低速电动车锂离子电池充放电保护电路制造技术

本发明专利技术涉及锂离子电池管理技术，其公开了一种低速电动车锂离子电池充放电保护电路，当充放电电流达到或超过设定的保护阈值时，将关闭充电和放电的功率MOSFET，对锂电池起到保护作用。本发明专利技术中的低速电动车锂离子电池充放电保护电路，包括：采样模块、放大器模块、比较器模块、选择器模块、比较器模块；所述采样模块的采样信号连接放大器模块的输入端，放大器模块的输出端连接比较器模块的一个输入端；所述寄存器模块通过选择器模块连接比较器模块的另一个输入端；所述比较器模块的输出端连接锂离子充放电功率MOSFET的控制端。本发明专利技术适用于低速电动车锂离子电池充放电保护。

Low voltage electric vehicle lithium ion battery charging and discharging protection circuit

The invention relates to a lithium ion battery management technology, and discloses a low-speed electric car lithium ion battery protection circuit, when the charge discharge current reaches or exceeds the threshold of protection setting, will turn off the power MOSFET charging and discharging, to protect the lithium battery. The invention of the low-speed electric car lithium ion battery charge and discharge protection circuit comprises a sampling module, amplifier module, comparator module, selector module, comparator module; the sampling signal sampling module connected amplifier module input amplifier module, the output terminal of a comparator input terminal is connected to another input module; at the end of the register module is connected with the comparator module through the selector module; the output end of the comparator module control connection of lithium ion charge and discharge power MOSFET end. The present invention is suitable for charging and discharging protection of low speed electric vehicle lithium ion battery.

