CN212085832U - 一种二次锂电池并联的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电池电路技术领域的一种二次锂电池并联的电路，包括B电池组、P电池组、硬件保护IC3、电流检测IC1、单片机IC2、电源降压U1、MOS管QC1、MOS管QF1、高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3，所述硬件保护IC3分别通过R9和R10连接有MOS管QF1和MOS管QC1，所述MOS管QF1和MOS管QC1连接有P电池组和B电池组的负极，所述硬件保护IC3连接有三极管QK1和三极管QK2的集电极，所述电流检测IC1连接有P电池组和B电池组的负极，所述电流检测IC1连接有单片机IC2，所述单片机IC2分别连接有高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3，所述高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3均连接有P电池组的负极。

Description

一种二次锂电池并联的电路

技术领域

本实用新型涉及电池电路技术领域，具体为一种二次锂电池并联的电路。

背景技术

随着科学技术日新月异发展，人们环保意识进一步的增强，对铅酸电池，镍镉电池等非环保电池渐渐不使用，特别一些地方出现铅镉中毒事件。现在国家在政策上也出台了很多地方不要使用非环保电池。这就给二次锂电池提供了机遇，同时也给二次锂电池带来挑战。特别是一些电池需要大容量的电池地方，就需要多个二次锂电池进行并联。电池并联在使用过程中会出现内部环流问题以及高低压电池并联是相互环流问题，不需要电池管理系统的二次电池不存在问题。但是需要电池管理系统的二次锂电池，就会存在问题--- 电池管理系统是半导体元器件，半导体元器件有个额定电流和雪崩电流，当电流超过半导体雪崩电流就会损坏半导体元器件。元器件损坏后，二次锂电池管理系统失效，失效后二次锂电池在充电或者放电都没有保护。就是损坏二次锂电池，特别严重的就会出现燃烧爆炸等安全性事故。为了解决电池并联使用问题，目前采用都是价格昂贵软件的电池管理系统。但是一些低容量二次锂电池用不起价格昂贵的软件电池管理系统。只能用性价比比较高的硬件二次锂电池管理系统。硬件二次锂电池管理系统不具备软件管理系统强大功能电池任意并联使用。为了解决这一矛盾，就需要一种性价比较高的硬件二次锂电池管理系统。

基于此，本实用新型设计了一种二次锂电池并联的电路，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二次锂电池并联的电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种二次锂电池并联的电路，包括B电池组、P电池组、硬件保护IC3、电流检测IC1、单片机IC2、电源降压U1、MOS管QC1、MOS管QF1、高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3，所述硬件保护IC3通过R11和 R12与P电池组和B电池组的正极连接，所述硬件保护IC3分别通过R9和 R10连接有MOS管QF1和MOS管QC1，所述MOS管QF1和MOS管QC1 连接有P电池组和B电池组的负极，所述硬件保护IC3连接有三极管QK1和三极管QK2的集电极，所述三极管QK1和三极管QK2的基极连接有P电池组和B电池组的负极，所述硬件保护IC3连接有P电池组和B电池组的负极，所述电流检测IC1通过R4和R8连接有P电池组和B电池组的负极，所述电流检测IC1通过电容C1和C2连接有电源降压U1，所述电源降压U1连接有 B电池组的正极，所述电流检测IC1通过R6、R5、R7和R3连接有单片机IC2，所述单片机IC2分别通过R14和R13连接有三极管QK2和三极管QK1，所述单片机IC2分别连接有高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3，所述高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3均连接有P电池组的负极。

优选的，所述P电池组和B电池组的正极分别通过R11和R12与硬件保护IC3的19和20管脚相连。

优选的，所述硬件保护IC3的9、10管脚接有B电池组负极，硬件保护 IC3的19、20管脚分别接有三极管QK1和三极管QK2的集电极。

优选的，所述电流检测IC1的3、4管脚通过R4和R8接有B电池组的负极，所述电流检测IC1的2管脚和1管脚通过电容C1和C2接有电源降压 U1的3管脚。

优选的，所述电流检测IC1的5、6管脚通过R6、R5分别接有单片机IC2 的1、2管脚，所述电流检测IC1的7管脚通过R7和R3并联接有单片机IC2 的8管脚，通过R7和R3串联接有单片机IC2的8管脚，所述电流检测IC1 的7管脚与电源降压U1的3管脚连接。

