CN215646219U - 一种电池保护板控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池保护板控制系统，包括控制模块、电流检测模块和开关模块；所述控制模块的输出端与所述开关模块连接，所述开关模块与所述电流检测模块串联，以控制电流检测模块的通断；所述电流检测模块与电池包的输出端连接，以用于检测电池包是否有充电电流和放电电流；所述电流检测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块根据电流检测模块的检测结果控制电池保护板进行休眠或唤醒。其能够自动检测电池包的使用状态，根据电池使用状态使得电池保护板自动进行休眠及唤醒操作，延长电池的使用时间，延长电池的循环使用寿命。

Description

一种电池保护板控制系统

技术领域

本实用新型涉及电池管理系统技术领域，尤其是指一种电池保护板控制系统。

背景技术

电池保护板已经广泛应用在各类锂离子电池中。由于锂电池的电化学结构决定它存在危险性，必须通过电池保护板来管理锂电池，控制锂电池的充放电。

现有的电池包处于存储和静止状态时，电流包没有大电流工作，但是，电路中的电池保护板还处于唤醒状态，有较大的自耗电，不易被用户发现，如果长时间让保护板处于唤醒状态，用不了多久就会把电池的电耗光。

如果长时间或者频繁出现电池保护板自耗电现象，会降低电池包的使用效率以及循环使用寿命。

因此，需要设计一种新的电池保护板控制系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电池保护板控制系统，其能够其能够自动检测电池的使用状态，根据电池使用状态使得电池保护板自动进行休眠及唤醒操作，延长电池的使用时间，延长电池的循环使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池保护板控制系统，包括控制模块、电流检测模块和开关模块；所述控制模块的输出端与所述开关模块连接，所述开关模块与所述电流检测模块串联，以控制电流检测模块的通断；所述电流检测模块与电池包的输出端连接，以用于检测电池包是否有充电电流和放电电流；所述电流检测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块根据电流检测模块的检测结果控制电池保护板进行休眠或唤醒。

作为优选的，所述控制模块发出控制信号，所述控制信号为间断发送的信号；所述间断发送的信号与开关电路的输入端连接以控制所述开关模块的通断。

作为优选的，所述开关模块包括用作开关的第一场效应管和第二场效应管；所述第一场效应管的栅极与所述控制模块的供电使能引脚连接，所述第一场效应管的源极接地；所述第二场效应管的栅极与所述第一场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的源极与第二场效应管的栅极短接，所述第二场效应管的漏极与电流检测模块连接。

作为优选的，所述电流检测模块包括充电电流检测单元和放电电流检测单元；所述充电电流检测单元的输出端与控制模块的充电电流采样引脚连接，所述放电电流检测单元的输出端与控制模块的放电电流采样引脚连接。

作为优选的，所述充电电流检测单元与放电电流检测单元之间连接有限流电阻。

作为优选的，所述限流电阻设置有多个，多个所述限流电阻并联设置在所述充电电流检测单元与放电电流检测单元之间。

作为优选的，所述充电电流检测单元包括第一放大器，所述放电电流检测单元包括第二放大器；所述第一放大器和所述第二放大器集成在一块运放芯片上，所述运放芯片的型号为LM358。

作为优选的，所述第一放大器的输入端与输出端相连接；所述第一放大器的输入端与限流电阻连接，所述第一放大器的输出端与控制模块的第一采样引脚连接。

作为优选的，所述的电池保护板控制系统，包括稳压电路，所述稳压电路内设置有稳压芯片，所述稳压芯片的输入端与电源端连接，所述稳压芯片的输入端与电源端之间连接有热敏电阻；所述稳压芯片的输出端与控制模块的电源引脚连接,所述稳压芯片的输出端与控制模块的电源引脚之间的连接结点处接有5V电源。

作为优选的，所述控制模块包括微处理器，所述微处理器的型号为HT66F018N单片。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本实用新型通过设置控制模块和电流检测模块，控制模块能够控制电流检测模块对电池包进行检测，检测电池包的充电电流和放电电流。电池包充放电时，控制模块控制电池保护板唤醒，电池包静止时，控制模块控制电池保护板休眠。大大减少了电池包电量损耗，延长电池的使用寿命。

2、本实用新型控制模块与控制开关模块连接，通过对控制模块进行设定，能够对电流检测模块进行唤醒，电流检测模块自动检测电池的使用状态，控制模块根据电池使用状态自动对电池保护板进行休眠及唤醒操作。无需使用按键或者其它外部信号去触发保护板唤醒，智能化程度更高，使用更便捷。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型的电路原理图。

