锂电池短路保护方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种锂电池短路保护方法及系统，包括步骤：检测锂电池系统内部主回路电流的检测电阻上的电压信号，并将该电压信号依次经过滤波电路和放大电路处理，得到设定的延迟时间内的电压值；通过比较锁存电路，将该电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出结果至恢复电路。如比较结果为负载短路，则通过恢复电路发送关闭信号至开关管驱动电路，通过开关管驱动电路关闭锂电池的主输出回路。一种锂电池短路保护方法及系统，能够灵活调节保护阈值和设定的延迟时间，适应各种型号的电芯和不同的应用场合，可以灵活配置为人手动恢复或自动恢复，使电池可以适应有人监控和无人监控等多种情况，保护后灵活的关闭和开启方式以提高可靠性与实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到电池保护领域，特别是涉及到锂电池短路保护方法及系统。
技术介绍
随着通信基站、数据中心、户外应急、家庭储能等领域锂电池使用量越来越大，对锂电池管理系统的可靠性要求也越来越高。短路保护作为锂电池管理系统中一项非常关键的保护，对整个系统的可靠性、稳定性有着重要的影响。现有锂电池中一些使用锂电池单节保护IC来实现短路保护，则保护阈值和延迟时间都不能灵活调节，恢复方式也很单一；还有一些直接使用所述MCU中断信号进行短路保护处理，则延迟时间设置无法精确到微秒级，且稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的为提供一种保护阈值和延迟时间都能灵活调节的，且恢复方式多样的锂电池短路保护方法及系统。本专利技术提出一种锂电池短路保护方法，包括以下步骤：检测锂电池系统内部主回路电流的检测电阻上的电压信号，并将该电压信号依次经过滤波电路和放大电路处理，得到设定的延迟时间内的电压值；通过比较锁存电路将电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出比较结果至恢复电路；如果比较结果为负载短路，则通过恢复电路发送关闭信号至开关管驱动电路，通过开关管驱动电路关闭锂电池的主输出回路。进一步地，通过比较锁存电路将电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出比较结果至恢复电路的步骤之后，还包括：如果比较结果为负载短路，则通过恢复电路发送关闭信号至MCU，该MCU控制开关管驱动电路关闭锂电池的主输出回路。进一步地，通过比较锁存电路将电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出比较结果至恢复电路的步骤之后，还包括：通过恢复电路延迟第一指定时间后发送恢复信号至比较锁存电路，强制比较锁存电路发出负载非短路信号至恢复电路；通过恢复电路发送正常信号至MCU，该MCU延迟第二指定时间后控制开关管驱动电路启动锂电池的主输出回路。进一步地，通过恢复电路延迟第一指定时间后发送恢复信号至比较锁存电路，强制比较锁存电路发出负载非短路信号至恢复电路的步骤之后，还包括：通过恢复电路发送正常信号至所述MCU；同时，通过负载阻抗检测电路发送负载阻抗移除信号至MCU；通过MCU根据正常信号和负载阻抗移除信号，控制开关管驱动电路启动锂电池的主输出回路。进一步地，一种锂电池短路保护系统，包括：电压值采集模块：检测锂电池系统内部主回路电流的检测电阻上的电压信号，并将该电压信号依次经过滤波电路和放大电路处理，得到设定的延迟时间内的电压值；比较锁存模块：通过比较锁存电路将电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出比较结果至恢复电路；控制模块：如果比较结果为负载短路，则通过恢复电路发送关闭信号至开关管驱动电路，通过开关管驱动电路关闭锂电池的主输出回路。进一步地，还包括：重复关闭模块：如果比较结果为负载短路，则通过恢复电路发送关闭信号至MCU，该MCU控制开关管驱动电路关闭锂电池的主输出回路。进一步地，还包括：恢复开启模块：通过恢复电路延迟第一指定时间后发送恢复信号至比较锁存电路，强制比较锁存电路发出负载非短路信号至恢复电路；计时恢复模块：通过恢复电路发送正常信号至MCU，该MCU延迟第二指定时间后控制开关管驱动电路启动锂电池的主输出回路。进一步地，还包括：条件恢复模块：通过恢复电路发送正常信号至MCU；同时，通过负载阻抗检测电路发送负载阻抗移除信号至MCU；通过MCU根据正常信号和负载阻抗移除信号，控制开关管驱动电路启动锂电池的主输出回路。本专利技术提供一种锂电池短路保护方法及系统，能够灵活调节保护阈值和设定的时间，以适应各种型号的电芯和不同的应用场合，还可以灵活配置为人手动恢复或自动恢复，使电池可以适应有人监控和无人监控等多种情况，保护后灵活的关闭和开启方式以提高可靠性与实用性。