CN113675483B - 一种锂电池防钝化管理电路 - Google Patents

一种锂电池防钝化管理电路 Download PDF

Info

Publication number
CN113675483B
CN113675483B CN202110710747.6A CN202110710747A CN113675483B CN 113675483 B CN113675483 B CN 113675483B CN 202110710747 A CN202110710747 A CN 202110710747A CN 113675483 B CN113675483 B CN 113675483B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
lithium battery
passivation
circuit
operational amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110710747.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113675483A (zh
Inventor
张辉虎
占伟星
刘先进
柯岩
马伟阳
商丽君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Bada Electronic Instruments Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Bada Electronic Instruments Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Bada Electronic Instruments Co ltd filed Critical Zhejiang Bada Electronic Instruments Co ltd
Priority to CN202110710747.6A priority Critical patent/CN113675483B/zh
Publication of CN113675483A publication Critical patent/CN113675483A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113675483B publication Critical patent/CN113675483B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0069—Charging or discharging for charge maintenance, battery initiation or rejuvenation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种锂电池防钝化管理电路，包括处理器，电流检测电路，PWM脉冲放电电路，以及温度传感器，电流检测电路、PWM脉冲放电电路和温度传感器均与处理器相连，电流检测电路与PWM脉冲放电电路相连；本发明的优点：处理器能根据锂电池的不同温度来计算锂电池钝化时的放电电流，并触发PWM脉冲放电电路对锂电池进行放电处理，放电的同时，由于电流检测电路能实时的检测采集锂电池去钝化时的放电电流，通过放电电流的大小来判断锂电池的钝化状态，并将采集的信号回送至处理器内，处理器接收信号后使锂电池工作于钝化与去钝化的临界状态，一方面可以防止锂电池完全钝化的发生，另一方面合理利用锂电池钝化特性，最大限度的发挥锂电池的使用寿命。