说明书附图标记说明：控制模块1，开关模块2，电流检测模块3，微处理器U1，稳压芯片U2，运放芯片U3，第一场效应管Q1，第二场效应管Q2，电阻R2，电阻R5，限流电阻RX1，限流电阻RX2，限流电阻RX3，热敏电阻PTC1，二极管D1。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型公开了一种电池保护板控制电路，包括：

控制模块1、电流检测模块3和开关模块2。

上述控制模块1与电池保护板连接，其能够用于控制电池保护板被唤醒或休眠。上述控制模块1的输出端与开关模块2连接，上述开关模块2与电流检测模块3串联。

上述控制模块能发出控制信号，上述控制信号为间断发送的信号，上述间断发送的信号能够与开关模块的输入端连接，以控制开关模块的通断。具体的，通过对上述控制模块1进行设置，上述控制模块1每隔一段时间(如五秒钟)发出控制信号，控制开关模块2导通使电流检测模块3被唤醒，电流检测模块3对电池包的充电电流信号和放电电流信号进行检测，获取电池包的使用状态。

其中，上述电流检测模块3的输出端与上述控制模块1的输入端相连接。上述电流检测模块3检测到充电电流和放电电流后将充电电流信号和放电电流信号送至主控模块，上述主控模块将所采集到的电流与预先设定的电流参数值进行比较，判断是否是有充电电流或者放电电流进入主控模块。如有充电电流或者放电电流进入主控模块，主控模块控制电池保护板进入唤醒状态，反之则进入休眠状态。

优选的，上述主控模块3能够控制电池保护板进入唤醒或休眠状态，无需使用按键或者其它外部信号去触发保护板唤醒，智能化程度更高，使用更便捷。电池包充放电时，控制模块1控制电池保护板唤醒；电池包静止时，控制模块1控制电池保护板休眠。大大减少了电池包电量损耗，延长电池的使用寿命。

具体的，上述主控模块中以微处理器U1为核心，上述微处理器U1的型号包括但不限于HT66F018N单片机，通过使用上述单片机，能够使得本电池保护板控制系统的智能化程度更高。

上述开关模块2包括能够用作开关的第一场效应管Q1和第二场效应管Q2。上述第一场效应管Q1的栅极与微处理器U1的供电使能引脚连接，上述第一场效应管Q1的源极与地端连接，第一场效应管Q1的栅极与第一场效应管Q1的源极短接。上述第一场效应管Q1的栅极与源极之间连接有电阻R5，其能够保护场效应管不被静电击穿。

上述第二场效应管Q2的栅极与第一场效应管Q1的漏极连接，上述第二场效应管Q2的源极与第二场效应管Q2的栅极短接，上述第二场效应管Q2的源极与第二场效应管Q2的栅极之间连接有电阻R2，其能够保护场效应管不被击穿。上述第二场效应管Q2的漏极与电流检测模块3连接。上述微处理器U1的供电使能引脚高电平有效，其能够控制电流检测模块3的唤醒和关断，以实现电流检测模块3对电池包充放电的检测。

上述电流检测模块3包括充电电流检测单元和放电电流检测单元。上述充电电流检测单元的输出端与微处理器U1的第一采样引脚连接，上述第一采样引脚为充电电流采样引脚。上述放电电流采样引脚与微处理器U1的第二采样引脚连接，上述第二采样引脚为放电电流采样引脚。上述充电电流检测单元和放电电流检测单元之间连接有限流电阻。

上述限流电阻包括限流电阻RX1、限流电阻RX2和限流电阻RX3...，多个限流电阻并联设置在充电电流检测单元和放电电流检测单元之间。上述限流电阻的电阻阻值和数量能够根据实际情况进行设计选择。

上述充电电流检测单元包括第一放大器，上述放电电流检测单元包括第二放大器。优选的，上述第一放大器和第二放大器集成在一块运放芯片U3上，运放芯片U3的型号选择为LM358，优选的，LM358是双运算放大器，其内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器。优选的，上述运放芯片U3能够根据实际情况进行选择。上述充电电流检测单元和放电电流检测单元均与运放芯片U3连接。优选的，上述第一放大器的外围电路设计与第二放大器的外围电路设计基本一致；上述第一放大器的输入端和输出端相连接，上述第一放大器的输入端与限流电阻连接，上述第一放大器的输出端与微处理器U1的第一采样引脚连接，上述第一放大器的输出端接地。

