鋰電池多節串聯保護電路的製作方法
2023-07-29 16:25:56 1
專利名稱：鋰電池多節串聯保護電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電池保護電路，尤其是鋰電池多節串聯保護 電路。背景技木現有的鋰電池多節串聯保護電路，如圖l所示，充電電路與放電 電路合在一起，在充電時必須通過》史電的場效應管、在放電時必須通 過充電場效應管而導致發熱和損耗，充電效率和放電效率較低。在大 電流放電時，如果要並聯場效應管增大輸出功率時，充電和放電控制 就必須使用相同數量的場效應管，增加了成本和功耗，不適用於大功 率動力鋰電池的保護。實用新型內容本實用新型的目的是提供一種充電效率和放電效率較高、適用於 大功率動力鋰電池保護的鋰電池多節串聯保護電路。本實用新型的技術方案是這樣的鋰電池多節串聯保護電路，包 括電池檢測IC、過壓信號耦合電路、欠壓信號耦合電路、過充電控 制電路、充電電路、欠壓及過流信號耦合電路、放電欠壓及過流控制 電路和放電電路；上述電池檢測IC的檢測輸入端分別並接於各節鋰 電池的正負極兩端；上述過壓信號耦合電路分別與各節鋰電池相對應 設置，上述電，測IC的過壓信號輸出端分別連接各節鋰電池所對應的上迷過壓信號耦合電路的輸入端；上迷欠壓^過流信號耦合電路 與其中一節鋰電池相對應設置，其它各節鋰電池與上迷欠壓信號耦合
電路分別相對應設置，上述電池檢測IC的欠壓信號輸出端分別連接各節鋰電池所對應的上述欠壓信號耦合電路的輸入端，上述電池檢測IC的欠壓、過流信號輸出端連接上述欠壓及過流信號耦合電路的輸 入端；上述各過壓信號耦合電路的輸出端連接上述過充電控制電路的 輸入端，上述過充電控制電路的輸出端連接上述充電電路的輸入端， 上迷充電電路的輸出端連接鋰電池的充電負極輸入端；上述各欠壓信 號耦合電路、上述欠壓及過流信號耦合電路的輸出端連接上述放電欠 壓及過流控制電路的輸入端，上述》文電欠壓及過流控制電路的輸出端 連接上述二改電電路的輸入端，上述放電電路的輸出端分別連接鋰電池 的放電正極輸出端、上述電M測IC的放電電流檢測輸入端和鋰電 池的放電負極輸出端，上述電池檢測IC的放電電流檢測輸入端與地 之間連接有放電電流檢測電阻。還包括均流電路，此均流電路分別並接於各節鋰電池的正負極兩端。上迷充電電路的輸出端與鋰電池的充電負極輸入端之間連接有 充電過流保護電路。上述放電電路的輸出端與鋰電池的放電正極輸出端之間連接有 放電溫度控制電路。上迷放電電路的輸出端分別連接有相互電連接的放電保護鎖住 及自動恢復電路、延時控制電路。基於相同的思路，本實用新型還採用了如下方案鋰電池多節串 聯保護電路，包括電池檢測IC、過壓信號耦合電路、欠壓信號耦合 電路、過充電控制電路、充電電路、欠壓及過流信號耦合電路、放電 欠壓控制電路、放電欠壓及過流控制電路和放電電路；上述電池檢測 IC的檢測輸入端分別並接於各節鋰電池的正負極兩端；上述過壓信 號耦合電路分別與各節鋰電池相對應設置，上述電地驗測IC的itS信號輸出端分別連接各節鋰電池所對應的上述過壓信號耦合電路的輸入端；上述欠壓及過流信號耦合電路與其中一節鋰電池相對應設 置，其它各節鋰電池與上迷欠壓信號耦合電路分別相對應設置，上述 電池檢測IC的欠壓信號輸出端分別連接各節鋰電池所對應的上述欠 壓信號耦合電路的輸入端，上述電池檢測IC的欠壓、過流信號輸出 端連接上述欠壓及過流信號耦合電路的輸入端；上述各過壓信號耦合 電路的輸出端連接上述過充電控制電路的輸入端，上述過充電控制電 路的輸出端連接上述充電電路的輸入端，上述充電電路的輸出端連接 