CN107742916A - 一种通用型锂电池组保护电路及通用型锂电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通用型锂电池组保护电路,通过保护电路型替代通用型锂电池组的平衡接头,利用保护电路对锂电池组充放电次数进行检测和对电芯平衡度进行控制,从而实现对电池电压和容量的显示、在获取电芯电压不一致时报警以及在电池满电条件下贮存时进行自放电处理。与现有技术相比,本发明内置有保护电路的平衡接头可以外置于电池组壳体,从而实现对无保护措施高倍率锂电池组的通用兼容;而且本发明可以在不拆装电池的情况下利用平衡接头实现电芯平衡度检查。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池组保护电路,具体涉及的是一种通用型锂电池组保护电路。
背景技术
随着无人机技术的快速发展,用户对无人机的稳定性、安全性以及续航时间等提出了更高的要求。动力电池产是无人机能够顺利完成测绘、遥感、通信、监测等一系列应用的基础保障。
如图1所示,目前大部分无人机都采用锂电池供电,电池的组装方式多为简单的多串一并方式。其中每一串电芯电压都可能存在不均衡的情况,这种情况下用电设备的放电过程很容易造成低电压电芯过放,损坏电池组。另外,这种多串一并的电池组装方式,缺乏智能监控,因此电池组电压的确定需要外部接入万用表测试,还需要有专业的人员进行判定电池质量情况,不便于用户操作使用电池组;而且这种方式没有贮存模式自放电功能,在满电条件下贮存,容易导致电芯鼓包胀气,从而造成电池起火乃至爆炸,寿命严重缩短。
发明内容
为此,本发明的目的在于提供一种能够实现电芯平衡报警、电池电压精确显示以及满电贮存自放电的通用型锂电池组保护电路。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种通用型锂电池组保护电路,包括由若干串锂电池电芯组成的锂电池组,该锂电池组包括一组用于对电池进行充电和放电的充放电接口及一用于对该锂电池组充放电次数进行检测和用于对电芯平衡度进行控制的保护电路,所述保护电路包括一监控MCU、一AD转换电路、一自放电电路、一电量显示电路及一报警电路,其中所述AD转换电路通过每一触点连接到锂电池组的每一电芯。
优选地,所述AD转换电路与所述监控MCU连接,用于采集锂电池组每一节电芯的电压信息及容量信息,并发送给监控MCU,以判定锂电池组的平衡度。
优选地,所述监控MCU与所述电量显示电路连接,用于驱动所述电量显示电路进行电池电压容量显示。
优选地,所述监控MCU与所述报警电路连接,用于在获取电芯电压不一致时,驱动所述报警电路报警。
优选地,所述报警电路包括声光报警LED和/或蜂鸣器。
优选地,所述监控MCU与所述自放电电路连接,用于控制所述自放电电路对所述锂电池组进行自放电处理,将锂电池组的电压放至安全的贮存电压值。
优选地,所述AD转换电路与所述监控MCU之间设置有一按键,所述监控MCU用于检测该按键的状态,并在获取该状态对应的放电指令后对所述锂电池组进行自放电处理。
本发明还提供了能够一种能够实现电芯平衡报警、电池电压精确显示以及满电贮存自放电的通用型锂电池组,包括壳体及安装在壳体中如权利要求1-6任一所述的锂电池组保护电路。
优选地,所述壳体上设置有一与所述锂电池组保护电路中充放电接口连接的线缆及接头。
另外,本发明还提供了能够一种能够实现电芯平衡报警、电池电压精确显示以及满电贮存自放电的通用型锂电池组,包括一壳体及安装在该壳体中的由若干串锂电池电芯组成的锂电池组,所述锂电池组包括一组与壳体外部线缆接头连接且用于对电池进行充电和放电的充放电接口,以及一与壳体外部平衡头锁紧固定模组对应插接的平衡接头;其中所述平衡头锁紧固定模组内置有一用于对该锂电池组充放电次数进行检测和对电芯平衡度进行控制的保护电路,所述保护电路包括一监控MCU、一AD转换电路、一自放电电路、一电量显示电路及一报警电路,其中所述AD转换电路通过平衡接头的每一触点连接到锂电池组的每一电芯;所述监控MCU分别与所述AD转换电路、电量显示电路、自放电电路及报警电路连接,且所述监控MCU通过AD转换电路采集锂电池组每一节电芯的电压信息及容量信息,在获取电芯电压不一致时,驱动所述报警电路报警和对应通过电量显示电路对应显示电压及电量状态;以及控制自放电电路对所述锂电池组进行自放电处理,将锂电池组的电压放至安全的贮存电压值。
