CN216268804U - 锂电池保护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂电池保护系统，属于新能源领域。锂电池保护系统，所述锂电池的正电源端和负电源端之间依次串联有多个电池组，多个电池检测模块、控制模块、主控模块、放电检测总线和充电检测总线，每个电池检测模块的检测端连接于对应电池组的电源端；每个电池组的电源端连接于所述电池检测模块的检测端，每个电池检测模块输出的放电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；每个电池检测模块输出的充电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；所述锂电池的正电源端通过控制模块连接于负载或者充电电源；所述主控模块用于控制所述控制模块的通断。本实用新型集成了每组电池的检测信号且降低了连接点位，提高了可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及一种锂电池保护系统。
背景技术
锂电池智能保护系统采用准汽车级BMS的架构，主要用于中小型叉车、低速四轮车、重载货运三轮锂电池组的充放电管理。目前市面上中低端市场主要为MOS管加锂电池单个的保护芯片方案，如何对电池进行集成检测和降低故障率是我们需要解决的问题。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型实施例提供一种锂电池保护系统，解决电池进行集成检测和故障率高的问题。
为实现上述技术目的，本实用新型实施例的提供一种锂电池保护系统，其改进之处在于，包括以下内容：
所述锂电池的正电源端和负电源端之间依次串联有多个电池组，所述锂电池保护系统包括：多个电池检测模块、控制模块、主控模块、放电检测总线和充电检测总线，每个电池检测模块的检测端连接于对应电池组的电源端；每个电池组的电源端连接于所述电池检测模块的检测端，每个电池检测模块输出的放电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；每个电池检测模块输出的充电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；所述锂电池的正电源端通过控制模块连接于负载或者充电电源；所述主控模块用于控制所述控制模块的通断。
可选的，所述锂电池保护系统还包括：第一适配MOS管和第二适配MOS管；所述电池检测模块通过所述第一适配MOS管将所述放电电压信号传输至所述放电检测总线；所述电池检测模块通过所述第二适配MOS管将所述充电电压信号传输至所述充电检测总线；
所述电池检测模块包括放电电压信号端和充电电压信号端；
其中，第一适配MOS的漏极和所述第二适配MOS管连接于电池组的正极；所述电池检测模块的放电电压信号端连接于第一适配MOS管的栅极；所述电池检测模块的充电电压信号端连接于第二适配MOS管的栅极；所述第一适配MOS的源极输出所述放电电压信号至所述放电检测总线；所述第二适配MOS的源极输出所述充电电压信号至所述充电检测总线。
可选的，所述锂电池保护系统还包括：第一电压转换单元和第二电压转换单元；
所述第一电压转换单元用于将所述放电电压信号进行电压转换后，传送至所述控制模块；
所述第二电压转换单元用于将所述充电电压信号进行电压转换后，传送至所述控制模块。
可选的，所述锂电池保护系统还包括：电压检测模块，用于检测所述控制模块的输入端电压和输出端电压，并传送至所述主控模块。
可选的，所述锂电池保护系统还包括：
电流检测模块，用于检测所述锂电池的输出或输入电流，并传送至所述主控模块。
可选的，所述锂电池保护系统还包括：通讯模块和温度检测模块；所述通讯模块连接于所述主控模块；
所述温度检测模块用于检测所述锂电池的温度，并传送至所述主控模块。
可选的，所述锂电池保护系统还包括：电源模块、休眠与唤醒模块和电量指示模块；休眠与唤醒模块和电量指示模块分别连接于所述主控模块；电源模块的输入端连接于锂电池的正电源端和负电源端；所述电源模块为所述休眠与唤醒模块、电量指示模块、控制模块和主控模块提供电源。
可选的，每个电池组的电源端还连接有电池均衡模块。
可选的，所述电池均衡模块包括芯片UBB24，芯片UBB24的型号为HY2212；所述电池检测模块包括芯片UBT23，芯片UBT23的型号为HY2112。
