八串电池并充的充电保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种八串电池并充的充电保护装置，包括锂离子电池单体组成的八串电池组，其特征是：所述八串电池组与单体电压采集模块、电池温度监控模块和控制单体充放电电路连接，控制单体充放电电路与充电器连接，单体电压采集模块和电池温度监控模块与MCU连接，所述MCU与控制单体充放电电路模块连接，充电器及MCU连接系统电源。有益效果：与现有技术相比，本发明专利技术用于电池组的并充保护。在充电器保护之外，实现电池自身的保护，通过通信发送给充电器更加准确的电压数据。解决电池组的并充口存在短路风险以及防止电池的单体出现过充和过放故障。

Eight series battery charging protection device

The charging protection device of the present invention relates to a battery charge and eight series, including lithium ion battery monomer eight series battery, which is characterized in that the eight series battery group and single voltage acquisition module, battery temperature monitoring module and the control of monomer charge and discharge circuit, the control of monomer charge and discharge circuit connected with the charger, single voltage acquisition module and battery temperature monitoring module is connected with the MCU, the MCU is connected with the control of monomer charge and discharge circuit module, power supply charger and MCU connection system. Compared with the prior art, the invention is used for the protection of the battery pack. In addition to the protection of the battery, the battery itself is protected, and the more accurate voltage data is sent to the charger through the communication. To solve the problem of short circuit risk and prevent overcharge and over discharge of the battery.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂电池组领域，尤其涉及一种八串电池并充的充电保护装置。
技术介绍
目前对多串电池进行过充过放保护都是检测到任一单体出现过压或欠压时断开与电池组串接的保护装置，并充充电时，由于并充充电器是对多串电池的单体进行充电或者放电，如果按照传统保护模式，无法对单体进行保护，没有电池保护部分情况下，电池单体的过充过放由充电器控制，由于并充是对单体电池进行充放电操作，所以需要对每个单体设计保护装置，工厂亟待解决电池组的并充口存在的短路风险以及防止电池的单体出现过充和过放故障的技术难题。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中的不足，提供一种八串电池并充的充电保护装置，解决电池组的并充口存在短路风险以及防止电池的单体出现过充和过放故障。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种八串电池并充的充电保护装置，包括锂离子电池单体组成的八串电池组，其特征是：所述八串电池组与单体电压采集模块、电池温度监控模块和控制单体充放电电路连接，控制单体充放电电路与充电器连接，单体电压采集模块和电池温度监控模块与MCU连接，所述MCU与控制单体充放电电路模块连接，充电器通过485通信模块与MCU连接。所述单体电压的采集模块选用高压电池监视器，实现对单体电压的采集。所述电池温度监控模块采用热敏电阻器采集锂离子电池单体的温度。所述控制单体充放电电路在锂离子电池单体与并充口之间分别串接场效应管，通过控制每个场效应管实现并充过程中对锂离子电池单体过充过放的保护。所述系统电源由隔离电源模块U17给IIC通信部分提供隔离电源，与并充充电器之间实现了隔离通信，SCK和SDA通过磁耦合隔离芯片U13实现隔离通信；RS485通信通过485通信隔离模块U12与充电器通信，通过制定好的通信协议与并充充电器交换数据。有益效果：与现有技术相比，本专利技术用于电池组的并充保护。