【技术实现步骤摘要】
低速电动车锂离子电池充放电保护电路
本专利技术涉及锂离子电池管理技术，具体涉及一种低速电动车锂离子电池充放电保护电路。
技术介绍
近几年来，能源和环保已成为世界各国可持续发展的核心主题，新能源汽车特别是纯电动汽车也相继上升为许多国家的发展战略之一。相对公交车、乘用车和特种运输车等高速电动车，低速电动车主要用作短程代步工具，有着广泛的使用群体和巨大的市场潜力。低速电动车的动力来源于其搭载的电池，包括铅酸电池和锂离子电池。与铅酸电池相比，锂离子电池因其能量密度高、平均输出电压高、充电效率高、输出功率大、自放电小、工作温度范围宽、使用寿命长等优点而逐步成为低速电动车的主要动力电池。但是，锂离子电池在使用中必须有特殊的保护电路，以防止充放电电流过大、过充过放等损坏电池的情况出现。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种低速电动车锂离子电池充放电保护电路，当充放电电流达到或超过设定的保护阈值时，将关闭充电和放电的功率MOSFET，对锂电池起到保护作用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：低速电动车锂离子电池充放电保护电路，包括：采样模块、放大器模块、比较器模块、选择器模块、比较器模块；所述采样模块的采样信号连接放大器模块的输入端，放大器模块的输出端连接比较器模块的一个输入端；所述寄存器模块通过选择器模块连接比较器模块的另一个输入端；所述比较器模块的输出端连接锂离子充放电功率MOSFET的控制端；所述采样模块，用于对锂离子电池充放电电流进行采样，提取采样模块两端的电压作为采样信号输入至放大器模块；所述放大器模块，用于完成对采样信号的放大和电压极性调整，以满足后级电路的输入要求；所述寄存器模块，用于根据其地址大小完成多个保护电压阈值的预置；所述选择器模块，用于根据输入的地址值，从寄存器模块中选择对应的唯一预置阈值，作为当前锂离子电池工作时的保护电压阈值；所述比较器模块，用于将采样电压信号与当前保护电压阈值进行比较，并输出一个高电平或低电平作为充放电MOSFET的栅极控制信号之一，实现在充放电过程中，电流超过保护阈值时对充电管MOSFET或放电管MOSFET的关闭。作为进一步优化，所述采样模块为一个或由多个并联的电阻构成。作为进一步优化，所述放大器模块为电压跟随器。本专利技术的有益效果是：实现对锂离子电池的充电、放电保护，防止充电或放电电流过大时导致电池发热而损坏或引起安全事故，延长电池使用寿命。附图说明图1为实施例中的锂离子充放电保护电路的应用示意图。具体实施方式本专利技术旨在提出一种低速电动车锂离子电池充放电保护电路，当充放电电流达到或超过设定的保护阈值时，将关闭充电和放电的功率MOSFET，对锂电池起到保护作用。该电路包括五大功能模块：1.采样模块，使用一个或多个并联的大功率、高精度、低阻值(毫欧级)、低温度系数的电阻，完成对充放电电流的采样；2.放大器模块，完成对采样信号的放大、电压极性调整；3.寄存器模块，根据其地址大小完成多个保护电压阈值的预置；4.选择器模块，根据输入的地址值，从寄存器模块中选择对应的唯一预置阈值，作为当前工作时的保护电压阈值；5.比较器模块，将采样电压信号与当前保护电压阈值进行比较，并通过输出电平作为充放电MOSFET的栅极控制信号之一，实现在充放电过程中，电流超过保护阈值时对充电管或放电管的关闭，达到保护电池的目的。下面结合附图及实施例对本专利技术的方案作进一步的描述：如图1所示，本实施例中的低速电动车锂离子电池充放电保护电路，包括：采样模块、放大器模块、比较器模块、选择器模块、比较器模块；所述采样模块的采样信号连接放大器模块的输入端，放大器模块的输出端连接比较器模块的一个输入端；所述寄存器模块通过选择器模块连接比较器模块的另一个输入端；所述比较器模块的输出端连接锂离子充放电功率MOSFET的控制端；在具体实现时，各功能模块的实现如下：一、采样模块：采样信号的获取由采样模块完成。采样模块包括一个或多个并联的大功率、高精度、低阻值(毫欧级)、低温度系数的电阻，完成对锂电池充放电的电流采样，并以电压信号的形式呈现，即采样电阻两端的电压值，通常为毫伏级。在实际应用中，必须根据采样电阻的功耗大小，考虑是否需要加设散热装置。实际的充电和放电电流阈值大小，由“设定的电压阈值/采样电阻阻值”计算得到。二、放大器模块：采样信号处理由放大器模块完成。放大器模块完成对采样信号的放大和电压极性调整(充电和放电的采样电压信号极性相反，即：假设充电时为正，则放电时为负)，以满足后级电路的输入要求，通常采用电压跟随器，保证输出电压大小即为采样电压大小。三、寄存器模块：保护电压阈值设定由寄存器模块完成。保护阈值的设定，可以根据寄存器其地址大小设定多个不同的电压阈值，如：2位地址有四个状态(00、01、10和11)，可以根据需要设定4个不同的电压阈值(如：40mV、60mV、80mV和100mV)。同理，如果是3位地址，则可以设定8个电压阈值。四、选择器模块：保护电压阈值选择由选择器模块完成。根据需要保护的充放电电流值，结合采样电阻，可以计算出相应的电压保护阈值。根据寄存器的地址和电压阈值对应表，输入相应的地址，即可由选择器选定需要的电压保护阈值，并作为当前工作的保护电压阈值，改变地址也随即改变保护电压阈值，如第三步中：01对应60mV。五、比较器模块：保护控制信号输出是由比较器模块完成。比较器模块将采样电压信号与设定的工作电压阈值进行比较，并输出一个高电平或低电平(设定电压阈值接比较器的“+”端、采样电压信号接比较器的“-”端，保护触发时输出低电平；反之输出高电平)，此电平信号作为充放电MOSFET的栅极控制信号之一，实现在充放电过程中，电流超过保护阈值时对充电管或放电管的关闭，切断充电回路或放电回路，达到保护锂离子电池的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
低速电动车锂离子电池充放电保护电路，其特征在于，包括：采样模块、放大器模块、比较器模块、选择器模块、比较器模块；所述采样模块的采样信号连接放大器模块的输入端，放大器模块的输出端连接比较器模块的一个输入端；所述寄存器模块通过选择器模块连接比较器模块的另一个输入端；所述比较器模块的输出端连接锂离子充放电功率MOSFET的控制端；所述采样模块，用于对锂离子电池充放电电流进行采样，提取采样模块两端的电压作为采样信号输入至放大器模块；所述放大器模块，用于完成对采样信号的放大和电压极性调整，以满足后级电路的输入要求；所述寄存器模块，用于根据其地址大小完成多个保护电压阈值的预置；所述选择器模块，用于根据输入的地址值，从寄存器模块中选择对应的唯一预置阈值，作为当前锂离子电池工作时的保护电压阈值；所述比较器模块，用于将采样电压信号与当前保护电压阈值进行比较，并输出一个高电平或低电平作为充放电MOSFET的栅极控制信号之一，实现在充放电过程中，电流超过保护阈值时对充电管MOSFET或放电管MOSFET的关闭。

【技术特征摘要】
1.低速电动车锂离子电池充放电保护电路，其特征在于，包括：采样模块、放大器模块、比较器模块、选择器模块、比较器模块；所述采样模块的采样信号连接放大器模块的输入端，放大器模块的输出端连接比较器模块的一个输入端；所述寄存器模块通过选择器模块连接比较器模块的另一个输入端；所述比较器模块的输出端连接锂离子充放电功率MOSFET的控制端；所述采样模块，用于对锂离子电池充放电电流进行采样，提取采样模块两端的电压作为采样信号输入至放大器模块；所述放大器模块，用于完成对采样信号的放大和电压极性调整，以满足后级电路的输入要求；所述寄存器模块，用于根据其地址大小完成多个保...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴达军，
申请(专利权)人：四川长虹电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51