一種具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，使用在3~15串鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護(hù)模塊，尤其涉及使用在電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]鋰電池管理芯片麗3474涉及使用在3~5串(單個(gè)IC)鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護(hù)模塊，并支持級(jí)聯(lián)。由于鋰電池管理芯片MM3474僅有過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、放電過(guò)流保護(hù)和放電短路保護(hù)，沒(méi)有過(guò)溫保護(hù)、充電短路保護(hù)和充電均衡功能，功能上欠缺完整性，而且市場(chǎng)趨于智能化，對(duì)電池的實(shí)時(shí)情況需要監(jiān)測(cè)，顯然MM3474的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。本技術(shù)領(lǐng)域人員想到，在MM3474的基礎(chǔ)上，添加電量監(jiān)測(cè)芯片BQ34Z100，實(shí)現(xiàn)電量監(jiān)測(cè)功能，同時(shí)添加充電均衡模塊、高溫保護(hù)模塊和充電短路保護(hù)模塊。使方案功能更加完善，可適應(yīng)市場(chǎng)PCM保護(hù)板功能的多元化需求。另外加入的高溫保護(hù)模塊和充電短路保護(hù)模塊，使電池包在正常使用過(guò)程中得到了進(jìn)一步的安全保障。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，能克服上述現(xiàn)有的技術(shù)缺點(diǎn)，以增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0004]本實(shí)用新型具體以下述方式實(shí)現(xiàn)，一種具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，用于電池包，包括鋰電池管理保護(hù)芯片，包括高溫保護(hù)模塊、充電短路保護(hù)模塊和充電均衡模塊，所述的鋰電池管理保護(hù)芯片采用I?3個(gè)鋰電池管理保護(hù)芯片麗3474和I個(gè)鋰電池電量監(jiān)測(cè)芯片BQ34Z100，支持3?15節(jié)鋰電池，在麗3474的保護(hù)功能基礎(chǔ)上，用電量監(jiān)測(cè)芯片BQ34Z100，對(duì)電池電量具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，在電池包使用過(guò)程中，通過(guò)外接轉(zhuǎn)接口，讀取BQ34Z100芯片數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池包的電池容量、剩余容量、實(shí)時(shí)電流和溫度信息。
[0005]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的充電均衡模塊是利用分流法，每個(gè)均衡芯片對(duì)應(yīng)一節(jié)電池，在每節(jié)電池上并聯(lián)分流電阻，利用均衡芯片控制并聯(lián)回路中MOS管的開(kāi)關(guān)，當(dāng)對(duì)應(yīng)一節(jié)電池在充電過(guò)程提前達(dá)到了均衡點(diǎn)，均衡芯片驅(qū)動(dòng)MOS管打開(kāi)，部分電流通過(guò)該分流電阻流過(guò)，以降低該節(jié)電池的充電速度，達(dá)到均衡效果。
[0006]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的高溫保護(hù)模塊采用可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)，將所述的可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電池管理芯片的充放電控制輸入端，當(dāng)充電或是放電溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，溫控開(kāi)關(guān)斷路，電池管理芯片的充放電控制端無(wú)輸出，充放電MOS關(guān)斷。
[0007]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的充電短路保護(hù)模塊采用場(chǎng)效應(yīng)管Qc實(shí)現(xiàn)電路短路時(shí)關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)充電短路保護(hù)。
[0008]使用本實(shí)用新型控制輸出，包含步驟:
[0009](I)利用電量監(jiān)測(cè)芯片BQ34Z100特性，對(duì)電池電量具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。在電池包使用過(guò)程中，可以通過(guò)外接轉(zhuǎn)接口，讀取BQ34Z100芯片數(shù)據(jù)，從而可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池包的電池容量、剩余容量、實(shí)時(shí)電流和溫度等信息；
