一种锂电池管理系统技术方案

本申请公开了一种锂电池管理系统，包括控制器模块、电源管理模块、电池组检测模块和电源转换模块，控制器模块连接电源管理模块、电池组检测模块和电源转换模块，电池组检测模块连接电源管理模块和电源转换模块，电源管理模块连接电源转换模块；所述控制器模块包括芯片IC1，芯片IC1的型号为STM32F303CCT6。具有以下优点：以解决锂电池组充电时温度升高、电路电压不平衡、输出电压不稳以及电池过充过放对电池带来的损害的所带来的危险并解决电池剩余电量无法显示的问题，实现了锂电池充电以及使用时对于电池过充过放的保护，电池电源的稳定供给，电池充电时温度上升的保护，以及对剩余电池电量的计算。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池管理系统
本专利技术涉及电池管理
，尤其涉及一种锂电池管理系统。
技术介绍
锂电池具有工作电压高、能量密度大、自放电率低、无记忆效应、可快速充电、清洁无污染以及可快速充放电的优点。锂电池不可过充过放，过充会导致正极材料结构变化，造成容量损失，而其分解放氧与电解液会发生剧烈的化学反应，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，严重影响锂电池容量。锂电池的充电温度范围在0~45摄氏度，而锂电池的放电温度范围在0~60摄氏度，如果运行温度过高锂离子电池会加速老化，而且温度升高必然会导致内部压力增大，有爆炸的风险，而且电压不稳会对电容产生一定的损害，导致电池的活性降低，充电的时间延长，缩短电池的寿命，电压不稳也会导致开关电源的振荡频率不稳，不仅如此未知的电池剩余电量会加剧过充过放现象的产生，实时显示电池的剩余电量可以有效地减少过充过放等现象的产生。专利号CN201921566754.8、专利名称为一种锂电池过充过放管理系统的专利公布了如下技术效果：1、该锂电池过充过放管理系统，通过隔离充电检测模块和隔离保护输入模块的配合设置，隔离充电检测模块用于与锂电池组相连，通过数据处理单元对隔离充电检测模块中检测信号的对比分析，隔离充电检测模块检测到锂电池组过充过放时，控制器控制隔离保护输入模块使得充电开关的供电回路，使得锂电池组完全停止对外输出和输入，保证了锂电池组正常的充电、放电功能。2、该锂电池过充过放管理系统，通过数据处理单元的设置，数据处理单元可以对充电检测信号的对比分析，减小其识别时的误差，使得对锂电池组状态识别更加精确，多重数据的采集提高了数据处理单元的工作效率。还有专利号为CN202010112962.1、专利名称为一种锂电池管理系统的充放电保护电路和锂电池管理系统的专利公布了如下技术原理：通过启动电路开启控制电路，控制电路输出驱动信号控制DC/DC变换电路完成能量的传递和变换，电压反馈电路通过采集DC/DC变换电路的输出电压，并将输出电压反馈至控制模块，控制模块根据接收到的输出电压确定锂电池的充电状态，并通过改变DC/DC变换电路的驱动信号来控制锂电池充电回路的通断。上述专利技术专利实施例提供的技术方案通过采用电压反馈模块采集DC/DC变换电路的输出电压并输出至控制电路，控制电路通过改变输出至DC/DC变换电路的驱动信号调节锂电池充电回路输出电压的稳定。且上述专利技术专利实施例提供的锂电池管理系统的充放电保护电路结构简单，能够极大降低系统的开发成本。如上述专利所述，市面上的锂电池管理系统都已具备过充过放保护，但是温度保护、电压平衡等方面却迟迟没有解决，这就导致电池管理系统一直存在隐患。
技术实现思路
本专利技术为解决以上问题，提供一种锂电池管理系统，以解决锂电池组充电时温度升高、电路电压不平衡、输出电压不稳以及电池过充过放对电池带来的损害的所带来的危险并解决电池剩余电量无法显示的问题，实现了锂电池充电以及使用时对于电池过充过放的保护，电池电源的稳定供给，电池充电时温度上升的保护，以及对剩余电池电量的计算。