Description

一种锂电池防钝化管理电路
技术领域
本发明涉及一种锂电池防钝化管理电路。
背景技术
锂电池具有较高的能量质量比和能量体积比、自放电率低、无记忆效应、使用寿命长、价格较低的优点，所以成为诸多电气设备优先选用的供电电源，而锂电池极其微小电流使用或者静置储存一段时间后，当突然需要一个较大的工作电流时，电池的电压下降得相当厉害甚至降到设备的工作电压之下，导致电池无法供设备正常使用，这种现象称之为电压滞后现象，这成为制约锂电池可靠使用的重要因素，电池钝化是锂电池的一大特性，也是该类型电池长寿命的基础；需要掌握先进的钝化膜形成基理与钝化膜去除相关电化学技术，严重的钝化将堵塞电池内部反应通道，即使仍有材料剩余也无法放出电来，电池使用寿命提前结束，而电池放电的电流越大，电压滞后越明显，电池储存的时间越长，特别是在高温下长时间的储存，钝化保护层增厚，从而使得电池的电压滞后现象更严，目前市场上智能电能表对电池钝化都没有针对性特别的处理措施。就是通过兆欧级电阻电压串联分压来实现，放电电流只有1～3μA，根本无法阻止钝化的形成，且放电时不能对放电电流进行检测采集，从而无法判断锂电池的钝化状态，从而影响了去钝化质量。
发明内容
本发明所要达到的目的就是提供一种锂电池防钝化管理电路，对检测采集锂电池去钝化时的放电电流，提高锂电池去钝化的质量。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种锂电池防钝化管理电路，包括处理器，用于检测采集锂电池去钝化时放电电流的电流检测电路，向锂电池放电的PWM脉冲放电电路，以及用于采集锂电池温度信息的温度传感器，所述电流检测电路、PWM脉冲放电电路和温度传感器均与处理器相连，所述电流检测电路与PWM脉冲放电电路相连，处理器接收温度传感器的温度信号来计算得出PWM脉冲放电电路的放电电流，并控制PWM脉冲放电电路对锂电池进行放电处理，电流检测电路采集放电电流而判断锂电池钝化膜的钝化状态并将信号发送至处理器。
优选的，所述PWM脉冲放电电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和高速MOS管，所述高速MOS管的栅极通过电阻R1与处理器相连，所述高速MOS管的源极接地，所述电容C1并联在电阻R1的两端，所述电容C1的一端通过电阻R2接地，所述高速MOS管的漏极通过电阻R3与锂电池的正极相连；
所述电流检测电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、运算放大器op1、运算放大器op2和运算放大器op3，所述运算放大器op1的正向输入端与电阻R3的一端相连，所述运算放大器op2的正向输入端与电阻R3的另一端相连，所述运算放大器op1的输出端经电阻R8和电阻R10接地，所述运算放大器op3的正向输入端接R8与R10相连的一端，所述运算放大器op2的输出端经电阻R7与运算放大器op3的反向输入端相连，所述电阻R4的一端与运算放大器op2的输出端相连，所述电阻R4的另一端通过电阻R5与电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与运算放大器op1的输出端相连，所述运算放大器op1的反向输入端与电阻R6相连，所述运算放大器op2的反向输入端与电阻R4相连，所述电阻R9的一端与电阻R7相连，所述电阻R9的另一端与运算放大器op3的输出端相连，所述运算放大器op3的输出端与处理器相连。
优选的，所述锂电池防钝化管理电路还包括电路板，所述处理器、PWM脉冲放电电路、电流检测电路均设置在电路板上。
优选的，所述电路板上设有与处理器效率的存储芯片，所述存储芯片用于记录锂电池去钝化事件。
综上所述，本发明的优点：处理器通过锂电池的温度信息来计算锂电池钝化时的放电电流，由于锂电池温度特性，温度越高，钝化层生长得越快，形成更紧凑的晶体。额外的也会导致电池的内阻升高，因此，处理器能根据锂电池的不同温度来计算锂电池钝化时的放电电流，并触发PWM脉冲放电电路对锂电池进行放电处理，放电的同时，由于电流检测电路能实时的检测采集锂电池去钝化时的放电电流，通过放电电流的大小来判断锂电池的钝化状态，并将采集的信号回送至处理器内，处理器接收信号后使锂电池工作于钝化与去钝化的临界状态，一方面可以防止锂电池完全钝化的发生，另一方面合理利用锂电池钝化特性，最大限度的发挥锂电池的使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种锂电池防钝化管理电路的结构示意图；
图2为本发明中电流检测电路和PWM脉冲放电电路的结构示意图。
附图标记：
1处理器、2电流检测电路、3PWM脉冲放电电路、4温度传感器、5电路板、6存储芯片、7锂电池。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种锂电池防钝化管理电路，包括处理器，用于检测采集锂电池去钝化时放电电流的电流检测电路，向锂电池放电的PWM脉冲放电电路，以及用于采集锂电池温度信息的温度传感器，所述电流检测电路、PWM脉冲放电电路和温度传感器均与处理器相连，所述电流检测电路与PWM脉冲放电电路相连，处理器接收温度传感器的温度信号来计算得出PWM脉冲放电电路的放电电流，并控制PWM脉冲放电电路对锂电池进行放电处理，电流检测电路采集放电电流而判断锂电池钝化膜的钝化状态并将信号发送至处理器。
处理器通过锂电池的温度信息来计算锂电池钝化时的放电电流，由于锂电池温度特性，温度越高，钝化层生长得越快，形成更紧凑的晶体，导致电池的内阻升高，因此，处理器能根据锂电池的不同温度来计算锂电池钝化时的放电电流，并触发PWM脉冲放电电路对锂电池进行放电处理，放电的同时，由于电流检测电路能实时的检测采集锂电池去钝化时的放电电流，通过放电电流的大小来判断锂电池的钝化状态，并将采集的信号回送至处理器内，处理器接收信号后使锂电池工作于钝化与去钝化的临界状态，一方面可以防止锂电池完全钝化的发生，另一方面合理利用锂电池钝化特性，最大限度的发挥锂电池的使用寿命。
所述PWM脉冲放电电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和高速MOS管，所述高速MOS管的栅极通过电阻R1与处理器相连，所述高速MOS管的源极接地，所述电容C1并联在电阻R1的两端，所述电容C1的一端通过电阻R2接地，所述高速MOS管的漏极通过电阻R3与锂电池的正极相连；所述电流检测电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、运算放大器op1、运算放大器op2和运算放大器op3，所述运算放大器op1的正向输入端与电阻R3的一端相连，所述运算放大器op2的正向输入端与电阻R3的另一端相连，所述运算放大器op1的输出端经电阻R8和电阻R10接地，所述运算放大器op3的正向输入端接R8与R10相连的一端，所述运算放大器op2的输出端经电阻R7与运算放大器op3的反向输入端相连，所述电阻R4的一端与运算放大器op2的输出端相连，所述电阻R4的另一端通过电阻R5与电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与运算放大器op1的输出端相连，所述运算放大器op1的反向输入端与电阻R6相连，所述运算放大器op2的反向输入端与电阻R4相连，所述电阻R9的一端与电阻R7相连，所述电阻R9的另一端与运算放大器op3的输出端相连，所述运算放大器op3的输出端与处理器相连。
所述锂电池防钝化管理电路还包括电路板，所述处理器、PWM脉冲放电电路、电流检测电路和存储器均设置在电路板上，能实现处理器、PWM脉冲放电电路、电流检测电路和存储器集成化设置，简化了整个锂电池防钝化管理电路的结构，便于安装固定，也简化了PWM脉冲放电电路和电流检测电路与处理器的连接结构，保证了数据传输的准确性，所述电路板上设有与处理器效率的存储芯片，所述存储芯片用于记录锂电池去钝化事件，通过存储芯片记录锂电池去钝化事件，处理器可根据存储的参数来调整优化去钝化的周期，实现锂电池的钝化的自动化管理，也便于后续管理人员的分析。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (3)