可选的，所述第一电压转换单元和第二电压转换单元结构相同；所述第一电压转换单元包括MOS管QCV1、MOS管QCV2、分压电阻RC1V1、分压电阻RCV1、分压电阻RCV2 和稳压单元；MOS管QCV1的漏级连接分压电阻RCV1的一端和分压电阻RCV2的一端；分压电阻RCV2的另一端作为电源接入端；分压电阻RCV1的另一端连接于MOS管QCV1 的栅级；MOS管QCV2的漏级连接于所述MOS管QCV1的栅级；所述MOS管QCV1的源极连接至主控模块；所述稳压单元连接MOS管QCV2的栅极和源极之间；MOS管QCV2的栅极用于接收放电检测总线或者充电检测总线上的信号。
在本实用新型实施例中，将锂电池中的电池组进行单组检测并将每个电池检测模块输出的放电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；每个电池检测模块输出的充电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；集成了每组电池的检测信号且降低了连接点位，提高了可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种锂电池保护系统示意图；
图2是本实用新型实施例提供的又一种锂电池保护系统示意图；
图3是本实用新型实施例提供的电池检测模块示意图；
图4是本实用新型实施例提供的第一电压转换单元示意图；
图5是本实用新型实施例提供的电池均衡模块示意图；
图6是本实用新型实施例提供的主控模块示意图；
图7是本实用新型实施例提供的休眠与唤醒模块示意图；
图8是本实用新型实施例提供的电压检测模块示意图；
图9是本实用新型实施例提供的电量指示模块示意图；
图10是本实用新型实施例提供的控制模块示意图；
图11是本实用新型实施例提供的温度检测模块示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，一种锂电池保护系统，包括：所述锂电池的正电源端和负电源端之间依次串联有多个电池组(电池组1-电池组n)。
所述锂电池保护系统包括：多个电池检测模块、控制模块、主控模块、放电检测总线和充电检测总线，每个电池检测模块的检测端连接于对应电池组的电源端；每个电池组的电源端连接于所述电池检测模块的检测端，每个电池检测模块输出的放电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；每个电池检测模块输出的充电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；所述锂电池的正电源端通过控制模块连接于负载或者充电电源；所述主控模块用于控制所述控制模块的通断。电池检测模块包括芯片UBT23，芯片UBT23的型号为HY2112。如图10所示，控制模块继电器 ZJ1；继电器ZJ1的主电回路连接锂电池的正电源端B+和负载或者充电电源(P+)；继电器ZJ1的控制线圈串联晶体管Q1，晶体管Q1的控制端JCtr1连接于芯片UBT23 的17脚。通过芯片UBT23的17脚高低电平控制继电器ZJ1的通断。单节锂电池保护芯片堆叠级联为多串数(24串)电池检测模块，经过电平转换，最终将5V信号给主控模块MCU。主控模块经过状态分析，发送电信号控制控制模块的直流接触器ZJ1,实施充放电管理。本方案控制模块采用一个直流接触器ZJ1，充放电同口管理。
可选的，如图3所示，以电池组1的电池检测模块为例子，锂电池保护系统还包括：第一适配MOS管QDL23和第二适配MOS管QCL23；所述电池检测模块通过所述第一适配MOS管将所述放电电压信号传输至所述放电检测总线；所述电池检测模块通过所述第二适配MOS管将所述充电电压信号传输至所述充电检测总线；所述电池检测模块包括放电电压信号端OD和充电电压信号端OC；
其中，第一适配MOS的漏极和所述第二适配MOS管连接于电池组的正极CELL；所述电池检测模块的放电电压信号端连接于第一适配MOS管的栅极；所述电池检测模块的充电电压信号端连接于第二适配MOS管的栅极；所述第一适配MOS的源极输出所述放电电压信号至所述放电检测总线；所述第二适配MOS的源极输出所述充电电压信号至所述充电检测总线。为了电压适配，第一适配MOS管QDL23通过电阻RDL23连接于放电检测总线；第二适配MOS管QCL23通过电阻RCL23连接于充电检测总线。放电电压信号或者充电电压信号为高低电平，根据电池组1两端电压输出。放电检测总线或者充电检测总线上的电平，根据控制模块(如图6所示)内的设定的有效电平进行判断。
可选的，所述锂电池保护系统还包括：第一电压转换单元和第二电压转换单元；