优选的，所述单片机IC2的16和14管脚分别通过R14和R13连接有B 电池组和P电池组的负极，所述单片机IC2的15管脚与高电平光耦G1的4 管脚连接，连接处连接有R15，R15另一端外接电源，所述单片机IC2的13 管脚通过R17与高电平光耦G1的3管脚连接，所述单片机IC2的13管脚通过R16与B电池组正极连接。

优选的，所述单片机IC2的10管脚连接有隔离光耦G2的4管脚，连接处连接有R2，R2另一端外接电源，所述单片机IC2的9管脚通过R1连接有隔离光耦G3的1管脚。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的原理是关闭充电MOS管放电MOS是导通的，只有检测到放电电流才能打开充电MOS管。电池组M1电池B1电压和电池组M2电池 B2电压一致，不会产生环流问题。解决了两组电池组模块并联之间内部环流问题，同样也可以多组电池模块并联，方法是简单，可靠高，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型电池并联原理示意图；

图2为本实用新型电路原理示意图；

图3为本实用新型软件流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：

一种二次锂电池并联的电路，包括B电池组、P电池组、硬件保护IC3、电流检测IC1、单片机IC2、电源降压U1、MOS管QC1、MOS管QF1、高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3，硬件保护IC3通过R11和R12 与P电池组和B电池组的正极连接，硬件保护IC3分别通过R9和R10连接有MOS管QF1和MOS管QC1，MOS管QF1和MOS管QC1连接有P电池组和B电池组的负极，硬件保护IC3连接有三极管QK1和三极管QK2的集电极，三极管QK1和三极管QK2的基极连接有P电池组和B电池组的负极，硬件保护IC3连接有P电池组和B电池组的负极，电流检测IC1通过R4和 R8连接有P电池组和B电池组的负极，电流检测IC1通过电容C1和C2连接有电源降压U1，电源降压U1连接有B电池组的正极，电流检测IC1通过 R6、R5、R7和R3连接有单片机IC2，单片机IC2分别通过R14和R13连接有三极管QK2和三极管QK1，单片机IC2分别连接有高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3，高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3均连接有P电池组的负极。

其中，P电池组和B电池组的正极分别通过R11和R12与硬件保护IC3 的19和20管脚相连。硬件保护IC3的9、10管脚接有B电池组负极，硬件保护IC3的19、20管脚分别接有三极管QK1和三极管QK2的集电极。电流检测IC1的3、4管脚通过R4和R8接有B电池组的负极，电流检测IC1的2 管脚和1管脚通过电容C1和C2接有电源降压U1的3管脚。电流检测IC1 的5、6管脚通过R6、R5分别接有单片机IC2的1、2管脚，电流检测IC1 的7管脚通过R7和R3并联接有单片机IC2的8管脚，通过R7和R3串联接有单片机IC2的8管脚，电流检测IC1的7管脚与电源降压U1的3管脚连接。单片机IC2的16和14管脚分别通过R14和R13连接有B电池组和P电池组的负极，单片机IC2的15管脚与高电平光耦G1的4管脚连接，连接处连接有R15，R15另一端外接电源，单片机IC2的13管脚通过R17与高电平光耦 G1的3管脚连接，单片机IC2的13管脚通过R16与B电池组正极连接。单片机IC2的10管脚连接有隔离光耦G2的4管脚，连接处连接有R2，R2另一端外接电源，单片机IC2的9管脚通过R1连接有隔离光耦G3的1管脚。