[0010](2)利用分流法，在每節(jié)電池上并聯(lián)一個(gè)分流電阻，利用均衡芯片控制并聯(lián)回路中MOS管開(kāi)關(guān)，當(dāng)對(duì)應(yīng)的電池在充電過(guò)程提前達(dá)到了均衡點(diǎn)，均衡芯片驅(qū)動(dòng)MOS管打開(kāi)，部分電流通過(guò)分流電阻流過(guò)，從而降低了該節(jié)電池的充電速度，達(dá)到均衡效果；
[0011](3)利用可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)的特性，將可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)串在電池管理芯片的充放電控制輸入端，當(dāng)充電或是放電溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，溫控開(kāi)關(guān)斷路，電池管理芯片的充放電控制端斷路，充放電MOS關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)高溫保護(hù)功能；
[0012](4)利用短路時(shí)電路的特性，外加驅(qū)動(dòng)三極管，利用三極管的開(kāi)關(guān)功能，將充電場(chǎng)效應(yīng)管Qc實(shí)現(xiàn)關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)充電短路保護(hù)。
[0013]具有上述方法控制的鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護(hù)模塊全部由硬件的方式實(shí)現(xiàn)，具有很高的穩(wěn)定性！為設(shè)計(jì)電池組PACK電路提供了可變性，提高了應(yīng)對(duì)市場(chǎng)多樣化需求的能力。提供了一種更安全、經(jīng)濟(jì)、便捷、高效的鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護(hù)模塊，促使產(chǎn)品在操作過(guò)程中更安全、更可靠。另外該方案成本低，功能齊全，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型保護(hù)模塊的整體電路框圖；
[0015]圖2為電量監(jiān)測(cè)電路模塊；
[0016]圖3為充電均衡模塊電路框圖；
[0017]圖4為高溫保護(hù)電路模塊；
[0018]圖5為充電短路保護(hù)電路模塊；
[0019]圖6為本實(shí)用新型電路原理圖案例；
[0020]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0021]1--尚溫保護(hù)模塊；2--充電短路保護(hù)模塊；
[0022]3——充電均衡模塊；
[0023]4——電池組；
[0024]5——電量監(jiān)測(cè)芯片；
[0025]6——充電器；7——負(fù)載；
[0026]IC1、IC2——鋰電池管理芯片MM3474。
具體實(shí)施方案
[0027]參閱圖1為本實(shí)用新型保護(hù)模塊的整體電路框圖:
[0028]一種具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，用于電池包，包括鋰電池管理保護(hù)芯片、高溫保護(hù)模塊1、充電短路保護(hù)模塊2和充電均衡模塊3，所述的鋰電池管理保護(hù)芯片采用2個(gè)鋰電池管理保護(hù)芯片MM3474 IC1、IC2和I個(gè)BQ34Z100鋰電池電量監(jiān)測(cè)芯片5，支持3?15節(jié)鋰電池，在麗3474的保護(hù)功能基礎(chǔ)上，用BQ34Z100電量監(jiān)測(cè)芯片5，對(duì)電池組4電量具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，在電池包使用過(guò)程中，通過(guò)外接轉(zhuǎn)接口，讀取BQ34Z100芯片數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池包的電池容量、剩余容量、實(shí)時(shí)電流和溫度信息。
[0029]參閱圖2為電量監(jiān)測(cè)電路模塊:利用BQ34Z100電量監(jiān)測(cè)芯片5對(duì)電池電量可監(jiān)測(cè)的功能，將其信號(hào)檢測(cè)端并聯(lián)的回路在精密電阻兩端，利用對(duì)精密電阻實(shí)時(shí)電流的監(jiān)測(cè)，從而監(jiān)測(cè)整個(gè)電路電流狀態(tài)。另外通過(guò)測(cè)量電池組4電壓來(lái)監(jiān)測(cè)電池組的容量。整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程信息可通過(guò)BQ34Z100的信息輸出端子輸出。
[0030]參閱圖3為充電均衡模塊電路框圖:利用分流法，每個(gè)MM3513均衡芯片對(duì)應(yīng)一節(jié)電池，當(dāng)麗3513均衡芯片檢測(cè)到其對(duì)應(yīng)節(jié)電池電壓的時(shí)候，麗3513均衡芯片驅(qū)動(dòng)均衡MOS管打開(kāi)，讓部分充電電流通過(guò)對(duì)應(yīng)的分流電阻流向下一節(jié)，從而減緩該節(jié)電池充電速度。
[0031]參閱圖4為高溫保護(hù)電路模塊:利用可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)特性去控制充放電控制輸入端，當(dāng)可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，該可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，充放電控制輸入端斷路，從而導(dǎo)致充放電輸出端無(wú)輸出，充放電場(chǎng)效應(yīng)管Qc、Qd關(guān)斷，電池組停止充放電。當(dāng)溫度恢復(fù)到相應(yīng)溫度，可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)閉合，充放電場(chǎng)效應(yīng)管Qc、Qd重新打開(kāi)，電池組正常放電。