如图4所示，所述第一电压转换单元用于将所述放电电压信号进行电压转换后，传送至所述控制模块；所述第二电压转换单元用于将所述充电电压信号进行电压转换后，传送至所述控制模块。可选的，所述第一电压转换单元和第二电压转换单元结构相同；所述第一电压转换单元包括MOS管QCV1、MOS管QCV2、分压电阻RC1V1、分压电阻RCV1、分压电阻RCV2和稳压单元；MOS管QCV1的漏级连接分压电阻RCV1的一端和分压电阻RCV2的一端；分压电阻RCV2的另一端作为电源接入端；分压电阻RCV1 的另一端连接于MOS管QCV1的栅级；MOS管QCV2的漏级连接于所述MOS管QCV1的栅级；所述MOS管QCV1的源极连接至主控模块；所述稳压单元连接MOS管QCV2的栅极和源极之间；MOS管QCV2的栅极用于接收放电检测总线或者充电检测总线上的信号。稳压单元包括稳压管ZCV1和电阻RCV3，可以降低放电电压信号端OD和充电电压信号端OC输出电平信号的干扰信号，保证放电检测总线或者充电检测总线输出信号的稳定性。
可选的，所述锂电池保护系统还包括：电压检测模块，用于检测所述控制模块的输入端电压和输出端电压，并传送至所述主控模块。如图8所示，P+为继电器ZJ1的主电回路的输出端；B+为锂电池的正向输出端；VC端连接于芯片UBT23的3脚；V-BAT 端连接于芯片UBT23的7脚。主控模块根据控制模块的输入端电压和输出端电压以及继电器ZJ1的高低电平，判断锂电池的充电和放电状态。
如图2所示，可选的，所述锂电池保护系统还包括：
电流检测模块，用于检测所述锂电池的输出或输入电流，并传送至所述主控模块。电流检测模块采用芯片NA1B1-A1，将芯片NA1B1-A1输入端和输出端通过采样电阻R-FL 串联进锂电池的放电回路。采集电流信号用于计算电池容量。可选的，所述锂电池保护系统还包括：通讯模块和温度检测模块；所述通讯模块连接于所述主控模块；所述温度检测模块用于检测所述锂电池的温度，并传送至所述主控模块。如图11所示，温度传感器R-NTC1，通过输出端口P3传输至主控模块。所述通讯模块采用MAX232DWRG4 实现端口的数据连接扩展。
可选的，所述锂电池保护系统还包括：电源模块、休眠与唤醒模块和电量指示模块；休眠与唤醒模块和电量指示模块分别连接于所述主控模块；电源模块的输入端连接于锂电池的正电源端和负电源端；所述电源模块为所述休眠与唤醒模块、电量指示模块、控制模块和主控模块提供电源。电源模块采用芯片SL3036-ESOP8，通过锂电池的电源输入，通过常用的电源转换芯片输出相应的电源电压。如图7所示，休眠与唤醒模块采用按键电路，通过高电平的保持时间作为主控模块的休眠与唤醒信号。电量指示模块如图9所示，主控模块将电量信号转换为输出PWM信号，通过按键KEY1触发，然后PWM信号控制LED1-LED4进行电量的提示显示。本方案由主控模块输出模拟电压信号，利用单节锂电电量显示芯片，实现4段电量显示。
可选的，每个电池组的电源端还连接有电池均衡模块。如图5所示，可选的，所述电池均衡模块包括芯片UBB24，芯片UBB24的型号为HY2212；通过芯片UBB24的 CELL-1端和CELL-0端连接电池组的正负端，调节电池两端的充电电压。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂电池保护系统，所述锂电池的正电源端和负电源端之间依次串联有多个电池组，其特征在于，所述锂电池保护系统包括：多个电池检测模块、控制模块、主控模块、放电检测总线和充电检测总线，每个电池检测模块的检测端连接于对应电池组的电源端；每个电池组的电源端连接于所述电池检测模块的检测端，每个电池检测模块输出的放电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；每个电池检测模块输出的充电电压信号通过所述放电检测总线输出至所述主控模块；所述锂电池的正电源端通过控制模块连接于负载或者充电电源；所述主控模块用于控制所述控制模块的通断。
2.根据权利要求1所述的锂电池保护系统，其特征在于，所述锂电池保护系统还包括：第一适配MOS管和第二适配MOS管；所述电池检测模块通过所述第一适配MOS管将所述放电电压信号传输至所述放电检测总线；所述电池检测模块通过所述第二适配MOS管将所述充电电压信号传输至所述充电检测总线；
所述电池检测模块包括放电电压信号端和充电电压信号端；
