多组电池供电自动切换装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多组电池供电电池自动切换的装置及控制方法。目的是提供一种不需要功率继电器或者功率MOS管器件作为大电流回路切换开关的切换控制电路及其控制方法，由切换控制电路经与电池组通信，控制开启或关闭电池组充放电管理系统中已有的功率MOS管来进行多组电池供电的自动切换装置。技术方案是：多组电池供电自动切换装置，其特征在于：电池组的充放电管理集成电路在连接电池上电后控制充电MOS管与放电MOS管均处于关闭状态；多个电池组的输出是正极与正极相联、负极与负极相联后接负载。

【技术实现步骤摘要】
多组电池供电自动切换装置及控制方法
本专利技术涉及一种多组电池供电电池自动切换的装置及控制方法，尤其是电动车中多组电池的自动切换装置及其控制方法。
技术介绍
为了延长电动车特别是电动自行车的续航里程，有的电动车可以配备多组电池。为了避免电动势不同的电池并联时产生异常的放电电流和反灌充电电流，现有技术的多组电池供电自动切换装置一般采用功率继电器或者功率MOS管等器件作为大电流回路切换开关，分时选择其中一组电池供电。因功率继电器存在触点寿命问题，功率MOS管的内阻增加了切换开关的功率损耗，且功率继电器和功率MOS管的价格均较贵及体积也较大，因此增加了自动切换装置的体积与成本，采用继电器作大电流切换开关还存在切换瞬间电压跌落、高压直流在大电流负荷分断时触点灭弧困难等缺点。现有技术中，可以大电流放电的电池特别是锂电池必需带有充放电管理系统，充放电管理系统在电池充电时电压过高或电流过大、放电时电压过低或电流过大等异常情况时，须及时切断电池的输出/输入回路以保证电池的使用安全，有的电池组的充放电管理系统还有与其他设备通信的回路。电池充放电管理系统一般由充放电管理集成电路、串联在电池输出/输入回路的充电MOS管及放电MOS管组成的功率开关、电池充/放电流检测电路等电路构成，充电MOS管和放电MOS管受充放电管理集成电路的控制开启(导通)或者关闭(截止),有与其他设备通信回路的电池充放电管理系统还具有通信接口电路。现有技术中，充放电管理集成电路在连接电池上电后控制充电MOS管与放电MOS管处于开启状态以向负载供电或者接受充电，电池在充电或放电出现异常情况时，充放电管理集成电路根据不同的异常情况分别控制关闭充电MOS管或者关闭放电MOS管。带通信回路的电池充放电管理系统经通信接口电路可以向其他设备提供电池的充放电状态、电池电压、充电电流、放电电流、剩余容量等信息，还可以接受其他设备的命令开启或者关闭充电MOS管及放电MOS管。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
的不足，提供一种不需要功率继电器或者功率MOS管器件作为大电流回路切换开关的切换控制电路，由切换控制电路经与电池组通信，控制开启或关闭电池组充放电管理系统中已有的功率MOS管来进行多组电池供电的自动切换装置。本专利技术还提供了一种多组电池供电自动切换装置的控制方法。本专利技术提供的技术方案是：多组电池供电自动切换装置，包括多个电池组以及切换控制电路；每个电池组由电池、电池充放电管理电路和通信接口电路构成；电池充放电管理电路由充放电管理集成电路、串联在电池充放电回路中的功率充/放电开关、电池充/放电流检测电路等电路组成；功率充/放电开关由受充放电管理集成电路控制开启或关闭的充电MOS管和放电MOS管组成；电池充/放电流检测电路由作为采样回路的电阻构成；电池组经通信接口电路接通切换控制电路以提供本组电池的充放电状态、电池电压、充电电流、放电电流、剩余容量信息，还接受切换控制电路的指令开启或者关闭充电MOS管及放电MOS管；切换控制电路由单片微处理器、通信接口电路和稳压电路构成；其特征在于：电池组的充放电管理集成电路在连接电池上电后控制充电MOS管与放电MOS管均处于关闭状态；多个电池组的输出是正极与正极相联、负极与负极相联后接负载。每个电池组内还接有一个与功率充/放电开关并联的作为启动电源的小功率放电电路。负载是电动车运行控制器或者其他用电设备。多组电池供电自动切换装置的控制方法，按以下步骤进行控制：1)电池组的充放电管理集成电路在电池充放电过程中按照电池充放电保护功能的要求，在电池组充放电异常情况下关闭充电MOS管或放电MOS管；2)电池组的充放电管理集成电路连接电池上电后未接收到切换控制电路发来的功率放电指令前，控制充电MOS管与放电MOS管均处于关闭状态，3)电池组的充放电管理集成电路在接收到功率放电指令后才开启充电MOS管与放电MOS管以进行功率放电；4)在电池组功率放电过程中切换控制电路定时发送功率放电指令，电池组的充放电管理集成电路在收到停止功率放电指令，或者在约定的时间内收不到功率放电指令时关闭充电MOS管与放电MOS管。切换控制电路在运行时，通过与电池组的定时通信获得电池组在线情况和剩余电量信息；如果正在进行功率放电的电池组的电量即将放尽，当还有另一组允许功率放电的电池连接在线时，电池自动切换装置进行二组电池供电的切换；切换控制电路经与二组电池通信按以下步骤进行控制：1)切换控制电路先指令电量即将放尽的电池组关闭充电MOS管；2)切换控制电路然后指令另一组电池开启放电MOS管；3)切换控制电路再指令电量即将放尽的电池组关闭放电MOS管；4)切换控制电路最后指令另一组电池开启充电MOS管。本专利技术的有益效果是：本专利技术充分利用电池组的电池充放电管理电路的功率开关作为多组电池供电自动切换装置的大电流回路切换开关，切换控制电路中无功率切换器件，降低了电池自动切换装置的成本和缩小了体积；切换控制电路根据多组电池在线情况及剩余电量情况自动进行电池组的切换，切换过程无需人工进行操作，因而具有使用简单、方便与安全的特点。附图说明图1是现有技术的一种双组电池供电自动切换装置的原理图。图2是现有技术最基本的充放电管理系统的电池组原理图。图3是现有技术带通信回路的充放电管理系统的电池组原理图。图4是本专利技术的结构框图。图5是本专利技术双组电池供电的切换控制电路的原理图。图6是本专利技术实施例1的电池组的原理图。图7是本专利技术实施例2的电池组的原理图。具体实施方式以下结合附图对实施例(以两个电池组为例)作进一步说明。图1是现有技术的一种双组电池自动切换装置的原理图，由图1可知现有技术的双组电池自动切换装置由单片微处理器(IC1)、4个功率MOS管(BG1、BG2、BG3、BG4)、3个通信接口电路(IC2、IC3、IC4)和稳压电路(IC5)及二极管(D5、D6)构成，图1中：BG1的漏极与BG2的漏极相连，BG1的栅极和BG2的栅极相连后与IC1的输出(K1)连接，构成第一组电池的功率放电开关回路，BG3的漏极与BG4的漏极相连，BG3的栅极和BG4的栅极相连后与IC1的输出(K2)连接，构成第二组电池的功率放电开关回路，二极管(D1、D2、D3、D4)分别是功率MOS管BG1、BG2、BG3、BG4的寄生体二极管。图1中：第一电池组正极输出(BAT1_OUT+)和第二电池组正极输出(BAT2_+)相连后接负载的输入正极(IN+)，第一电池组负极输出(BAT1_OUT－)接BG1的源极，经BG1的漏极、BG2的漏极、BG2的源极接负载的输入负极(IN－)，第二电池组负极输出(BAT2_OUT－)接BG3的源极，经BG3的漏极、BG4的漏极、BG4的源极接负载的输入负极(IN－)，单片微处理器IC1的第一通信发收信号线(TX_1、RX_1)与第一通信接口电路IC2的通信发收信号线(T_IN、R_OUT)相连，IC2的发信输出(T1_OUT)和收信输入(R1_IN)连接第一电池组相应的通信端子，构成单片微处理器与第一电池组的通信回路。单片微处理器IC1的第二通信发收信号线(TX_2、RX_2)与第二通信接口电路IC3的通信发收信号线(T_IN、R_OUT)相连，IC3的发信输出(T本文档来自技高网...