鋰電池的充電負極輸入端；上述各欠壓信號耦合電路的輸出端連接上 述放電欠壓控制電路的輸入端，上述放電欠壓控制電路的輸出端連接 上述放電電路的輸入端，上述欠壓及過流信號耦合電路的輸出端連接 上述放電欠壓及過流控制電路的輸入端，上述放電欠壓及過流控制電 路的輸出端連接上述放電電路的輸入端，上述放電電路的輸出端分別 連接鋰電池的放電正極輸出端、上述電池檢測IC的放電電流檢測輸 入端和鋰電池的放電負極輸出端，上述電池檢測IC的放電電流檢測 輸入端與地之間連接有放電電流檢測電阻。還包括均流電路，此均流電路分別並接於各節鋰電池的正負極兩端。上迷充電電路的輸出端與鋰電池的充電負極輸入端之間連接有 充電過流保護電路。上述放電電路的輸出端與鋰電池的放電正極輸出端之間連接有 放電溫度控制電路。上迷放電電路的輸出端分別連接有相互電連接的放電保護鎖住 及自動恢復電路、延時控制電路。採用上述方案後，本實用新型的鋰電池多節辛聯保護電路，通過 電池檢測IC、過壓信號耦合電路、過充電控制電路和充電電路的連 接和拓展，實現了任意節鋰電池的串聯充電保護；通過電池檢測IC、 欠壓信號耦合電路、欠壓及過流信號耦合電路、放電欠壓控制電路、 放電欠壓及過流控制電路和放電電路的連接，實現了任意節鋰電池的 串聯放電保護(包括欠壓和過流)。本實用新型與現有技術相比，每 節電池都具備過充和過放保護，實現了充電電路與放電電路各自獨 立，使充電效率和放電效率都得到提高，適用於大功率動力鋰電池保 護的鋰電池多節串聯保護電路。
圖1為本實用新型實施例一的電路原理方框圖。 圖2為本實用新型實施例二的電路原理方框圖。
具體實施方式
本實用新型的鋰電池多節串聯保護電路，以四節鋰電池相串聯為 例，實施例一如圖l所示，包括分別對應四節鋰電池的四個電池檢測 IC 1，分別對應四節鋰電池的四個過壓信號耦合電路2，分別對應其 中三節鋰電池的欠壓信號耦合電路3和對應剩下的一節鋰電池的欠 壓及過流信號耦合電路4,過充電控制電路5，充電電路6，充電過 流保護電路7，放電欠壓及過流控制電路8,放電電路9，放電溫度 控制電路10,放電保護鎖住及自動恢復電路11和延時電路12。如圖1所示，電,測IC 1的檢測輸入端分別並接於各節鋰電 池的正負極兩端，各節鋰電池的正負極兩端還並接有均流電路13， 均流電路13用於均衡各節鋰電池間的容量差異；電池檢測IC 1的過 壓信號輸出端分別連接各節鋰電池所對應的過壓信號耦合電路2的 輸入端，各過壓信號耦合電路2的輸出端連接過充電控制電路5的輸 入端，過充電控制電路5的輸出端連接充電電路6的榆入端，充電電 路6的輸出端連接充電過流保護電路7的輸入端，充電過流保護電路 7的輸出端連接鋰電池的充電負極輸入端。本實用新型通過過壓信號 耦合電路2、過充電控制電路5、充電電路6、均流電路13與電池檢 測IC l的上迷連接和拓展，實現了任意節鋰電池的串聯充電保護。如圖1所示，電M測IC 1的欠壓信號輸出端分別連接三節鋰 電池所對應的三個欠壓信號耦合電路3的輸入端，電M測IC 1的 欠壓、過流信號輸出端連接欠壓及過流信號耦合電路4的輸入端；各 欠壓信號耦合電路3、欠壓及過流信號耦合電路4的輸出端連接放電 欠壓及過流控制電路8的輸入端，放電欠壓及過流控制電路8的輸出 端連接放電電路9的輸入端，放電電路9的輸出端分別連接放電溫度 控制電路10的輸入端、電池檢測IC 1的放電電流檢測輸入端、延時 電路12的輸入端和鋰電池的放電負極輸出端，電池檢測IC 1的放電 電流檢測輸入端與地之間連接有放電電流檢測電阻14,放電溫度控 制電路10的輸出端連接鋰電池的放電正極輸出端，延時電路12的輸 出端連接放電保護鎖住及自動恢復電路11的輸入端，放電保護鎖住 及自動恢復電路ll的輸出端連接放電電路9的控制輸入端。