本实施例的一个具体应用为：如图2所示，本实用新型具体采用电流检测IC1宏康HY10P40和单片机IC2瑞萨R7F0C085，隔离光耦是采用亿光LTV--217，硬件保护IC3美尚美MM3474GB2，充放电MOS管QC1和QF1 英飞凌的IRFP4468,电源降压LDO--U1采用是南京微盟ME6209A33P。具体如图2原理图和图3软件流程图。电池包在静止状态时，当电流检测IC1—HY10P40在没有检测到电流时，电流检测IC1—HY10P40的第5和6管脚输出低电平。单片机IC2–R7F0C805的第1和2管收到都是低电平信号，同时单片机IC2–R7F0C805的第15管脚也收到是高电平信号，以及单片机 IC2–R7F0C805的第9和10管脚没有收到通讯信号，单片机IC2– R7F0C805的第16管脚输出高电平信号经电阻R14导通三极管QK2，把保护 IC3—MM3474GB2的第20管脚SOC拉为低电平，保护IC3–MM3474GB2 的第1管脚OV输出高阻，关闭充电MOS管QC1不能进行充电，单片机IC2 –R7F0C805的第14管脚输出低电平信号，经电阻R13关闭三极管QK1，保护IC3–MM3474GB2第19管脚SDC还是高电平，保护IC3– MM3474GB2第4管脚DCHG输出高电平，放电MOS管QF1导通就可以放电。这时在静止状态下并联，不会产生环流问题。电池包在放电状态时，当电流检测IC1—HY10P40检测到放电电流，电流检测IC1–HY10P40的第5 管脚输出高电平第6管脚输出高电平。单片机IC2--R7F0C805的第1管脚接收到高电平和第2管脚接收到低电平，则是电池包是在放电状态，这时单片机IC2--R7F0C805的第14管脚和15管脚都输出低电平，保护IC3— MM3474GB2的第20管脚SOC和第19管脚SDC都是高电位，保护IC3— MM3474GB2的第1管脚OV和第4管脚DCHG都输出高电平导通充放电MOS 管QC1和QF1。这时电池包就会对外放电，电流就不会经过充电MOS管的寄生二极管而发热损坏充电MOS管。在放电状态下也不会产生环流。在充电状态时，当电池包接上充电器CO是高电平光耦G1就会导通，就会给单片机 IC2—R7F0C805的第15管脚一个低电平信号。单片机就会判断为充电状态，单片机IC2—R7F0C805的第13管脚就会通过电阻R16和R17采集当前电池包的电压，单片机IC2–R7F0C805的第9管脚和第10管脚再通过隔离光耦LTV-217G2和G3通讯去读取其他电池包的信息，如果并联电池包电压一致，则单片机IC2—R7F0C805的第16管脚就会输出低电平，三极管QK2就会关闭不导通，则保护IC3—MM3474GB2的第20管脚SOC为高电位。保护 IC3—MM3474GB2的第1管脚OV输出高电平导通充电MOS管QC1，充电器就可以对电池充电。电池包电压一致，没有压差不会产生环流。如果电压不一致，则判断那组电池电压最低，单片机IC2—R7F0C805的第16管脚和第 14管脚都输出低电平，经过电阻R14和R13去三极管QK2和QK1，这样保护IC3—MM3474GB2的第20管脚SOC和19管脚SDC都是高电位，则保护 IC—MM3474GB2的第1管脚OV输出高电平和第4管脚DCHG输出高电平导通充电MOS管QC1和放电MOS管QF1，充电器可以给电池包充电；而其他组电池比较高的电池，单片机IC2—R7F0C805的第16管脚和第14管脚都输出高电平，经过电阻R14和R13去导通三极管QK2和QK1，这样保护IC3 —MM3474GB2的第20管脚SOC和19管脚SDC都是低电位，则保护IC—MM3474GB2的第1管脚OV输出高阻和第4管脚DCHG输出低电平关闭充电MOS管QC1和放电MOS管QF1，电池包不能充电也不能放电。只有当低电压电池组电压与高电压电池组一致时，单片机IC2—R7F0C805的第16管脚和第14管脚都输出低电平，经过电阻R14和R13去三极管QK2和QK1，这样保护IC3—MM3474GB2的第20管脚SOC和19管脚SDC都是高电位，则保护IC—MM3474GB2的第1管脚OV输出高电平和第4管脚DCHG输出高电平导通充电MOS管QC1和放电MOS管QF1，充电器可以给电池包充电，这样在充电状态下，也不会产生环流问题。因此本实用新型，电池包在各种状态下—静止，放电，充电状态并联使用都不会产生环流问题，成本低，电路简单可靠，性价比高。