附图说明图1本专利技术所述锂电池短路保护方法一种实施方式方法示意图；图2本专利技术所述锂电池短路保护方法另一种实施方式方法示意图；图3本专利技术所述锂电池短路保护方法中自动恢复模式时一种实施方式方法示意图；图4本专利技术所述锂电池短路保护方法中人手动恢复模式时一种实施方式方法示意图；图5本专利技术所述锂电池短路保护系统一种实施方式的模块结构示意图；图6本专利技术所述锂电池短路保护系统另一种实施方式的模块结构示意图；图7本专利技术所述锂电池短路保护系统第三种实施方式的模块结构示意图；图8是图5所示锂电池短路保护系统的具体结构示意图；图9本专利技术所述锂电池短路保护系统一种实施方式中人手动恢复模式时各部随时序变化示意图；图10本专利技术所述锂电池短路保护系统一种实施方式中自动恢复模式时各部随时序变化示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1-7，本专利技术锂电池短路保护方法的一种实施方式为包括以下步骤：S1、检测锂电池系统内部主回路电流的检测电阻上的电压信号，并将该电压信号依次经过滤波电路和放大电路处理，得到设定的延迟时间内的电压值；S2、通过比较锁存电路将电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出比较结果至恢复电路；S3、如果比较结果为负载短路，则通过恢复电路发送关闭信号至开关管驱动电路，通过开关管驱动电路关闭锂电池的主输出回路。可以快速关闭主输出回路保证电池的可靠性和安全性。在上述步骤S1中，检测电阻为电池放电电流必须经过的电阻，是监测负载是否短路的直观反映点，其通过的电流变化可由其上电压变化直观体现；负载是锂电池被应用的产品，其短路时会导致电池持续的输出变大的电流；检测电阻上的电压变化经过滤波电路过滤后，经过放大电路处理，滤波电路和放大电路结合可以设定延迟时间，得到在设定好的延迟时间内在检测电阻处的电压值。在上述步骤S2中，比较锁存电路包括比较电路和锁存电路，在比较电路中设有预设的阈值，该阈值为安全阈值，当超过阈值时判定为短路，当没超过阈值时判定为非短路，当短路电流带来的电压值在比较电路与阈值比较，比较结果会发到恢复电路，锁存电路会将比较电路比较结果进行锁存。在上述步骤S3中，恢复电路根据比较锁存电路的结果，具有不同反应，在收到短路信号时，发送相应的短路信号到开关管驱动电路和MCU，开关管驱动电路控制主输出电路的开关管，当收到比较锁存电路的短路信号时发送关闭信号到开关管使开关管关闭，保护电池。S2的步骤之后，还包括：S21、如果比较结果为负载短路，则通过恢复电路发送关闭信号至MCU，该MCU控制开关管驱动电路关闭锂电池的主输出回路。此为恢复电路发送相应的短路信号到MCU的情况，该步骤可以使开关管驱动电路在设定的时间后再次收到短路信号，之后开关管驱动电路再次发送关闭信号到开关管确保开关管关闭，保护电池，提高电池的安全性。在上述步骤S3中，恢复电路根据比较锁存电路的结果，具有不同反应，在收到短路信号时，除了会发送相应的短路信号到开关管驱动电路还会开始计时第一指定时间，恢复电路中第一指定时间可调。在自动恢复模式下S2的步骤之后，还包括：S22、通过恢复电路延迟第一指定时间后发送恢复信号至比较锁存电路，强制比较锁存电路发出负载非短路信号至恢复电路；可以在设定的第一指定时间后尝试恢复供电，实现自动供电触发条件。S23、通过恢复电路发送正常信号至MCU，该MCU延迟第二指定时间后控制开关管驱动电路启动锂电池的主输出回路。第二指定时间可调节，可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池短路保护方法，其特征在于，包括以下步骤：检测锂电池系统内部主回路的电流检测电阻上的电压信号，并将该电压信号依次经过滤波电路和放大电路处理，得到设定的延迟时间内的电压值；通过比较锁存电路将所述电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出比较结果至恢复电路；如果比较结果为所述负载短路，则通过所述恢复电路发送关闭信号至开关管驱动电路，通过开关管驱动电路关闭所述锂电池的主输出回路。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池短路保护方法，其特征在于，包括以下步骤：检测锂电池系统内部主回路的电流检测电阻上的电压信号，并将该电压信号依次经过滤波电路和放大电路处理，得到设定的延迟时间内的电压值；通过比较锁存电路将所述电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出比较结果至恢复电路；如果比较结果为所述负载短路，则通过所述恢复电路发送关闭信号至开关管驱动电路，通过开关管驱动电路关闭所述锂电池的主输出回路。2.根据权利要求1所述的锂电池短路保护方法，其特征在于，所述通过比较锁存电路将所述电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出比较结果至恢复电路的步骤之后，还包括：如果比较结果为所述负载短路，则通过所述恢复电路发送关闭信号至MCU，该MCU控制所述开关管驱动电路关闭所述锂电池的主输出回路。3.根据权利要求1所述的锂电池短路保护方法，其特征在于，所述通过比较锁存电路将所述电压值与预设的保护阈值进行比较，并输出比较结果至恢复电路的步骤之后，还包括：通过所述恢复电路延迟第一指定时间后发送恢复信号至所述比较锁存电路，强制比较锁存电路发出所述负载非短路信号至所述恢复电路；通过所述恢复电路发送正常信号至所述MCU，该MCU延迟第二指定时间后控制所述开关管驱动电路启动所述锂电池的主输出回路。4.根据权利要求3所述的锂电池短路保护方法，其特征在于，所述通过所述恢复电路延迟第一指定时间后发送恢复信号至所述比较锁存电路，强制比较锁存电路发出所述负载非短路信号至所述恢复电路的步骤之后，还包括：通过所述恢复电路发送正常信号至所述MCU；同时，通过负载阻抗检测电路发送负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐智慧，梁俊红，彭兵，
申请(专利权)人：欣旺达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44