一种大功率多串并锂电池保护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大功率多串并锂电池保护系统，包括电池组、被动平衡模块、模拟前端模块、单片机、电流检测模块、温度检测模块、第一控制模块、第二控制模块、电池负极输出、充电端和电池正极输出。本发明专利技术通过对电池组进行温度、电流和电压检测，并根据检测信号通过单片机和模拟前端控制控制充电端和放电端的技术方案，解决了现有技术无法实现对大功率电池进行管理控制的问题，能有效实现对大功率的锂电池进行管理监控和保护。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率多串并锂电池保护系统
本专利技术涉及锂电池管理领域，尤其涉及一种大功率多串并锂电池保护系统。
技术介绍
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。锂电池内部的机构较为复杂，充放电化学反应复杂，所以锂电池在使用的时候存在较多问题，在锂电池使用的时候，需要有一个监控管理的系统进行监控和保护。现有的锂电池的保护系统在充放电的开关控制上大多数是通过场效应管进行控制，但是场效应管所应用的电流范围一般是在80A以下，场效应管无法实现对大功率电池进行管理控制。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种大功率多串并锂电池保护系统，能有效实现对大功率的锂电池进行管理监控和保护。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种大功率多串并锂电池保护系统，包括电池组、被动平衡模块、模拟前端模块、单片机、电流检测模块、温度检测模块、第一控制模块、第二控制模块、电池负极输出、充电端和电池正极输出；所述电池组的负极通过所述电流检测模块和所述电池负极输出连接，所述电池组的正极通过所述第一控制模块和所述电池正极输出连接，所述电池组的正极通过所述第二控制模块和所述充电端连接；所述电流检测模块用于检测所述电池组的电流信号，并将电流信号通过所述模拟前端模块发送至单片机；所述温度检测模块，用于检测所述电池组的电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号，并将电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号发送至单片机；所述单片机用于根据电流信号、电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号中的一种或多种发送平衡控制信号至所述模拟前端模块，或发送第一开关控制信号至所述第一控制模块，或发送第二开关控制信号至所述第二控制模块；所述模拟前端模块用于根据平衡控制信号控制所述被动平衡模块，以使所述被动平衡模块对所述电池组进行被动平衡管理；所述第一控制模块根据第一开关控制信号断开或闭合；所述第二控制模块根据第二开关控制信号断开或闭合。与现有技术相比，本专利技术公开的一种大功率多串并锂电池保护系统通过对电池组进行温度、电流和电压检测，并根据检测信号通过单片机和模拟前端控制充电端和放电端的技术方案，解决了现有技术无法实现对大功率电池进行管理控制的问题，能有效实现对大功率的锂电池进行管理监控和保护。作为上述方案的改进，第一控制模块为第一继电器，第二控制模块为第二继电器；所述电池组的正极通过所述第一继电器的触点端和所述电池正极输出连接，所述电池组的正极通过所述第二继电器的触点端和所述充电端连接；所述单片机用于根据电流信号、电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号中的一种或多种发送第一开关控制信号至所述第一继电器的线圈端，或发送第二开关控制信号至所述第二继电器的线圈端，或发送反馈控制信号至所述模拟前端模块；所述模拟前端模块用根据反馈控制信号发送第三开关控制信号至所述第一继电器的线圈端，或发送第四开关控制信号至所述第二继电器的线圈端；所述第一继电器的触点端根据第一开关控制信号或/和第三开关控制信号断开或闭合；所述第二继电器的触点端根据第二开关控制信号或/和第四开关控制信号断开或闭合。作为上述方案的改进，第一继电器的触点端通过一第一保险管和电池正极输出连接。作为上述方案的改进，第二继电器的触点端通过一第二保险管和充电端连接。作为上述方案的改进，还包括充电电压检测模块，所述充电电压检测模块用于检测所述充电端在充电时所连接的外部的电源的充电电压信号，并将充电电压信号发送至所述单片机；所述单片机根据充电电压信号发送第二开关控制信号至所述第二继电器。作为上述方案的改进，还包括充电检测模块，充电端通过充电检测模块和单片机连接。充电检测模块可以再充电端和外部的电源连接时，发送充电信号至单片机。作为上述方案的改进，还包括预放电模块；所述电池正极输出通过所述预放电模块和所述电池组的正极连接；所述单片机控制所述预放电模块的工作状态。作为上述方案的改进，所述预放电模块包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻和第二电阻，第一MOS管的栅极和第二MOS管的漏极均与第一电阻的一端连接，第二MOS管的源极接地，第二MOS管的栅极和单片机连接；第一MOS管的源极和第一电阻的另一端均与电池组的正极连接，第一MOS管的漏极通过第二电阻和电池正极输出连接。作为上述方案的改进，还包括和单片机连接的存储器。存储器用于存储电池的运行数据，包括电流信号、电芯温度信号第一温度信号和第二温度信号等。作为上述方案的改进，单片机通过CAN总线与外部的管理终端连接。外部的管理终端通过CAN总线对单片机进行管理控制；外部的管理终端通过单片机控制第一控制模块的断开或闭合，以及控制第二控制开关的断开或闭合。