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种锂电池管理系统，包括控制器模块、电源管理模块、电池组检测模块和电源转换模块，控制器模块连接电源管理模块、电池组检测模块和电源转换模块，电池组检测模块连接电源管理模块和电源转换模块，电源管理模块连接电源转换模块；所述控制器模块包括芯片IC1，芯片IC1的型号为STM32F303CCT6，芯片IC1的7脚连接有电容C5一端和电阻R1一端，电阻R1另一端接3.3V电源，电容C5另一端接地，芯片IC1的10脚连接有电阻R8一端、电容C42一端、热敏电阻R71一端和热敏电阻R74一端，热敏电阻R71另一端和热敏电阻R74另一端接地，电阻R8另一端接3.3V电源，电容C42另一端接地；所述芯片IC1的12脚和13脚连接有电源管理模块，芯片IC1的14脚-17脚连接有电池组检测模块，芯片IC1的30脚和31脚连接有电源转换模块。进一步的，所述芯片IC1的34脚连接有接插件J10的3脚和电压测试点TP7一端，芯片IC1的37脚连接有接插件J10的4脚和电压测试点TP8一端，接插件J10的1脚连接3.3V电源，接插件J10的2脚连接有电压测试点TP6一端，接插件J10的5脚接地，芯片IC1的38脚连接有场效应管Q11的栅极一端和电阻R72一端，电阻R72另一端接地，场效应管Q11的源极一端接地，场效应管Q11的漏极一端连接有源蜂鸣器U2的N极，有源蜂鸣器U2的P极连接3.3V电源，芯片IC1的9脚连接3.3V电源，芯片IC1的8脚和芯片IC1的44脚接地。进一步的，所述芯片IC1的24脚、36脚和48脚接3.3V电源，芯片IC1的23脚、35脚和47脚接地，芯片IC1的19脚连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接有二极管D4一端，二极管D4另一端接地，芯片IC1的42脚连接有接插件J13的4脚、电压测试点TP9一端和电阻R19一端，电阻R19另一端连接3.3V电源，芯片IC1的43脚连接有电阻R18一端、电压测试点TP10一端和接插件J13的3脚，电阻R18另一端接3.3V电源，芯片IC1的5脚连接有电阻R20一端、电压测试点TP11一端和接插件J13的2脚，接插件J13的1脚连接3.3V电源，接插件J13的5脚接地；所述芯片IC1的46脚连接有接插件J15的9脚，芯片IC1的25脚连接有接插件J15的2脚，芯片IC1的26脚连接有接插件J15的5脚，芯片IC1的27脚连接有接插件J15的7脚，芯片IC1的28脚连接有接插件J15的3脚，接插件J15的4脚连接有电感L3一端和电容C6一端，电容C6另一端接地，电感L3另一端接3.3V电源，接插件J15的6脚、0脚和10脚接地，芯片IC1的5脚连接有晶振X1的2脚和电容C10一端，电容C10另一端接地，芯片IC1的6脚连接有晶振X1的1脚和电容C9一端，电容C9另一端接地。进一步的，所述电源管理模块包括芯片IC3和芯片IC5，芯片IC3的型号为LM5165YDRCT，芯片IC5的型号为CP2104-F03-GM；所述芯片IC3的2脚连接有电阻R55一端、电容C31一端、电容C32一端、电阻R42一端和电阻R43一端，电阻R55另一端连接有电池组检测模块，芯片IC3的7脚连接有电阻R43另一端和场效应管Q6的漏极，场效应管Q6的栅极连接有电阻R42另一端、二极管D11一端、二极管D19一端、二极管D14一端、二极管D13一端和场效应管Q7的漏极一端，场效应管Q6的源极、二级管D11另一端、电容C31另一端和电容C32另一端接地，场效应管Q7的栅极连接有电阻R53一端和电源转换模块，场效应管Q7的源极和电阻R56另一端接地；所述二极管D14另一端连接有电阻R47一端和场效应管Q8栅极一端，场效应管Q8的源极接地，场效应管Q8的漏极连接有芯片IC1的3脚，电阻R47另一端连接有二极管D16一端，二极管D16另一端接3.3V电源；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池管理系统，其特征在于：包括控制器模块、电源管理模块、电池组检测模块和电源转换模块，控制器模块连接电源管理模块、电池组检测模块和电源转换模块，电池组检测模块连接电源管理模块和电源转换模块，电源管理模块连接电源转换模块；/n所述控制器模块包括芯片IC1，芯片IC1的型号为STM32F303CCT6，芯片IC1的7脚连接有电容C5一端和电阻R1一端，电阻R1另一端接3.3V电源，电容C5另一端接地，芯片IC1的10脚连接有电阻R8一端、电容C42一端、热敏电阻R71