便携式锂电池管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种便携式锂电池管理系统，该系统包括主控单元以及分别与所述主控单元连接的电芯电压采样单元、温度采集单元、主动均衡单元、舱室加热单元和充放电保护单元；所述电芯电压采样单元用于采集电池中每个电芯的电压数据；所述温度采集单元用于采集所述电芯的温度数据和电芯舱室的温度数据；所述主控单元用于实时获取并监测所述电压数据和温度数据；所述舱室加热单元用于根据所述主控单元发出的均衡控制命令均衡电芯；所述温度采集单元用于根据所述主控单元发出的温度控制命令对电芯舱室进行加热；所述充放电保护单元用于在充放电异常时断开充放电回路。用于在充放电异常时断开充放电回路。用于在充放电异常时断开充放电回路。

【技术实现步骤摘要】
便携式锂电池管理系统


[0001]本技术涉及一种便携式锂电池管理系统。

技术介绍

[0002]在现有锂电池管理系统中，电池易出现过充电和过放电，使得电池的使用寿命大大降低。而且在电池使用过程中，无法精确地监控电池组及各电池单芯的运行状态，致使电池的安全性和可靠性也得不到保障。在安全、精度、寿命、放电能力等方面，单体电池可以充放电2000次，成电池组后可能只有1000次，考虑到电芯的特性及使用环境，若搭载不成熟的锂电池管理系统，无法实时精准地监控电池充放电状况，还极易造成电池芯局部功耗过大、产生局部热量、极易导致电池自燃等安全隐患。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种便携式锂电池管理系统，以解决目前的电池管理系统电池的安全性和可靠性得不到保障的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本技术提供一种便携式锂电池管理系统，包括主控单元以及分别与所述主控单元连接的电芯电压采样单元、温度采集单元、主动均衡单元、舱室加热单元和充放电保护单元；所述电芯电压采样单元用于采集电池中每个电芯的电压数据；所述温度采集单元用于采集所述电芯的温度数据和电芯舱室的温度数据；所述主控单元用于实时获取并监测所述电压数据和温度数据；所述舱室加热单元用于根据所述主控单元发出的均衡控制命令均衡电芯；所述温度采集单元用于根据所述主控单元发出的温度控制命令对电芯舱室进行加热；所述充放电保护单元用于在充放电异常时断开充放电回路。
[0005]进一步地，所述充放电保护单元包括一级保护电路；所述一级保护电路包括电量计、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3和第四晶体管Q4；所述第二晶体管Q2的栅极通过第一电阻R1与电量计连接，第二晶体管Q2的漏极通过第二电阻R2与第四晶体管Q4的漏极连接，第二晶体管Q2的源极分别与第三晶体管Q3的漏极和第四晶体管Q4的源极连接，第四晶体管Q4的栅极通过第三电阻R3与电量计连接，第三晶体管Q3的栅极通过第四电阻R4与电量计连接，第三晶体管Q3的源极与该系统的输入输出单元连接。
[0006]进一步地，所述充放电保护单元还包括二级保护电路；所述二级保护电路包括温度保险丝TF、三端保险丝F1、第一晶体管Q1和电压保护芯片；所述温度保险丝TF与三端保险丝F1串联连接，温度保险丝TF远离三端保险丝F1的一端与电芯连接，三端保险丝F1远离温度保险丝TF的一端与第二晶体管Q2的漏极连接，所述第一晶体管Q1的源极与三端保险丝F1的控制端连接，第一晶体管Q1的栅极通过第一二极管D1与电压保护芯片连接，第一晶体管Q1的栅极通过第二二极管D2与电量计连接，第一晶体管Q1的漏极接地。
[0007]进一步地，所述主动均衡单元包括分别与单个所述电芯连接的主动开关均衡集成电路，所述主动开关均衡集成电路之间相互串接。
[0008]进一步地，所述舱室加热单元包括第九晶体管Q9以及安装在舱室中的舱室加热
片，所述第九晶体管Q9的漏极与舱室加热片连接，第九晶体管Q9的栅极通过第五电阻R5与主控单元连接，第九晶体管Q9的源极与该系统的输入输出单元连接。
[0009]进一步地，该系统还包括休眠唤醒单元，所述休眠唤醒单元包括第五晶体管Q5、第六晶体管Q6、第七晶体管Q7和第八晶体管Q8；所述第六晶体管Q6的漏极通过DC/DC转换电路与主控单元连接，第六晶体管Q6的源极分别第五晶体管Q5的源极连接，第六晶体管Q6的栅极与通过第六电阻R6与第八晶体管Q8的集电极连接，第五晶体管Q5的栅极与第七晶体管Q7的集电极连接，第五晶体管Q5的漏极与该系统的输入输出单元连接，第七晶体管Q7的发射极接地，第七晶体管Q7的基极通过第七电阻R7与主控单元连接，第八晶体管Q8的发射极接地，第八晶体管Q8的基极通过串联连接的第八电阻R8和第三二极管与主控单元，所述第六晶体管Q6的栅极还连接有唤醒开关Key。
[0010]进一步地，该系统还包括人机交互单元，所述人机交互单元包括分别与所述第六晶体管Q6的栅极和主控单元连接的唤醒开关Key和与主控单元连接的工作指示灯和电量指示灯。