[0032]參閱圖5為充電短路保護(hù)電路模塊:利用晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性，當(dāng)充電短路時(shí)，充電器負(fù)端電壓升高，信號(hào)采集部分采集電壓信號(hào)給充電短路保護(hù)模塊，晶體三極管導(dǎo)通，將充電控制MOS管Qc柵極電壓拉地，MOS管關(guān)斷，充電截止。
[0033]圖6為本實(shí)用新型電路原理圖案例，以進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)用性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，用于電池包，包括鋰電池管理保護(hù)芯片，其特征在于:還包括高溫保護(hù)模塊、充電短路保護(hù)模塊和充電均衡模塊，所述的鋰電池管理保護(hù)芯片采用I?3個(gè)鋰電池管理保護(hù)芯片MM3474和I個(gè)鋰電池電量監(jiān)測(cè)芯片BQ34Z100，支持3?15節(jié)鋰電池，在MM3474的保護(hù)功能基礎(chǔ)上，用電量監(jiān)測(cè)芯片BQ34Z100，對(duì)電池電量具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，在電池包使用過(guò)程中，通過(guò)外接轉(zhuǎn)接口，讀取BQ34Z100芯片數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池包的電池容量、剩余容量、實(shí)時(shí)電流和溫度信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，其特征在于:所述的充電均衡模塊是利用分流法，每個(gè)均衡芯片對(duì)應(yīng)一節(jié)電池，在每節(jié)電池上并聯(lián)分流電阻，利用均衡芯片控制并聯(lián)回路中MOS管的開(kāi)關(guān)，當(dāng)對(duì)應(yīng)一節(jié)電池在充電過(guò)程提前達(dá)到了均衡點(diǎn)，均衡芯片驅(qū)動(dòng)MOS管打開(kāi)，部分電流通過(guò)該分流電阻流過(guò)，以降低該節(jié)電池的充電速度，達(dá)到均衡效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，其特征在于:所述的高溫保護(hù)模塊采用可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)，將所述的可恢復(fù)溫控開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電池管理芯片的充放電控制輸入端，當(dāng)充電或是放電溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，溫控開(kāi)關(guān)斷路，電池管理芯片的充放電控制端無(wú)輸出，充放電MOS關(guān)斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，其特征在于:所述的充電短路保護(hù)模塊采用場(chǎng)效應(yīng)管Qc實(shí)現(xiàn)電路短路時(shí)關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)充電短路保護(hù)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，使用在3~15串鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護(hù)模塊，尤其涉及使用在電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域。一種具備多功能保護(hù)和電量監(jiān)測(cè)的鋰電池管理模塊，用于電池包，包括鋰電池管理保護(hù)芯片、高溫保護(hù)模塊、充電短路保護(hù)模塊和充電均衡模塊，所述的鋰電池管理保護(hù)芯片采用1～3個(gè)鋰電池管理保護(hù)芯片MM3474和1個(gè)鋰電池電量監(jiān)測(cè)芯片BQ34Z100，支持3～15節(jié)鋰電池，在MM3474的保護(hù)功能基礎(chǔ)上，用電量監(jiān)測(cè)芯片BQ34Z100，對(duì)電池電量具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，在電池包使用過(guò)程中，通過(guò)外接轉(zhuǎn)接口，讀取BQ34Z100芯片數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池包的電池容量、剩余容量、實(shí)時(shí)電流和溫度信息。
【IPC分類(lèi)】H02J7-00, H02H7-18
【公開(kāi)號(hào)】CN204407963
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520076810
【發(fā)明人】伏濤, 毛衛(wèi)清
【申請(qǐng)人】上海長(zhǎng)園維安電子線路保護(hù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日