其中，第一适配MOS的漏极和所述第二适配MOS管连接于电池组的正极；所述电池检测模块的放电电压信号端连接于第一适配MOS管的栅极；所述电池检测模块的充电电压信号端连接于第二适配MOS管的栅极；所述第一适配MOS的源极输出所述放电电压信号至所述放电检测总线；所述第二适配MOS的源极输出所述充电电压信号至所述充电检测总线。
3.根据权利要求2所述的锂电池保护系统，其特征在于，所述锂电池保护系统还包括：第一电压转换单元和第二电压转换单元；
所述第一电压转换单元用于将所述放电电压信号进行电压转换后，传送至所述控制模块；
所述第二电压转换单元用于将所述充电电压信号进行电压转换后，传送至所述控制模块。
4.根据权利要求1所述的锂电池保护系统，其特征在于，所述锂电池保护系统还包括：电压检测模块，用于检测所述控制模块的输入端电压和输出端电压，并传送至所述主控模块。
5.根据权利要求1所述的锂电池保护系统，其特征在于，所述锂电池保护系统还包括：
电流检测模块，用于检测所述锂电池的输出或输入电流，并传送至所述主控模块。
6.根据权利要求1所述的锂电池保护系统，其特征在于，所述锂电池保护系统还包括：通讯模块和温度检测模块；所述通讯模块连接于所述主控模块；
所述温度检测模块用于检测所述锂电池的温度，并传送至所述主控模块。
7.根据权利要求1-6任一项权利要求所述的锂电池保护系统，其特征在于，
所述锂电池保护系统还包括：电源模块、休眠与唤醒模块和电量指示模块；休眠与唤醒模块和电量指示模块分别连接于所述主控模块；电源模块的输入端连接于锂电池的正电源端和负电源端；所述电源模块为所述休眠与唤醒模块、电量指示模块、控制模块和主控模块提供电源。
8.根据权利要求1-6任一项权利要求所述的锂电池保护系统，其特征在于，每个电池组的电源端还连接有电池均衡模块。
9.根据权利要求8所述的锂电池保护系统，其特征在于，所述电池均衡模块包括芯片UBB24，芯片UBB24的型号为HY2212；所述电池检测模块包括芯片UBT23，芯片UBT23的型号为HY2112。
10.根据权利要求3所述的锂电池保护系统，其特征在于，所述第一电压转换单元和第二电压转换单元结构相同；所述第一电压转换单元包括MOS管QCV1、MOS管QCV2、分压电阻RC1V1、分压电阻RCV1、分压电阻RCV2和稳压单元；MOS管QCV1的漏级连接分压电阻RCV1的一端和分压电阻RCV2的一端；分压电阻RCV2的另一端作为电源接入端；分压电阻RCV1的另一端连接于MOS管QCV1的栅级；MOS管QCV2的漏级连接于所述MOS管QCV1的栅级；所述MOS管QCV1的源极连接至主控模块；所述稳压单元连接MOS管QCV2的栅极和源极之间；MOS管QCV2的栅极用于接收放电检测总线或者充电检测总线上的信号。
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| CN202122590267.9U CN216268804U (zh) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 锂电池保护系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202122590267.9U Active CN216268804U (zh) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 锂电池保护系统 |
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Legal Events
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Address after: 618099 No.2, north section of taihuashan Road, Tianyuan District, Deyang City, Sichuan Province Patentee after: SICHUAN DEYUAN ELECTRIC CO.,LTD. Address before: 618099 No. 2, north section of taihuashan Road, Tianyuan District, Mianyang City, Sichuan Province Patentee before: SICHUAN DEYUAN ELECTRIC CO.,LTD. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder |