CN107834661A - 一种多串锂电池保护控制系统及控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多串锂电池保护控制系统及控制电路，包括放电端口、放电控制模块、放电端口不可逆模块、识别模块、多串锂电池组和电源模块，放电端口与放电端口不可逆模块电连接，放电端口不可逆模块分别与电源模块、放电控制模块电连接，放电控制模块分别与多串锂电池组、识别模块和电源模块电连接，多串锂电池组与识别模块电连接，当放电端口接入充电装置时，放电端口不可逆模块被触发，控制放电控制模块关闭放电端口放电，当充电装置从放电端口移除，放电端口不可逆模块控制放电控制模块导通进行放电，这样的结构，放电端口只能进行放电，不能充电，有效的防止了放电端口用来充电而导致的多串锂电池保护控制系统失效带来的起火爆炸危害。

Description

一种多串锂电池保护控制系统及控制电路

技术领域

本发明涉及一种控制电路技术领域，尤其涉及一种放电端口只能放电步能充电的多串联锂电池保护控制系统及控制电路。

背景技术

现有技术的多串锂电池保护板的充放电一般包括以下几种：1、充放电是同口，这个端口既可以放电，也可以充电，2、放电端口和充电端口是半分开的，也就是放电回路没有经过充电端口，但是充电回路经过放电口。3、放电和充电全分口也就是充电和放电完全分开的。

第一种电路、充电放电同口的缺陷容易造成烧mos管，当充满电以后，充电mos管已经关闭不允许充电，此时大电流放电，而放电mos管来不及打开而强行通过mos管的旁路二级管过大电流，这样就容易损坏充电mos管，可能造成充电mos管短路，这样充电保护失效从而已经严重过充，或者爆炸起火等危险。当电池电压欠压，放电mos管关闭的时候，大电流充电容易使放电mos管损坏。第二种电路、放电端口和充电端口是半分开，它的缺陷也是容易烧mos管，当放电端口短路，而且放电口短路没有解除，此时去充电，充电会激活放电输出，这样容易烧放电mos管。当电池电压欠压，放电mos管关闭的时候，大电流充电容易使放电mos管损坏。如果消费者错误把放电口当充电口来用就很危险，这样容易造成电池过充损坏电池，严重会起火爆炸等危险。第三种电路、放电和充电全分口也就是充电和放电完全分开，它的缺陷是放电口没有充电保护，如果消费者错误使用放电口来充电也会很危险，容易造成充电没有保护等危险，充电口错误用来放电，也没有过放保护，也没有短路保护和过流保护，同样也会很危险。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种多串锂电池保护控制系统，通过设置放电不可逆模块，达到放电端口禁止充电的功能，保护多串锂电池。

为实现上述目的，本发明提供一种多串锂电池保护控制系统，包括放电端口、放电控制模块、放电端口不可逆模块、识别模块、多串锂电池组和电源模块，所述放电端口与放电端口不可逆模块电连接，所述放电端口不可逆模块分别与电源模块、放电控制模块电连接，所述放电控制模块分别与多串锂电池组、识别模块和电源模块电连接，所述多串锂电池组与识别模块电连接，当放电端口接入充电装置时，放电端口不可逆模块被触发，控制放电控制模块关闭放电端口放电，当充电装置从放电端口移除， 放电端口不可逆模块控制放电控制模块导通进行放电。

进一步的，还包括保护模块，所述保护模块分别与放电控制模块、识别模块和多串锂电池组电连接，保护模块保护放电控制模块的放电。

进一步的，还充电端口和充电控制模块，所述充电端口与充电控制模块电连接，所述充电控制模块分别与识别模块和电源模块电连接。

进一步的，还包括均衡模块，所述均衡模块与多串锂电池组电连接。

进一步的，还包括充电不可逆模块，所述充电不可逆模块分别与识别模块和充电控制模块电连接，当充电端口连接放电装置时，所述充电端口不可逆模块被触发，控制充电控制模块关闭充电端口充电，当放电装置从充电端口移除， 充电端口不可逆模块控制充电控制模块导通进行充电。

进一步的，所述放电不可逆模块包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管和第二MOS管分别连接放电控制模块、识别模块和放电端口。

进一步的，所述充电不可逆模块包括第三MOS管和第四MOS管，所述第三MOS管和第四MOS管分别连接充电控制模块、识别模块和充电端口。

本发明还公开一种多串锂电池保护控制电路，包括上述任意一项所述的多串锂电池保护控制系统。

本发明的有益效果是：

本发明通过在放电端口与放电控制模块以及电源模块之间设置一个放电端口不可逆模块，当充电装置连接到放电端口，放电端口不可逆模块就会识别到，从而关闭放电端口的放电功能，同时控制充电回路达到不能充电的效果。如果充电装置移除，放电端口不可逆模块就控制放电控制模块恢复正常放电。这样的结构，将充电端口与放电端口分离，且放电端口只能进行放电，不能充电，对放电端口进行控制，有效的防止了放电端口用来充电而导致的多串锂电池保护控制系统失效带来的起火爆炸危害。