【技术保护点】
多组电池供电自动切换装置，包括多个电池组(1，2)以及切换控制电路(3)；每个电池组由电池、电池充放电管理电路和通信接口电路构成；电池充放电管理电路由充放电管理集成电路、串联在电池充放电回路中的功率充/放电开关、电池充/放电流检测电路组成；功率充/放电开关由受充放电管理集成电路控制开启或关闭的充电MOS管和放电MOS管组成；电池充/放电流检测电路由作为采样回路的电阻(R1)构成；电池组经通信接口电路接通切换控制电路以提供本组电池的充放电状态、电池电压、充电电流、放电电流、剩余容量信息，还接受切换控制电路的指令开启或者关闭充电MOS管及放电MOS管；切换控制电路由单片微处理器、通信接口电路和稳压电路构成；其特征在于：电池组的充放电管理集成电路在连接电池上电后控制充电MOS管与放电MOS管均处于关闭状态；多个电池组的输出是正极与正极相联、负极与负极相联后接负载。

【技术特征摘要】
1.多组电池供电自动切换装置，包括多个电池组(1，2)以及切换控制电路(3)；每个电池组由电池、电池充放电管理电路和通信接口电路构成；电池充放电管理电路由充放电管理集成电路、串联在电池充放电回路中的功率充/放电开关、电池充/放电流检测电路组成；功率充/放电开关由受充放电管理集成电路控制开启或关闭的充电MOS管和放电MOS管组成；电池充/放电流检测电路由作为采样回路的电阻(R1)构成；电池组经通信接口电路接通切换控制电路以提供本组电池的充放电状态、电池电压、充电电流、放电电流、剩余容量信息，还接受切换控制电路的指令开启或者关闭充电MOS管及放电MOS管；切换控制电路由单片微处理器、通信接口电路和稳压电路构成；其特征在于：电池组的充放电管理集成电路在连接电池上电后控制充电MOS管与放电MOS管均处于关闭状态；多个电池组的输出是正极与正极相联、负极与负极相联后接负载。2.根据权利要求1所述的多组电池供电自动切换装置，其特征在于：每个电池组内还接有一个与功率充/放电开关并联的作为启动电源的小功率放电电路。3.根据权利要求1所述的多组电池供电自动切换装置，其特征在于：所述负载是电动车运行控制器或者其他用电设备。4.权利要求1所述的多组电池供电自动切换装置的控制方法，其特征在于按以下步骤进行控制：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王希华，张宝明，孔云锋，
申请(专利权)人：杭州创乐电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33