在充电器保护之外，实现电池自身的保护，通过通信发送给充电器更加准确的电压数据。解决电池组的并充口存在短路风险以及防止电池的单体出现过充和过放故障。附图说明图1是本专利技术的连接原理框图；图2是单体电压采集，温度监控，控制单体充放电电路原理图；图3是电源电路原理图；图4是通信部分电路原理图。具体实施方式以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提供的具体实施方式详述如下：详见附图1，本实施例提供了一种八串电池并充的充电保护装置，包括锂离子电池单体组成的八串电池组，所述八串电池组与单体电压采集模块、电池温度监控模块和控制单体充放电电路连接，控制单体充放电电路与充电器连接，单体电压采集模块和电池温度监控模块与MCU连接，所述MCU与控制单体充放电电路模块连接，充电器及MCU连接系统电源。所述单体电压的采集模块选用高压电池监视器，实现对单体电压的采集。所述电池温度监控模块采用热敏电阻器采集锂离子电池单体的温度。所述控制单体充放电电路在锂离子电池单体与并充口之间分别串接场效应管，通过控制每个场效应管实现并充过程中对锂离子电池单体过充过放的保护。所述系统电源由隔离电源模块U17给IIC通信部分提供隔离电源，与并充充电器之间实现了隔离通信，SCK和SDA通过磁耦合隔离芯片U13实现隔离通信；RS485通信通过485通信隔离模块U12与充电器通信，通过制定好的通信协议与并充充电器交换数据。工作过程详见附图2，单体电压采集、电池温度监控、控制单体充放电电路，使用U2(LTC6803多节电池监视器)实现对单体电压的采集，使用热敏电阻器NTC采集电池温度，并充口与单体电池之间串接MOS，Q1--Q9，通过控制每个MOS实现，并充过程中实现对单体过充过放的保护。详见附图3、4，系统电源由U17给IIC通信部分提供隔离电源：+5V-IIC、GND-IIC，与并充充电器之间实现了隔离通信，SCK和SDA通过U13实现隔离通信。RS485通信通过U12跟充电器通信，可通过制定好的通信协议与并充充电器交换数据。电池在未连接充电器的状态下，电池的并充口与电池单体之间被Q1-Q9MOS断开，并充口没有电压，不会出现短路风险。电池连接充电器后先进行温度监控，有低温(＜0℃，可软件设置)或者过温(＞70℃，可软件设置)，并充保护板关闭输出，禁止充电。当并充充电器充电方式为先串充后并充时，电池组的并充口平时为关闭状态，通过并充口与单体之间的串接的MOSFET断开。电池组的并充口不带电，防止出现短路故障。连接充电器后，先通过通信发送给并充保护板开机指令，保护板并充口打开，并充口与单体连接，开始正常充电，充电过程中电池的实时数据由充电器发指令询问，保护板发送给充电器。当过压情况出现后，可通过关断相对应的MOSFET强制停止充电。当并充充电器充电方式为先串充后被动均衡(通过充电器对较高单体放电)充电器进入被动均衡模式后，如果充电器故障，防止单体出现过放现象，并充保护板会通过对单体电压的实时监控，关闭相对应的MOSFET，强制停止放电。通过制定好的通信协议，电池可与通过RS485或IIC与充电器进行通信，实时传输电池单体电压和温度数据。工作原理通过锂离子电池专用监控芯片对8串电池进行电压、温度监控，并产生相应的控制信号，该控制信号用于控制单体与并充口串接的MOS管，通过MOS管的开关来实现对任一单体电池与并充口之间的通断控制，进而实现各种保护功能。并充充电时，没有电池部分保护装置情况下，电池单体的过充过放由充电器控制。增加电池部分保护装置后，在充电器故障情况下，可防止对电池造成过充或过放。同事可以防止并充口在短路情况下，出现电池的短路故障。通过RS485或者IIC通信可以把电池单体电压和温度的实时数据发送给充电器，提高充电器对单体电压的采集精度。上述参照实施例对该一种八串电池并充的充电保护装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本专利技术总体构思下的变化和修改，应属本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种八串电池并充的充电保护装置，包括锂离子电池单体组成的八串电池组，其特征是：所述八串电池组与单体电压采集模块、电池温度监控模块和控制单体充放电电路连接，控制单体充放电电路与充电器连接，单体电压采集模块和电池温度监控模块与MCU连接，所述MCU与控制单体充放电电路模块连接，充电器及MCU连接系统电源。

【技术特征摘要】
1.一种八串电池并充的充电保护装置，包括锂离子电池单体组成的八串电池组，其特征是：所述八串电池组与单体电压采集模块、电池温度监控模块和控制单体充放电电路连接，控制单体充放电电路与充电器连接，单体电压采集模块和电池温度监控模块与MCU连接，所述MCU与控制单体充放电电路模块连接，充电器及MCU连接系统电源。2.根据权利要求1所述的八串电池并充的充电保护装置，其特征是：所述单体电压的采集模块选用高压电池监视器，实现对单体电压的采集。3.根据权利要求1所述的八串电池并充的充电保护装置，其特征是：所述电池温度监控模块采用热敏电阻器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓哲，孙博，
申请(专利权)人：天津力神特种电源科技股份公司，
类型：发明
国别省市：天津;12