CN205304339U - 基于bq7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，用于锂电池组的充放电管理，包括锂电池管理微处理器MCU、充放电场效应管Qc/Qd和通讯模块，锂电池组通过1个锂电池模拟前端芯片BQ7694003与MCU连接，且锂电池模拟前端芯片BQ7694003和锂电池组经精密电阻连接充放电场效应管Qc/Qd；在精密电阻和锂电池组之间设置1个锂电池电量监测芯片；通讯模块为CAN通讯模块，受MCU控制，并经LDO模块连接锂电池组。本实用新型提供了更经济、便捷、高效的锂电池保护装置，使锂电池在操作过程中更安全、可靠。由于硬件受MCU控制，具有很高参数可调性，为设计电池组PACK电路提供了可变性，提高了应对市场多样化需求的能力。

Description

基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，支持9～15串锂离子或磷酸铁锂可充电电池组的保护模块，特别适用于电动自行车、电动摩托车领域。

背景技术

使用锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块的电动自行车、电动摩托车产品品种日益增加，随着市场多元化的发展，普通锂电池管理模块已不能适应市场发展的需要，市场更需要智能化的锂电池管理系统。

在日常使用中，通常需要对电池的实时状态有更精确的监测和实时状态的了解。

专利号ZL201320273639.8公开了一种基于smb开发智能锂电池管理设备，它涉及一种电池管理设备。它包括管理设备主体、控制电路模块、通信数据接口和报警闪烁灯，管理设备主体内部设置有控制电路模块，管理设备主体侧边设置有多个通信数据接口和USB数据接口，管理设备主体上还设置有报警闪烁灯。本实用新型对电池采取智能化的管理方式，以求达到最有效使用电池容量和延长电池使用寿命的目的。

专利号ZL201320584211.5提供一种基于RFID技术的智能化锂电池综合管理系统，包括锂电池保护板单元、阅读器和锂电池服务管理器平台，锂电池保护板单元包括电池组保护模块、锂电池MCU处理器和RFID电子标签，阅读器包括RF射频模块、阅读器MCU处理器、GPS模块和网络通信模块，该管理系统可以实时检测锂电池的状态，并可直接通过RFID电子标签直接传送给阅读器，并直接通过Internet传送至锂电池管理服务器，Internet网络具有连接实时性好、受干扰能力强、部署不收空间限制等优点，操作方式比较便利。使用该阅读器作为锂电池信息收集的节点，能够将锂电池数据实时的收集至上位机服务器管理平台，实现锂电池管理的各种应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，满足电池组智能管理的同时，具有成本低、功能齐全的特点，以提高市场竞争力。

本实用新型目的通过述方案实现，一种基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，用于锂电池组的充放电管理，包括锂电池管理微处理器MCU、充放电场效应管Qc/Qd和通讯模块，其中：

所述的锂电池组通过1个锂电池模拟前端芯片BQ7694003与MCU连接，且锂电池模拟前端芯片BQ7694003和锂电池组经精密电阻连接充放电场效应管Qc/Qd；

在精密电阻和MCU之间设置1个锂电池电量监测芯片；

所述的通讯模块为CAN通讯模块，该CAN通讯模块受MCU控制，并经LDO模块连接锂电池组。

本实用新型利用锂电池模拟前端芯片BQ7694003对锂电池精确实的时监测功能，根据不同的情况对电池采取对应的保护措施，其具备锂电池过充、过放、过流、过温、均衡、放电短路等保护功能。利用BQ7694003对电压信号的高精度采集特点，超低内阻的精密电阻检测回路电流，使电路具有大电流放电，低发热功效。

本实用新型全部由MCU控制的硬件实现对锂电池组的管理，具有很高参数可调性，为设计电池组PACK电路提供了可变性，提高了应对市场多样化需求的能力。

在上述方案基础上，所述的充放电场效应管Qc/Qd中，充电场效应管Qc分别连接充电器和BQ7694003模拟前端，放电场效应管Qd分别连接负载和精密电阻。利用电量监测芯片BQ34Z100特性，对电池电量具有实时监测功能。

在上述方案基础上，所述的锂电池电量监测芯片选自BQ34Z100，其信号检测端并联在检测回路精密电阻的两端。

所述的BQ34Z100的信号检测端为SRN和SRP，将SRN和SRP连接在精密电阻的两端，通过外接转接口，读取BQ34Z100芯片数据。

在电池包使用过程中，可以通过外接转接口，读取BQ34Z100芯片数据，从而可以实时监测电池包的电池容量、剩余容量、实时电流和温度等信息。

在上述方案基础上，CAN通讯模块为CAN通讯收发器TJA1042T。利用CAN通讯收发器TJA1042T，实时接受和发送外部通讯，读取锂电池的电压、电流、温度、电量等信息。

本实用新型提供了更安全、经济、便捷、高效的锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块控制装置，使锂电池在操作过程中更安全、更可靠。由于硬件由MCU控制，具有很高参数可调性，为设计电池组PACK电路提供了可变性，提高了应对市场多样化需求的能力。

附图说明

图1为本实用新型保护模块的整体电路框图；

图2模拟前端模块框图；

图3为电量监测电路模块框图；

图4CAN通讯模块框图；

图中标号说明

1——MCU；2——BQ7694003芯片；

3——锂电池组；4——精密电阻；

5——BQ34Z100芯片；6——CAN通讯模块；

7——LDO模块；8——充电器；

9——负载；10——电量显示器；

11——上位机。

具体实施方式

请参阅图1为本实用新型整体电路模块框图、图2为本实用新型模拟前端模块框图、图3为本实用新型电量监测电路模块框图和图4为本实用新型CAN通讯模块框图：

如图1所示，一种基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，用于锂电池组3的充放电管理，包括锂电池管理微处理器MCU1、充放电场效应管Qc/Qd和通讯模块，其中：