优选的，上述电池板保护系统还包括稳压电路，上述稳压电路内的核心器件为稳压芯片U2，上述稳压芯片U2的型号优选为YL7550-2。上述稳压芯片U2的输入端与电源端连接，上述稳压芯片U2的输入端与电源端之间依次连接有热敏电阻PTC1和二极管D1。上述稳压芯片U2的输出端与微处理器U1的电源引脚连接，上述稳压芯片U2的输出端与微处理器U1电源引脚之间的连接结点接5V电源。上述稳压电路部分能够为电流检测模块3提供稳定的基准电压和芯片供电电源。

工作原理：控制模块1每隔一段时间(如五秒钟)发出控制信号，控制开关模块导通，使电流检测模块3被唤醒，电流检测模块3对电池包的充电电流信号和放电电流信号进行检测，获取电池包的使用状态。

当电池包进行充放电时，上述电流检测模块将检测到的电流信号传送至主控模块，上述主控模块将所采集到的电流与预先设定的电流参数值进行比较，以判断是否是有充电电流进入或者放电电流进入。如有充电电流或者放电电流进入主控模块，主控模块控制电池保护板进入唤醒状态。当电池包处于存储或静止状态时，控制模块1处于休眠状态，电池保护板也随之处于休眠状态以减少对电池包的损耗。反之进入休眠状态。大大减少了电池包电量损耗，且智能化程度更高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电池保护板控制系统，其用于控制电池保护板的通断，其特征在于，包括：

控制模块、电流检测模块和开关模块；

所述控制模块的输出端与所述开关模块连接，所述开关模块与所述电流检测模块串联，以控制电流检测模块的通断；

所述电流检测模块与电池包的输出端连接，以用于检测电池包是否有充电电流和放电电流；所述电流检测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块根据电流检测模块的检测结果控制电池保护板进行休眠或唤醒。

2.根据权利要求1所述的电池保护板控制系统，其特征在于，所述控制模块发出控制信号，所述控制信号为间断发送的信号；所述间断发送的信号与开关模块的输入端连接以控制所述开关模块的通断。

3.根据权利要求1所述的电池保护板控制系统，其特征在于，所述开关模块包括用作开关的第一场效应管和第二场效应管；所述第一场效应管的栅极与所述控制模块的供电使能引脚连接，所述第一场效应管的源极接地；所述第二场效应管的栅极与所述第一场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的源极与第二场效应管的栅极短接，所述第二场效应管的漏极与电流检测模块连接。

4.根据权利要求1所述的电池保护板控制系统，其特征在于，所述电流检测模块包括充电电流检测单元和放电电流检测单元；所述充电电流检测单元的输出端与控制模块的充电电流采样引脚连接，所述放电电流检测单元的输出端与控制模块的放电电流采样引脚连接。

5.根据权利要求4所述的电池保护板控制系统，其特征在于，所述充电电流检测单元与放电电流检测单元之间连接有限流电阻。

6.根据权利要求5所述的电池保护板控制系统，其特征在于，所述限流电阻设置有多个，多个所述限流电阻并联设置在所述充电电流检测单元与放电电流检测单元之间。

7.根据权利要求4所述的电池保护板控制系统，其特征在于，所述充电电流检测单元包括第一放大器，所述放电电流检测单元包括第二放大器；所述第一放大器和所述第二放大器集成在一块运放芯片上，所述运放芯片的型号为LM358。

8.根据权利要求7所述的电池保护板控制系统，其特征在于，所述第一放大器的输入端与输出端相连接；所述第一放大器的输入端与限流电阻连接，所述第一放大器的输出端与控制模块的第一采样引脚连接。

9.根据权利要求1所述的电池保护板控制系统，其特征在于，包括稳压电路，所述稳压电路内设置有稳压芯片，所述稳压芯片的输入端与电源端连接，所述稳压芯片的输入端与电源端之间连接有热敏电阻；所述稳压芯片的输出端与控制模块的电源引脚连接,所述稳压芯片的输出端与控制模块的电源引脚之间的连接结点处接有5V电源。

10.根据权利要求9所述的电池保护板控制系统，其特征在于，所述控制模块包括微处理器，所述微处理器的型号为HT66F018N单片机。

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