1.一种锂电池防钝化管理电路，其特征在于：包括处理器，用于检测采集锂电池去钝化时放电电流的电流检测电路，向锂电池放电的PWM脉冲放电电路，以及用于采集锂电池温度信息的温度传感器，所述电流检测电路、PWM脉冲放电电路和温度传感器均与处理器相连，所述电流检测电路与PWM脉冲放电电路相连，处理器接收温度传感器的温度信号来计算得出PWM脉冲放电电路的放电电流，并控制PWM脉冲放电电路对锂电池进行放电处理，电流检测电路采集放电电流而判断锂电池钝化膜的钝化状态并将信号发送至处理器，处理器接收信号后使锂电池工作于钝化与去钝化的临界状态；
所述PWM脉冲放电电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和高速MOS管，所述高速MOS管的栅极通过电阻R1与处理器相连，所述高速MOS管的源极接地，所述电容C1并联在电阻R1的两端，所述电容C1的一端通过电阻R2接地，所述高速MOS管的漏极通过电阻R3与锂电池的正极相连；
所述电流检测电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、运算放大器op1、运算放大器op2和运算放大器op3，所述运算放大器op1的正向输入端与电阻R3的一端相连，所述运算放大器op2的正向输入端与电阻R3的另一端相连，所述运算放大器op1的输出端经电阻R8和电阻R10接地，所述运算放大器op3的正向输入端接R8与R10相连的一端，所述运算放大器op2的输出端经电阻R7与运算放大器op3的反向输入端相连，所述电阻R4的一端与运算放大器op2的输出端相连，所述电阻R4的另一端通过电阻R5与电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与运算放大器op1的输出端相连，所述运算放大器op1的反向输入端与电阻R6相连，所述运算放大器op2的反向输入端与电阻R4相连，所述电阻R9的一端与电阻R7相连，所述电阻R9的另一端与运算放大器op3的输出端相连，所述运算放大器op3的输出端与处理器相连。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池防钝化管理电路，其特征在于：所述锂电池防钝化管理电路还包括电路板，所述处理器、PWM脉冲放电电路和电流检测电路均设置在电路板上。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池防钝化管理电路，其特征在于：所述电路板上设有与处理器相连的存储芯片，所述存储芯片用于记录锂电池去钝化事件。
CN202110710747.6A 2021-06-25 2021-06-25 一种锂电池防钝化管理电路 Active CN113675483B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110710747.6A CN113675483B (zh) 2021-06-25 2021-06-25 一种锂电池防钝化管理电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110710747.6A CN113675483B (zh) 2021-06-25 2021-06-25 一种锂电池防钝化管理电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113675483A CN113675483A (zh) 2021-11-19
CN113675483B true CN113675483B (zh) 2023-06-23