附图说明

图1为本发明多串锂电池保护控制系统方框图;

图2为本发明放电端口不可逆模块MOS管控制部分电路示意图；

图3位本发明充电端口不可逆模块MOS管控制部分电路示意图；

图4位本发明均衡模块的对应电路控制示意图。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1，为实现上述目的本发明公开一种多串锂电池保护控制系统，包括放电端口1、放电控制模块3、放电端口不可逆模块2、识别模块5、多串锂电池组6和电源模块4，放电端口1与放电端口不可逆模块2电连接，放电端口不可逆模块2分别与电源模块4、放电控制模块3电连接，放电控制模块3分别与多串锂电池组6、识别模块5和电源模块4电连接，多串锂电池组6与识别模块5电连接，当放电端口1接入充电装置（图未示）时，放电端口不可逆模块2被触发，控制放电控制模块3关闭放电端口放电，当充电装置从放电端口1移除， 放电端口1不可逆模块控制放电控制模块导通进行放电。

请参阅图2，在本实施例中，在放电端口1与放电控制模块3以及电源模块4之间连接一个放电端口不可逆模块2，通过其实时检测电流值的变化，控制整个放电控制模块3不再进行放电，在本实施例中，放电端口不可逆模块2通过第一MOS管和第二MOS管及其外围电路组合而成，放电控制模块3采用单片机控制，且第一MOS管T1与第二MOS管T2反向相接，并共同连接放电控制模块3的控制芯片U1，即第一MOS管T1的漏极与第二MOS管的源极连接，且第一MOS管T1的漏极与第二MOS管T2的源极共同与放电接口连接，第一MOS管T1的基极串联一个电阻后与控制芯片U1连接，第二MOS管T2的基极分别串联一个电阻、二极管D5的阴极以及三极管S5的发射极后与控制芯片U1连接，控制芯片U1包括由由稳压二极管D4以及多个电容、电阻等组成的外围电路，以便于正常工作。在正常放电情况下，第一MOS管T1导通，通过X处进行放电，当放电端口连接充电装置时，此时，第一MOS管T1的漏极与第二MOS管T2的源极电压值升高，从而第一MOS管T1截止，而第二MOS管T2导通，第二MOS管T2的导通信号传递给放电控制模块3的芯片，从而阻止在放电端口1上充电，引发爆炸火灾等灾害。进一步的，本发明中的第一MOS管T1，第二MOS管T2的数量不局限于每样只有一个，根据所需要的放电电流的大小，可以并联多个，同时使用，本实施例中，只是为了说明其具体的工作原理，简要以一组MOS管的连接进行解释说明。在其他方案中，只要其放电端口不可逆模块的工作原理与本发明的一致，都纳入本发明的保护范围。

进一步的，在本实施例中，本发明公开的识别模块5主要用于识别电源模块4以及多串锂电池组6的电压值以及放点控制模块3的工作情况。

在另一实施例中，在识别模块5与放电控制模块3之间还连接有一个保护模块7，保护模块7还与多串锂电池组6电连接，且为单独保护，即每一个锂电池上，都连接有一个保护电路（图未示），保护电路受放电控制模块3的控制芯片的控制，以控制对应与之连接的锂电池的充放电，并同时保护放电控制模块3的放电。进一步的，保护模块7不仅具有多个锂电池保护电路，还可以包括多种保护电路，包括电池过冲、过放、放电过流、短路及温度保护等电路中的其中一种或者多种，通过保护模块7有效保护多串锂电池组6。在工作时，当放电端口1若发生短路、重负载、或者大电流漏电时，识别模块5识别放电端口1是否存在有短路、重负载、或者大电流漏电等现象，如果发现这些现象就会立刻关闭放电控制模块3，从而保护多串锂电池组6免受破坏。

进一步的，在另一实施例中，本发明还包括充电端口10和充电控制模块9，充电端口10与充电控制模块9电连接，充电控制模块9分别与识别模块5和电源模块电4连接。此处充电端口10与放电端口1完全分离开，构成了一个充电端口10与放电端口1完全分离的结构。当充电端口10充电的时候，通过充电控制模块9控制，充电控制模块9与电源模块4、识别模块5电连接，通过识别模块5识别充电端口10的充放电情况。

请参阅图3，在一实施例中，还可以在识别模块5与充电控制模块9之间还连接一个充电端口不可逆模块11，用于控制充电端口10不可以进行放电，在本实施例中，充电端口不可逆模块11也是通过两个反向连接的MOS管组合而成，即分别为第三MOS管T3和第四MOS管T4及其外围电路，外围电路包括三极管S1、S2、S3和S4,二极管D1、D2和D3以及多个电阻构成，正常情况下，充电端口10直接与第三MOS管导通进行通电，但是当充电端口10连接需要放电的放电装置（图未示）时，则第三MOS管关闭，第四MOS管导通，充电控制模块9的控制芯片接收到相关的信息，则控制充电控制模块9停止充电端口10的充电，当放电装置脱离充电端口10的时候，第三MOS管继续导通，第四MOS管关闭，从而控制充电端口10进行正常的充电。