所述的锂电池组3通过1个锂电池模拟前端BQ7694003芯片2与MCU1连接，且锂电池模拟前端BQ7694003芯片2和锂电池组3经精密电阻4连接充放电场效应管Qc/Qd；

在精密电阻4和MCU1之间设置1个锂电池电量监测芯片，本实施例所述的锂电池电量监测芯片选自BQ34Z100芯片5，其信号检测端并联在检测回路精密电阻4的两端；

所述的通讯模块为CAN通讯模块6，该CAN通讯模块6受MCU1控制，并经LDO模块7连接锂电池组3。

本实用新型利用锂电池模拟前端BQ7694003芯片2对锂电池组3精确实时的监测功能，实时将采集信息（如通过I2C）通讯传递MCU1，MCU1再将命令回传模拟前端，从而对锂电池过充、过放、过流、过温、均衡、放电短路等实施保护功能，根据不同的情况对电池采取对应的保护措施，使其具备对锂电池过充、过放、过流、过温、均衡、放电短路等保护功能。

如图2所示，锂电池组通过1个锂电池模拟前端BQ7694003芯片2与MCU1连接，且锂电池模拟前端BQ7694003芯片2和锂电池组3经精密电阻4连接充放电场效应管Qc/Qd，充放电场效应管Qc/Qd中，充电场效应管Qc分别连接充电器8和模拟前端BQ7694003芯片2，放电场效应管Qd分别连接负载9和精密电阻4。利用前端BQ7694003芯片2对电压信号的高精度采集特点，超低内阻的精密电阻4检测回路电流，使电路具有大电流放电，低发热功效。

如图3所示，在精密电阻4和MCU1之间设置1个锂电池电量监测芯片，锂电池电量监测芯片选自BQ34Z100芯片5，其信号检测端并联在检测回路精密电阻4的两端，BQ34Z100芯片5的信号检测端为SRN和SRP，将SRN和SRP并联在精密电阻4的两端，通过外接转接口，在电量显示器10上直接读取BQ34Z100芯片5数据。利用电量监测BQ34Z100芯片5特性，对电池电量具有实时监测功能，将其信号检测端并联在回路精密电阻4两端，利用对精密电阻4实时电流的监测，从而监测整个电路电流状态。另外，通过检测回路电流来计算容量，整个监测过程信息可通过BQ34Z100芯片5的信息输出端子传输MCU1控制部分，而后可以通过电量显示器10显示。

在电池包的使用过程中，可以实时监测电池包的电池容量、剩余容量、实时电流和温度等信息。

如图4所示，通讯模块为CAN通讯模块6，该CAN通讯模块6受MCU1控制，并经LDO7模块连接锂电池组3。本实施例CAN通讯模块6为CAN通讯收发器TJA1042T。利用CAN通讯收发器TJA1042T，实时接受和发送外部通讯，利用上位机11可读取锂电池的电压、电流、温度、电量等信息。

本实用新型的原理是：锂电池组3通过锂电池模拟前端BQ7694003芯片2、1个锂电池电量监测芯片BQ34Z100芯片5和1个CAN通讯收发器TJA1042T，支持9-15节锂电池串数，该智能锂电池BMS具备了锂电池过充、过放、过流、过温、均衡、放电短路等保护功能、电池电量实时监测功能、CAN通讯功能和大电流放电，低发热功效。

本实用新型装置的硬件全部由MCU1控制，具有很高参数可调性，为设计电池组PACK电路提供了可变性，提高了应对市场多样化需求的能力。

Claims (5)

1.一种基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，用于锂电池组的充放电管理，包括锂电池管理微处理器MCU、充放电场效应管Qc/Qd和通讯模块，其特征在于：

所述的锂电池组通过1个锂电池模拟前端芯片BQ7694003与MCU连接，且锂电池模拟前端芯片BQ7694003和锂电池组经精密电阻连接充放电场效应管Qc/Qd；

在精密电阻和锂电池组之间设置1个锂电池电量监测芯片；

所述的通讯模块为CAN通讯模块，该CAN通讯模块受MCU控制，并经LDO模块连接锂电池组；

其中，所述的充放电场效应管Qc/Qd中，充电场效应管Qc分别连接充电器和BQ7694003模拟前端，放电场效应管Qd分别连接负载和精密电阻。

2.根据权利要求1所述的基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，其特征在于：所述的锂电池电量监测芯片选自BQ34Z100，其信号检测端并联在检测回路精密电阻的两端。

3.根据权利要求2所述的基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，其特征在于：所述的BQ34Z100的信号检测端为SRN和SRP，将SRN和SRP连接在精密电阻的两端，通过外接转接口，读取BQ34Z100芯片数据。

4.根据权利要求1所述的基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，其特征在于：CAN通讯模块为CAN通讯收发器TJA1042T。

5.根据权利要求1所述的基于BQ7694003模拟前端的智能锂电池管理系统装置，其特征在于：所述的锂电池组通过1个锂电池电量监测芯片BQ34Z100和1个CAN通讯收发器TJA1042T，支持9-15节锂电池串数。