[0011]进一步地，该系统还包括用于将电池电压转换为5V标准USB输DC/DC变换单元。
[0012]本技术的有益效果为：通过设置电芯电压采样单元和主动均衡单元，可便于在单节电芯电压不平衡的情况下，启动主动均衡，自动修复电芯，从而能够保持电芯的一致性；通过设置温度采集单元和舱室加热单元，可便于在天气温度过低时的情况下，启动电芯舱室自加热功能，保障电芯充电环境温度；通过设置充放电保护单元，可在充放电异常时断开充放电回路，从而提高系统安全可靠性。
附图说明
[0013]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0014]图1为本技术一个实施例的电路原理图。
[0015]图2为本技术一个实施例的主动均衡单元的原理图。
具体实施方式
[0016]如图1所示的便携式锂电池管理系统，包括主控单元以及分别与所述主控单元连接的电芯电压采样单元、温度采集单元、主动均衡单元、舱室加热单元和充放电保护单元；所述电芯电压采样单元用于采集电池中每个电芯的电压数据；所述温度采集单元用于采集所述电芯的温度数据和电芯舱室的温度数据；所述主控单元用于实时获取并监测所述电压数据和温度数据；所述舱室加热单元用于根据所述主控单元发出的均衡控制命令均衡电芯；所述温度采集单元用于根据所述主控单元发出的温度控制命令对电芯舱室进行加热；所述充放电保护单元用于在充放电异常时断开充放电回路。
[0017]该技术通过设置电芯电压采样单元和主动均衡单元，可便于在单节电芯电压不平衡的情况下，启动主动均衡，自动修复电芯，从而能够保持电芯的一致性；通过设置温度采集单元和舱室加热单元，可便于在天气温度过低时的情况下，启动电芯舱室自加热功能，保障电芯充电环境温度；通过设置充放电保护单元，可在充放电异常时断开充放电回
路，从而提高系统安全可靠性。其中，主控单元可采用现有单片机，如msp430单片机或51单片机等。
[0018]根据本申请的一个实施例，所述充放电保护单元包括一级保护电路；所述一级保护电路包括电量计、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3和第四晶体管Q4；所述第二晶体管Q2的栅极通过第一电阻R1与电量计连接，第二晶体管Q2的漏极通过第二电阻R2与第四晶体管Q4的漏极连接，第二晶体管Q2的源极分别与第三晶体管Q3的漏极和第四晶体管Q4的源极连接，第四晶体管Q4的栅极通过第三电阻R3与电量计连接，第三晶体管Q3的栅极通过第四电阻R4与电量计连接，第三晶体管Q3的源极与该系统的输入输出单元连接。第二晶体管Q2为放电控制MOS管，第三晶体管Q3为预充电控制MOS管，正常状态下允许充放电，第二晶体管Q2和第三晶体管Q3打开，预充电状态下，第二晶体管Q2和第三晶体管Q3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式锂电池管理系统，其特征在于，包括主控单元以及分别与所述主控单元连接的电芯电压采样单元、温度采集单元、主动均衡单元、舱室加热单元和充放电保护单元；所述电芯电压采样单元用于采集电池中每个电芯的电压数据；所述温度采集单元用于采集所述电芯的温度数据和电芯舱室的温度数据；所述主控单元用于实时获取并监测所述电压数据和温度数据；所述舱室加热单元用于根据所述主控单元发出的均衡控制命令均衡电芯；所述温度采集单元用于根据所述主控单元发出的温度控制命令对电芯舱室进行加热；所述充放电保护单元用于在充放电异常时断开充放电回路。2.根据权利要求1所述的便携式锂电池管理系统，其特征在于，所述充放电保护单元包括一级保护电路；所述一级保护电路包括电量计、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3和第四晶体管Q4；所述第二晶体管Q2的栅极通过第一电阻R1与电量计连接，第二晶体管Q2的漏极通过第二电阻R2与第四晶体管Q4的漏极连接，第二晶体管Q2的源极分别与第三晶体管Q3的漏极和第四晶体管Q4的源极连接，第四晶体管Q4的栅极通过第三电阻R3与电量计连接，第三晶体管Q3的栅极通过第四电阻R4与电量计连接，第三晶体管Q3的源极与该系统的输入输出单元连接。3.根据权利要求2所述的便携式锂电池管理系统，其特征在于，所述充放电保护单元还包括二级保护电路；所述二级保护电路包括温度保险丝TF、三端保险丝F1、第一晶体管Q1和电压保护芯片；所述温度保险丝TF与三端保险丝F1串联连接，温度保险丝TF远离三端保险丝F1的一端与电芯连接，三端保险丝F1远离温度保险丝TF的一端与第二晶体管Q2的漏极连接，所述第一晶体管Q1的源极与三端保险丝F1的控制端连接，第一晶体管Q1的栅极通过第一二极管D1与电压保护芯片连接，第一晶体管Q1的栅极通过第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟表，沈卫东，韦文军，
申请(专利权)人：重庆软格科技有限公司，
类型：新型
国别省市：