本发明通过保护电路型替代通用型锂电池组的平衡接头,利用保护电路对锂电池组充放电次数进行检测和对电芯平衡度进行控制,从而实现对电池电压和容量的显示、在获取电芯电压不一致时报警以及在电池满电条件下贮存时进行自放电处理。与现有技术相比,本发明内置有保护电路的平衡接头可以外置于电池组壳体,从而实现对无保护措施高倍率锂电池组的通用兼容;而且本发明可以在不拆装电池的情况下利用平衡接头实现电芯平衡度检查。
附图说明
图1为现有具有充放电接口和平衡接口的六串锂电池组;
图2为本发明具有保护电路的通用型六串锂电池组;
图3为本发明通用型锂电池组保护电路;
图4为本发明通用型锂电池组安装示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
目前通用的动力电池组(以6串锂离子电池组为例)具有一组充放电接口及线缆,一组平衡充接口及配线。
充放电接口主要用于对电池进行充电和放电;平衡充接口主要用于监控单片电池电压状态以及整组电池组的电芯电压平衡度(见图1所示),通过每一个平衡充接口的触点,可以量知6串电芯任意一串电芯的电压,用于判定电池组平衡度。
由于目前的通用动力电池组平衡充接口内置,其在需要进行监控单片电池电压状态、整组电池组的电芯电压平衡度以及限时电量时,都需要外部电路或设备连接配合才能实现。为此本发明提供了一种保护电路,其利用平衡充接口外挂低成本监控电路,实现对电池充放电次数的检测以及电芯平衡度的控制,同时用直观的方式输出电池电压。
请参阅图2所示,图2为本发明具有保护电路的通用型六串锂电池组。本实施例以六串锂电池组为例进行说明。本实施例中的通用型锂电池组保护电路,包括由六串锂电池电芯组成的锂电池组,该锂电池组包括一组用于对电池进行充电和放电的充放电接口及一用于对该锂电池组充放电次数进行检测和用于对电芯平衡度进行控制的保护电路。
其中,保护电路包括监控MCU、AD转换电路、自放电电路、电量显示电路及报警电路,其中所述AD转换电路通过每一触点连接到锂电池组的每一电芯。AD转换电路与所述监控MCU连接,用于采集锂电池组每一节电芯的电压信息及容量信息,并发送给监控MCU,以判定锂电池组的平衡度;监控MCU与所述电量显示电路连接,用于驱动所述电量显示电路进行电池电压容量显示;监控MCU与所述报警电路连接,用于在获取电芯电压不一致时,驱动所述报警电路报警,本实施例中报警电路包括声光报警LED和/或蜂鸣器。
监控MCU与所述自放电电路连接,用于控制所述自放电电路对所述锂电池组进行自放电处理,将锂电池组的电压放至安全的贮存电压值。在AD转换电路与所述监控MCU之间设置有一按键,监控MCU用于检测该按键的状态,并在获取该状态对应的放电指令后对所述锂电池组进行自放电处理。
如图3所示,图3为本发明通用型锂电池组保护电路。本发明中锂电池为多组,与上述六串锂电池组的原理相同。
其中多组锂离子电池组成的电池组中包含多个电芯,由一路电芯到N路电芯,且每一路电芯对应输出一路电芯电压到AD转换电路。AD转换电路通过这N路输入的电芯电压采集每一节电芯的电压,当电芯电压不一致的时候,监控电路驱动声光告警电路或者蜂鸣器,通知用户电池异常。
AD转换电路采集的每一节电芯的电压,都对应发送给监控MCU进行处理,而监控MCU将采集到的每一个电芯的电压电量对应通过电量显示电路实现电量直观显示,监控MCU通过AD转换电路,计算电池组的电压及容量,当按键按下的时候,监控MCU驱动电量显示电路,进行直观的电池电压容量显示。
另外,对于电池组长期不用的情况,监控MCU可以对应打开自放电电路,对电池进行放电处理,将电池电压放至安全的贮存电压值,从而延长电池使用寿命。同时监控MCU还可以检测按键状态,可以进行一键贮存模式,无需检测电池静置状态而直接进入放电状态。本实施例中自放电电路采用的是驱动点亮发光二级管方式以及功率电阻放电模式,以达到节省空间及成本的目的。
如图4所示,图4为本发明通用型锂电池组安装示意图。本发明还提供了能够一种能够实现电芯平衡报警、电池电压精确显示以及满电贮存自放电的通用型锂电池组,该电池组为内置保护电路,其主要包括壳体及安装在壳体中的锂电池组保护电路,壳体上设置有一个与所述锂电池组保护电路中充放电接口连接的线缆及接头。本实施例中内置与电池组中的保护电路采用图3中所述的电路。
在另外的实施例中,通用型锂电池组为普通的电池组,对应的保护电路采用模块的方式外置,该实施例中对应的电池组包括有一个壳体、一个安装在壳体中由若干串锂电池电芯组成的锂电池组;该锂电池组包括一组与壳体外部线缆接头连接且用于对电池进行充电和放电的充放电接口,以及一与壳体外部平衡头锁紧固定模组对应插接的平衡接头。