本實用 新型通過欠壓信號耦合電路3、放電欠壓及過流控制電路8、放電電 路9與電池才企測IC 1的上述連接，實現了任意節鋰電池的串聯放電 保護(包括欠壓和過流)。本實用新型通過欠壓信號耦合電路3、放 電欠壓及過流控制電路8、放電電路9、放電保護鎖住及自動恢復電 路11和延時電路12，當過流和欠壓保護時，如果負栽沒有斷開，就 算欠壓和過流恢復，放電電路也是關閉的， 一旦負載斷開，則放電功 能恢復；增加延時電路的目的是為了在負載啟動的瞬間不要保護，可 以根據輸出負載的需要的不同調節需要保護的時間，以避免部分感性 負載不能啟動，如馬達等。放電溫度控制電路IO起著放電電池溫度 檢測和控制的作用，如果電池溫度超過設定值，則^t電電路9被強制
關斷，停止輸出，待溫度降低且負栽斷開後才能恢復輸出。
本實用新型的實施例二如圖2所示，本實施例與實施例一的區別 在於將放電欠壓控制與過流控制分開，具體的做法是斷開各欠壓信 號耦合電路2的輸出端與放電欠壓及過流控制電路8輸入端之間的連 線，並增加了一個放電欠壓控制電路15,再將各欠壓信號耦合電路2 的輸出端連接至放電欠壓控制電路15的輸入端，放電欠壓控制電路 15的輸出端連接至方文電電路9的輸入端。其餘的部分與實施例一相 同，這裡不再重複。
權利要求1、鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在於包括電池檢測IC、過壓信號耦合電路、欠壓信號耦合電路、過充電控制電路、充電電路、欠壓及過流信號耦合電路、放電欠壓及過流控制電路和放電電路；上述電池檢測IC的檢測輸入端分別並接於各節鋰電池的正負極兩端；上述過壓信號耦合電路分別與各節鋰電池相對應設置，上述電池檢測IC的過壓信號輸出端分別連接各節鋰電池所對應的上述過壓信號耦合電路的輸入端；上述欠壓及過流信號耦合電路與其中一節鋰電池相對應設置，其它各節鋰電池與上述欠壓信號耦合電路分別相對應設置，上述電池檢測IC的欠壓信號輸出端分別連接各節鋰電池所對應的上述欠壓信號耦合電路的輸入端，上述電池檢測IC的欠壓、過流信號輸出端連接上述欠壓及過流信號耦合電路的輸入端；上述各過壓信號耦合電路的輸出端連接上述過充電控制電路的輸入端，上述過充電控制電路的輸出端連接上述充電電路的輸入端，上述充電電路的輸出端連接鋰電池的充電負極輸入端；上述各欠壓信號耦合電路、上述欠壓及過流信號耦合電路的輸出端連接上述放電欠壓及過流控制電路的輸入端，上述放電欠壓及過流控制電路的輸出端連接上述放電電路的輸入端，上述放電電路的輸出端分別連接鋰電池的放電正極輸出端、上述電池檢測IC的放電電流檢測輸入端和鋰電池的放電負極輸出端，上述電池檢測IC的放電電流檢測輸入端與地之間連接有放電電流檢測電阻。
2、 根據權利要求1所述的鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在 於還包括均流電路，此均流電路分別並接於各節鋰電池的正負極兩。
3、 根據權利要求1所述的鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在 於上述充電電路的輸出端與鋰電池的充電負極輸入端之間連接有充 電過流保護電路。
4、 根據權利要求1所述的鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在 於上i^^文電電路的輸出端與鋰電池的放電正極輸出端之間連接有放 電溫度控制電路。