Family

ID=78538291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110710747.6A Active CN113675483B (zh) 2021-06-25 2021-06-25 一种锂电池防钝化管理电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113675483B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102460783A (zh) * 2009-04-15 2012-05-16 苏伦·马蒂罗斯延 具有Zn电极的可再充电电池以及制造所述电池的方法
EP2555294A1 (de) * 2011-08-04 2013-02-06 Atral-Secal GmbH Verfahren zum Beseitigen oder zum Reduzieren der Dicke einer Passivierungsschicht auf einer Elektrode einer Batterie oder eines Akkus
RU126513U1 (ru) * 2012-05-15 2013-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Устройство депассивации литий-тионилхлоридной батареи
CN204287442U (zh) * 2014-12-15 2015-04-22 石家庄科林电气股份有限公司 一种电能表用电池钝化检测及钝化消除电路

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7947109B2 (en) * 2005-10-06 2011-05-24 3M Innovative Properties Company Powered air purifying respirator with battery passivation sensing/correction and method therefor
CN104167802A (zh) * 2014-09-09 2014-11-26 成都千嘉科技有限公司 一种锂电池去钝化电路及去钝化方法
CN104460459B (zh) * 2014-12-15 2017-04-26 石家庄科林电气股份有限公司 一种智能农排表
CN105140576B (zh) * 2015-07-22 2017-05-17 北京嘉捷恒信能源技术有限责任公司 一种防止锂亚电池钝化的系统和方法
CN106329020A (zh) * 2016-08-31 2017-01-11 成都前锋电子仪器有限责任公司 一种锂电池防钝化电路
CN207612096U (zh) * 2017-12-21 2018-07-13 深圳市海鹏信电子股份有限公司 一种电池合路控制电路和电池合路器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102460783A (zh) * 2009-04-15 2012-05-16 苏伦·马蒂罗斯延 具有Zn电极的可再充电电池以及制造所述电池的方法
EP2555294A1 (de) * 2011-08-04 2013-02-06 Atral-Secal GmbH Verfahren zum Beseitigen oder zum Reduzieren der Dicke einer Passivierungsschicht auf einer Elektrode einer Batterie oder eines Akkus
RU126513U1 (ru) * 2012-05-15 2013-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Устройство депассивации литий-тионилхлоридной батареи
CN204287442U (zh) * 2014-12-15 2015-04-22 石家庄科林电气股份有限公司 一种电能表用电池钝化检测及钝化消除电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN113675483A (zh) 2021-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103163480B (zh) 锂电池健康状态的评估方法
JP5395006B2 (ja) 電池制御システムとその制御方法並びに電池システム
CN102231549B (zh) 一种电池管理芯片
CN105356528A (zh) 电池管理系统
Goud et al. An online method of estimating state of health of a Li-ion battery
CN105071453A (zh) 一种电池管理系统
CN109696637B (zh) 锂一次性电池容量监测方法
CN105759221A (zh) 一种带有内阻监测功能的动力电池组管理系统
CN107015153A (zh) 一种蓄电池soh的电压和电流采样控制方法
CN105510833A (zh) 蓄电池健康状态检测方法、装置及系统
CN114614120B (zh) 一种铅酸蓄电池的远程监控与自我除硫系统
US11296516B2 (en) Battery management system
CN213069110U (zh) 用于通讯基站中铅酸电池的智能检测装置
CN113675483B (zh) 一种锂电池防钝化管理电路
CN110828917B (zh) 一种基于变频信号的蓄电池在线除硫系统及方法
CN206038874U (zh) 一种蓄电池电量检测装置
CN112363071A (zh) 一种非充电电池剩余电量估算系统、方法和电子设备
CN111796194A (zh) 一种基于脉冲电流法的vrla蓄电池组内阻在线检测方法及实现该方法的装置
CN115932614B (zh) 一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法和系统
CN213986757U (zh) 一种非充电电池剩余电量估算系统和电子设备
CN211480220U (zh) 电池管理系统
WO2022062143A1 (zh) 一种复合电池组的电量预警方法
CN108054450A (zh) 一种锂电池管理系统
CN210379274U (zh) 全钒液流电池的电压采集监控装置
CN113675907B (zh) 一种能防止电池钝化的电能表

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant