放电电路电连接。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池组的充放电保护系统，其特征在于：其还包括熔断电路，所述熔断电路串接在所述充电电路中。
3.根据权利要求2所述的所述的一种锂电池组的充放电保护系统，其特征在于：Mos管控制充电电路[W用1]，单片机的输出信号控制放电电路中充电Mos管的通断；单片机分别根据电压采样电路、电流采样电路、温度采样电路和负载状态反馈电路的输入信号进行比较判断；当发生锂电池组过充时，单片机首先关断充电Mos管，如果充电Mos管发生失效，继续充电，当锂电池组的电压升至设置的安全电压时，熔断电路强制熔断，并关断充电电路。
4.根据权利要求2所述的一种锂电池组的充放电保护系统，其特征在于：所述放电电路采用的是Mos管控制放电电路，在系统无负载情况下，当单片机发现采样电路检测到漏电电流大于设定值时，单片机关断放电电路的放电Mos管。
5.权利要求2中已经限定了串接有熔断电路，此处权3引用的权2，不能再写串联了熔断电路。
6.否则属于重复限定，不符合专利法的相关要求。
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| CN201410285479.8A Pending CN105322508A (zh) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | 一种锂电池组的充放电保护系统 |
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