5、 根據權利要求1所迷的鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在 於上述放電電路的輸出端分別連接有相互電連接的放電保護鎖住及 自動恢復電路、延時控制電路。
6、 鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在於包括電池檢測IC、 過壓信號耦合電路、欠壓信號耦合電路、過充電控制電路、充電電路、 欠壓及過流信號耦合電路、放電欠壓控制電路、放電欠壓及過流控制 電路和放電電路；上述電池檢測IC的檢測輸入端分別並接於各節鋰 電池的正負極兩端；上述過壓信號耦合電路分別與各節鋰電池相對應 設置，上述電M測IC的過壓信號輸出端分別連接各節鋰電池所對 應的上迷過壓信號耦合電路的輸入端；上述欠壓及過流信號耦合電路 與其中一節鋰電池相對應設置，其它各節鋰電池與上述欠壓信號耦合電路分別相對應設置，上述電池檢測IC的欠壓信號輸出端分別連接 各節鋰電池所對應的上述欠壓信號耦合電路的輸入端，上述電池檢測 IC的欠壓、過流信號輸出端連接上述欠壓及過流信號耦合電路的輸 入端；上述各過壓信號耦合電路的輸出端連接上述過充電控制電路的 輸入端，上述過充電控制電路的輸出端連接上述充電電路的輸入端， 上述充電電路的輸出端連接鋰電池的充電負極輸入端；上述各欠壓信 號耦合電路的輸出端連接上述放電欠壓控制電路的輸入端，上述放電 欠壓控制電路的輸出端連接上述放電電路的輸入端，上述欠壓及過流 信號耦合電路的輸出端連接上迷放電欠壓及過流控制電路的輸入端，二流徑制電塔的輸上ii^電電路的輸出端分別連接鋰電池的放電正極輸出端、上迷電池 檢測IC的力文電電流檢測輸入端和鋰電池的》文電負極輸出端，上述電 池檢測IC的放電電流檢測輸入端與地之間連接有放電電流檢測電阻。
7、 根據權利要求6所述的鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在 於還包括均流電路，此均流電路分別並接於各節鋰電池的正負極兩
8、 根據權利要求6所述的鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在 於上述充電電路的輸出端與鋰電池的充電負極輸入端之間連接有充 電過流保護電路。
9、 根據權利要求6所述的鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在 於上述放電電路的輸出端與鋰電池的放電正極輸出端之間連接有放 電溫度控制電路。
10、 根據權利要求6所述的鋰電池多節串聯保護電路，其特徵在 於上述放電電路的輸出端分別連接有相互電連接的放電保護鎖住及 自動恢復電路、延時控制電路。
專利摘要本實用新型公開了一種鋰電池多節串聯保護電路，各節鋰電池都設置有電池檢測IC、過壓信號耦合電路和欠壓信號耦合電路，並設置有欠壓及過流信號耦合電路、過充電控制電路、充電電路、放電欠壓及過流控制電路和放電電路。本實用新型與現有技術相比，每節電池都具備過充和過放保護，實現了充電電路與放電電路各自獨立，使充電效率和放電效率都得到提高，適用於大功率動力鋰電池保護的鋰電池多節串聯保護電路。
文檔編號H02H7/18GK201044354SQ20072005174
公開日2008年4月2日 申請日期2007年5月22日 優先權日2007年5月22日
發明者熊伶君 申請人:東莞市拓普電器有限公司