进一步的，本发明中的第三MOS管T3，第四MOS管T4的数量不局限于每样只有一个，根据所需要的充电电流的大小，可以并联多个，同时使用，本实施例中，只是为了说明其具体的工作原理，简要以一组MOS管的连接进行解释说明。在其他方案中，只要其充电端口不可逆模块的工作原理与本发明的一致，都纳入本发明的保护范围。

在本发明中，在充电控制模块9中也可设置一个充电保护电路（图未示），由于充电保护电路属于现有技术，此处不再赘述，但是，进一步的，本发明中可以通过将充电保护电路与充电控制模块3中的控制芯片连接，自动检测多串锂电池组6的充电状态，进一步的，可以设置一个表示充电饱和的预设值，当检测单个锂电池达到该预设值的时候，充电控制模块3控制充电电流减小，同时控制芯片内的计时模块开始计时，当以小电流充电满预定时间，比如选定预定时间未10分钟后，充电控制模块3自动控制相关电路断开，不再给锂电池进行充电，从而避免过充想象。由于该步骤的控制电路为本领域技术人员容易实现的，故具体的电路此处不再赘述，此处的说明，意在进一步完善本实施例中的，在多串锂电池保护控制系统及控制电路中，结合放电端口不可逆模块2、充电端口不可逆模块11的技术方案。

进一步的，在另一实施例中，还包括均衡模块8，均衡模块8与多串锂电池组6电连接，当多串锂电池组6串联充电时，通过均衡模块8可保证每节电池均衡充电，从而避免使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。在本实施例中，均衡模块8由多个MOS管以及电阻组合而成，请参阅图4，多个MOS管分别为T5-T17，通过多个MOS管的通断控制多串锂电池组6的充电平衡。

基于以上的多串锂电池保护控制系统，本发明还公开了一种包括上述任意一项所述的电路。

本发明的优势在于：

1）放电端口与放电控制模块以及电源模块之间设置一个放电端口不可逆模块，当充电装置连接到放电端口，放电端口不可逆模块就会识别到，从而关闭放电端口的放电功能，同时控制充电回路达到不能充电的效果，如果充电装置移除，放电端口不可逆模块就控制放电控制模块恢复正常放电，使用更安全；

2）将充电端口与放电端口分离，且放电端口只能进行放电，不能充电，对放电端口进行控制，有效的防止了放电端口用来充电而导致的多串锂电池保护控制系统失效带来的起火爆炸危害。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多串锂电池保护控制系统，其特征在于，包括放电端口、放电控制模块、放电端口不可逆模块、识别模块、多串锂电池组和电源模块，所述放电端口与放电端口不可逆模块电连接，所述放电端口不可逆模块分别与电源模块、放电控制模块电连接，所述放电控制模块分别与多串锂电池组、识别模块和电源模块电连接，所述多串锂电池组与识别模块电连接，当放电端口接入充电装置时，放电端口不可逆模块被触发，控制放电控制模块关闭放电端口放电，当充电装置从放电端口移除， 放电端口不可逆模块控制放电控制模块导通进行放电。

2.根据权利要求1所述的多串锂电池保护控制系统，其特征在于，还包括保护模块，所述保护模块分别与放电控制模块、识别模块和多串锂电池组电连接，保护模块保护放电控制模块的放电。

3.根据权利要求1或2所述的多串锂电池保护控制系统，其特征在于，还包括充电端口和充电控制模块，所述充电端口与充电控制模块电连接，所述充电控制模块分别与识别模块和电源模块电连接。

4.根据权利要求3所述的多串锂电池保护控制系统，其特征在于，还包括均衡模块，所述均衡模块与多串锂电池组电连接。

5.根据权利要求3所述的多串锂电池保护控制系统，其特征在于，还包括充电不可逆模块，所述充电不可逆模块分别与识别模块和充电控制模块电连接，当充电端口连接放电装置时，所述充电端口不可逆模块被触发，控制充电控制模块关闭充电端口充电，当放电装置从充电端口移除， 充电端口不可逆模块控制充电控制模块导通进行充电。

6.根据权利要求1所述的多串锂电池保护控制系统，其特征在于，所述放电不可逆模块包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管和第二MOS管分别连接放电控制模块、识别模块和放电端口。

7.根据权利要求5所述的多串锂电池保护控制系统，其特征在于，所述充电不可逆模块包括第三MOS管和第四MOS管，所述第三MOS管和第四MOS管分别连接充电控制模块、识别模块和充电端口。

8.一种多串锂电池保护控制电路，其特征在于，包括上述权利要求1-7任意一项所述的多串锂电池保护控制系统组成的控制电路。