其中平衡头锁紧固定模组内置有一个用于对该锂电池组充放电次数进行检测和对电芯平衡度进行控制的保护电路(见图4中壳体上部),所述保护电路包括监控MCU、AD转换电路、自放电电路、电量显示电路及报警电路,其中所述AD转换电路通过平衡接头的每一触点连接到锂电池组的每一电芯;所述监控MCU分别与所述AD转换电路、电量显示电路、自放电电路及报警电路连接,且所述监控MCU通过AD转换电路采集锂电池组每一节电芯的电压信息及容量信息,在获取电芯电压不一致时,驱动所述报警电路报警和对应通过电量显示电路对应显示电压及电量状态;以及控制自放电电路对所述锂电池组进行自放电处理,将锂电池组的电压放至安全的贮存电压值。
本实施例的安装方式不会影响通用电池的组装及接口,仅仅需要将平衡接头插入平衡头锁紧固定模组即可,而且本平衡头锁紧固定模组可以对应引出一个平衡接头用于实现电池平衡充电,因此对于用户而言,本实施例和无保护措施的电池组充电方式完全一致。
综上所述,本发明利用平衡插头实现的多串电池保护措施,可以在不拆装电池的情况下利用平衡充接口进行多路AD转换,完成电芯平衡度检查以及实现了充放电循环次数计数和直观的电池电压显示。另外,本发明通过LED及功率电阻实现自放电,在满电条件下贮存,避免了电芯鼓包胀气的问题;而且本发明适合市面绝大多数无保护措施高倍率锂电池组,其具有安装方式简单方便的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种通用型锂电池组保护电路,其特征在于,包括由若干串锂电池电芯组成的锂电池组,该锂电池组包括一组用于对电池进行充电和放电的充放电接口及一用于对该锂电池组充放电次数进行检测和用于对电芯平衡度进行控制的保护电路,所述保护电路包括一监控MCU、一AD转换电路、一自放电电路、一电量显示电路及一报警电路,其中所述AD转换电路通过每一触点连接到锂电池组的每一电芯。
2.如权利要求1所述的通用型锂电池组保护电路,其特征在,所述AD转换电路与所述监控MCU连接,用于采集锂电池组每一节电芯的电压信息及容量信息,并发送给监控MCU,以判定锂电池组的平衡度。
3.如权利要求2所述的通用型锂电池组保护电路,其特征在,所述监控MCU与所述电量显示电路连接,用于驱动所述电量显示电路进行电池电压容量显示。
4.如权利要求3所述的通用型锂电池组保护电路,其特征在,所述监控MCU与所述报警电路连接,用于在获取电芯电压不一致时,驱动所述报警电路报警。
5.如权利要求4所述的通用型锂电池组保护电路,其特征在,所述报警电路包括声光报警LED和/或蜂鸣器。
6.如权利要求4所述的通用型锂电池组保护电路,其特征在,所述监控MCU与所述自放电电路连接,用于控制所述自放电电路对所述锂电池组进行自放电处理,将锂电池组的电压放至安全的贮存电压值。
7.如权利要求6所述的通用型锂电池组保护电路,其特征在,所述AD转换电路与所述监控MCU之间设置有一按键,所述监控MCU用于检测该按键的状态,并在获取该状态对应的放电指令后对所述锂电池组进行自放电处理。
8.一种通用型锂电池组,其特征在于,包括壳体及安装在壳体中如权利要求1-6任一所述的锂电池组保护电路。
9.如权利要求8所述的通用型锂电池组保护电路,其特征在,所述壳体上设置有一与所述锂电池组保护电路中充放电接口连接的线缆及接头。
10.一种通用型锂电池组,其特征在于,包括一壳体及安装在该壳体中的由若干串锂电池电芯组成的锂电池组,所述锂电池组包括一组与壳体外部线缆接头连接且用于对电池进行充电和放电的充放电接口,以及一与壳体外部平衡头锁紧固定模组对应插接的平衡接头;其中所述平衡头锁紧固定模组内置有一用于对该锂电池组充放电次数进行检测和对电芯平衡度进行控制的保护电路,所述保护电路包括一监控MCU、一AD转换电路、一自放电电路、一电量显示电路及一报警电路,其中所述AD转换电路通过平衡接头的每一触点连接到锂电池组的每一电芯;所述监控MCU分别与所述AD转换电路、电量显示电路、自放电电路及报警电路连接,且所述监控MCU通过AD转换电路采集锂电池组每一节电芯的电压信息及容量信息,在获取电芯电压不一致时,驱动所述报警电路报警和对应通过电量显示电路对应显示电压及电量状态;以及控制自放电电路对所述锂电池组进行自放电处理,将锂电池组的电压放至安全的贮存电压值。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180227 |