如图1所示，本实用新型的技术原理，就是关闭充电MOS管放电MOS 是导通的，只有检测到放电电流才能打开充电MOS管。具体原理框图如图1，电池组M1和电池组M2，两组电池并联在一起对外输出供电。当电池组M1 电池B1电压与电池组M2电池B2电压相等，则两组电池一起对外供电，供电电流I＝I1+I3。如果电池组M1电池B1的电压高于电池组M2电池B2的电压，则会发生电池组M1电池B1会给电池组M2电池B2充电，充电电流I2, 电流I2就是电池内部环流，内部环流就有可能损坏电池组M1和电池组M2 内部的放电MOS管QF1和QF2。本实用新型是这样解决这一内部环流问的，当电池组M1电池和电池组M2没有对外放电和充电时，电池组M1和电池组 M2内部的充电MOS管QC1和QC2是关闭，电池组M1和M2只能对外放电不能充电。当电池组M1电池B1电压高于电池组M2电池B2电压时，电池组M2充电MOS管QC2是关闭就不能充电，两组电池并联就不会产生电池组内部环流I2.而电池组M2充电管QC2只有检测到放电电流I3时，才会打开对外放电，降低电流I3通过充电MOS管QC2寄生二极管的功耗。当接上充电器时，电池组M1通讯T1就会跟电池组M2通讯T2进行通讯，来判断当时两组电池电压信息，如果电池组M1电池B1电压比电池组M2电池B2 电压高，则电池组M1放电MOS管QF1和充电MOS管QC1关闭，电池组 M2充电MOS管QC2才会打开充电，电池组M2进行充电，直至电池组M2 电池B2跟电池组M1电池B1电压一致时，电池组M1的充放电MOS管QC1` 和QF1都打开导通，也可以充电。电池组M1电池B1电压和电池组M2电池 B2电压一致，就不会产生环流问题。同样如果电池组M2电池B2电压比电池组M1电池B1电压高，则电池组M2放电MOS管QF2和充电MOS管QC2 关闭，电池组M1充电MOS管QC1才会打开充电，电池组M1进行充电，直至电池组M1电池B1跟电池组M2电池B2电压一致时，电池组M2的充放电MOS管QC2和QF2都打开导通，也可以充电。电池组M1电池B1电压和电池组M2电池B2电压一致，就不会产生环流问题。这样就解决两组电池组模块并联之间内部环流问题。这样同样也可以多组电池模块并联，多组电池并联技术原理都是一样原理方法。这里不做重复技术说明。这样方法是简单，可靠高，成本低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种二次锂电池并联的电路，其特征在于：包括B电池组、P电池组、硬件保护IC3、电流检测IC1、单片机IC2、电源降压U1、MOS管QC1、MOS管QF1、高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3，所述硬件保护IC3通过R11和R12与P电池组和B电池组的正极连接，所述硬件保护IC3分别通过R9和R10连接有MOS管QF1和MOS管QC1，所述MOS管QF1和MOS管QC1连接有P电池组和B电池组的负极，所述硬件保护IC3连接有三极管QK1和三极管QK2的集电极，所述三极管QK1和三极管QK2的基极连接有P电池组和B电池组的负极，所述硬件保护IC3连接有P电池组和B电池组的负极，所述电流检测IC1通过R4和R8连接有P电池组和B电池组的负极，所述电流检测IC1通过电容C1和C2连接有电源降压U1，所述电源降压U1连接有B电池组的正极，所述电流检测IC1通过R6、R5、R7和R3连接有单片机IC2，所述单片机IC2分别通过R14和R13连接有三极管QK2和三极管QK1，所述单片机IC2分别连接有高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3，所述高电平光耦G1、隔离光耦G2和隔离光耦G3均连接有P电池组的负极。

2.根据权利要求1所述的一种二次锂电池并联的电路，其特征在于：所述P电池组和B电池组的正极分别通过R11和R12与硬件保护IC3的19和20管脚相连。

3.根据权利要求1所述的一种二次锂电池并联的电路，其特征在于：所述硬件保护IC3的9、10管脚接有B电池组负极，硬件保护IC3的19、20管脚分别接有三极管QK1和三极管QK2的集电极。

4.根据权利要求1所述的一种二次锂电池并联的电路，其特征在于：所述电流检测IC1的3、4管脚通过R4和R8接有B电池组的负极，所述电流检测IC1的2管脚和1管脚通过电容C1和C2接有电源降压U1的3管脚。

5.根据权利要求1所述的一种二次锂电池并联的电路，其特征在于：所述电流检测IC1的5、6管脚通过R6、R5分别接有单片机IC2的1、2管脚，所述电流检测IC1的7管脚通过R7和R3并联接有单片机IC2的8管脚，通过R7和R3串联接有单片机IC2的8管脚，所述电流检测IC1的7管脚与电源降压U1的3管脚连接。

6.根据权利要求1所述的一种二次锂电池并联的电路，其特征在于：所述单片机IC2的16和14管脚分别通过R14和R13连接有B电池组和P电池组的负极，所述单片机IC2的15管脚与高电平光耦G1的4管脚连接，连接处连接有R15，R15另一端外接电源，所述单片机IC2的13管脚通过R17与高电平光耦G1的3管脚连接，所述单片机IC2的13管脚通过R16与B电池组正极连接。

7.根据权利要求1所述的一种二次锂电池并联的电路，其特征在于：所述单片机IC2的10管脚连接有隔离光耦G2的4管脚，连接处连接有R2，R2另一端外接电源，所述单片机IC2的9管脚通过R1连接有隔离光耦G3的1管脚。

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