作为上述方案的改进，还包括充电电压检测模块，充电电压检测模块用于检测充电端在充电时所连接的外部的电源的充电电压信号，并将充电电压信号发送至单片机；单片机根据充电电压信号发送第二开关控制信号至第二继电器。充电电压检测模块用于检测外部的电源的充电电压，以防外部的电源的充电电压过高或者过低损坏电池组。附图说明图1是本专利技术实施例一的大功率多串并锂电池保护系统的模块连接图；图2是本专利技术实施例一的大功率多串并锂电池保护系统的电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，是本专利技术实施例一提供的一种大功率多串并锂电池保护系统的模块连接图。一种大功率多串并锂电池保护系统,包括电池组100、被动平衡模块101、模拟前端模块102、单片机103、电流检测模块202、温度检测模块201、第二控制模块302、第一控制模块301和预放电模块401。电池组100的负极通过电流检测模块202和电池负极输出P-连接，电池组100的正极通过第一控制模块301和电池正极输出P+连接，电池组100的正极通过第二控制模块302和充电端CHG+连接。电池正极输出P+还通过预放电模块401和电池组100的正极连接。电流检测模块202用于检测电池组100的电流信号，并将电流信号发送至模拟前端模块102，模拟前端模块102将电流信号发送至单片机103。在本实施例中，电流检测模块202为分流器，分流器检测电流的量程最小100mA，最大200A，在实际应用中可以根据需求扩展量程。温度检测模块201用于检测电池组100的电芯温度信号，并将电芯温度信号发送至单片机103。温度检测模块201还用于检测电池组100所处的环境的第一温度信号以及本系统的环境的第二温度信号，并将第一温度信号和第二温度信号发送至单片机103。单片机103用于根据电流信号、电芯温度信号第一温度信号和第二温度信号中的一种或多种，发送平衡控制信号至模拟前端模块102。模拟前端模块102用于根据平衡控制信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率多串并锂电池保护系统，其特征在于，包括：包括电池组、被动平衡模块、模拟前端模块、单片机、电流检测模块、温度检测模块、第一控制模块、第二控制模块、电池负极输出、充电端和电池正极输出；所述电池组的负极通过所述电流检测模块和所述电池负极输出连接，所述电池组的正极通过所述第一控制模块和所述电池正极输出连接，所述电池组的正极通过所述第二控制模块和所述充电端连接；所述电流检测模块用于检测所述电池组的电流信号，并将电流信号通过所述模拟前端模块发送至单片机；所述温度检测模块，用于检测所述电池组的电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号，并将电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号发送至单片机；所述单片机用于根据电流信号、电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号中的一种或多种发送平衡控制信号至所述模拟前端模块，或发送第一开关控制信号至所述第一控制模块，或发送第二开关控制信号至所述第二控制模块；所述模拟前端模块用于根据平衡控制信号控制所述被动平衡模块，以使所述被动平衡模块对所述电池组进行被动平衡管理；所述第一控制模块根据第一开关控制信号断开或闭合；所述第二控制模块根据第二开关控制信号断开或闭合。

【技术特征摘要】
1.一种大功率多串并锂电池保护系统，其特征在于，包括：包括电池组、被动平衡模块、模拟前端模块、单片机、电流检测模块、温度检测模块、第一控制模块、第二控制模块、电池负极输出、充电端和电池正极输出；所述电池组的负极通过所述电流检测模块和所述电池负极输出连接，所述电池组的正极通过所述第一控制模块和所述电池正极输出连接，所述电池组的正极通过所述第二控制模块和所述充电端连接；所述电流检测模块用于检测所述电池组的电流信号，并将电流信号通过所述模拟前端模块发送至单片机；所述温度检测模块，用于检测所述电池组的电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号，并将电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号发送至单片机；所述单片机用于根据电流信号、电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号中的一种或多种发送平衡控制信号至所述模拟前端模块，或发送第一开关控制信号至所述第一控制模块，或发送第二开关控制信号至所述第二控制模块；所述模拟前端模块用于根据平衡控制信号控制所述被动平衡模块，以使所述被动平衡模块对所述电池组进行被动平衡管理；所述第一控制模块根据第一开关控制信号断开或闭合；所述第二控制模块根据第二开关控制信号断开或闭合。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，第一控制模块为第一继电器，第二控制模块为第二继电器；所述电池组的正极通过所述第一继电器的触点端和所述电池正极输出连接，所述电池组的正极通过所述第二继电器的触点端和所述充电端连接；所述单片机用于根据电流信号、电芯温度信号、第一温度信号和第二温度信号中的一种或多种发送第一开关控制信号至所述第一继电器的线圈端，或发送第二开关控制信号至所述第二继电器的线圈端，或发送反馈控制信号至所述模拟前端模块；所述模拟前端模块用根据反馈控制信号发送第三开关控制信号至所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁昌明，欧阳光，蒋新华，
申请(专利权)人：广州明美新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44