一端和热敏电阻R74一端，热敏电阻R71另一端和热敏电阻R74另一端接地，电阻R8另一端接3.3V电源，电容C42另一端接地；/n所述芯片IC1的12脚和13脚连接有电源管理模块，芯片IC1的14脚-17脚连接有电池组检测模块，芯片IC1的30脚和31脚连接有电源转换模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池管理系统，其特征在于：包括控制器模块、电源管理模块、电池组检测模块和电源转换模块，控制器模块连接电源管理模块、电池组检测模块和电源转换模块，电池组检测模块连接电源管理模块和电源转换模块，电源管理模块连接电源转换模块；
所述控制器模块包括芯片IC1，芯片IC1的型号为STM32F303CCT6，芯片IC1的7脚连接有电容C5一端和电阻R1一端，电阻R1另一端接3.3V电源，电容C5另一端接地，芯片IC1的10脚连接有电阻R8一端、电容C42一端、热敏电阻R71一端和热敏电阻R74一端，热敏电阻R71另一端和热敏电阻R74另一端接地，电阻R8另一端接3.3V电源，电容C42另一端接地；
所述芯片IC1的12脚和13脚连接有电源管理模块，芯片IC1的14脚-17脚连接有电池组检测模块，芯片IC1的30脚和31脚连接有电源转换模块。


2.如权利要求1所述的一种锂电池管理系统，其特征在于：所述芯片IC1的34脚连接有接插件J10的3脚和电压测试点TP7一端，芯片IC1的37脚连接有接插件J10的4脚和电压测试点TP8一端，接插件J10的1脚连接3.3V电源，接插件J10的2脚连接有电压测试点TP6一端，接插件J10的5脚接地，芯片IC1的38脚连接有场效应管Q11的栅极一端和电阻R72一端，电阻R72另一端接地，场效应管Q11的源极一端接地，场效应管Q11的漏极一端连接有源蜂鸣器U2的N极，有源蜂鸣器U2的P极连接3.3V电源，芯片IC1的9脚连接3.3V电源，芯片IC1的8脚和芯片IC1的44脚接地。


3.如权利要求1所述的一种锂电池管理系统，其特征在于：所述芯片IC1的24脚、36脚和48脚接3.3V电源，芯片IC1的23脚、35脚和47脚接地，芯片IC1的19脚连接有电阻R9一端，电阻R9另一端连接有二极管D4一端，二极管D4另一端接地，芯片IC1的42脚连接有接插件J13的4脚、电压测试点TP9一端和电阻R19一端，电阻R19另一端连接3.3V电源，芯片IC1的43脚连接有电阻R18一端、电压测试点TP10一端和接插件J13的3脚，电阻R18另一端接3.3V电源，芯片IC1的5脚连接有电阻R20一端、电压测试点TP11一端和接插件J13的2脚，接插件J13的1脚连接3.3V电源，接插件J13的5脚接地；
所述芯片IC1的46脚连接有接插件J15的9脚，芯片IC1的25脚连接有接插件J15的2脚，芯片IC1的26脚连接有接插件J15的5脚，芯片IC1的27脚连接有接插件J15的7脚，芯片IC1的28脚连接有接插件J15的3脚，接插件J15的4脚连接有电感L3一端和电容C6一端，电容C6另一端接地，电感L3另一端接3.3V电源，接插件J15的6脚、0脚和10脚接地，芯片IC1的5脚连接有晶振X1的2脚和电容C10一端，电容C10另一端接地，芯片IC1的6脚连接有晶振X1的1脚和电容C9一端，电容C9另一端接地。


4.如权利要求1所述的一种锂电池管理系统，其特征在于：所述电源管理模块包括芯片IC3和芯片IC5，芯片IC3的型号为LM5165YDRCT，芯片IC5的型号为CP2104-F03-GM；
所述芯片IC3的2脚连接有电阻R55一端、电容C31一端、电容C32一端、电阻R42一端和电阻R43一端，电阻R55另一端连接有电池组检测模块，芯片IC3的7脚连接有电阻R43另一端和场效应管Q6的漏极，场效应管Q6的栅极连接有电阻R42另一端、二极管D11一端、二极管D19一端、二极管D14一端、二极管D13一端和场效应管Q7的漏极一端，场效应管Q6的源极、二级管D11另一端、电容C31另一端和电容C32另一端接地，场效应管Q7的栅极连接有电阻R53一端和电源转换模块，场效应管Q7的源极和电阻R56另一端接地；
所述二极管D14另一端连接有电阻R47一端和场效应管Q8栅极一端，场效应管Q8的源极接地，场效应管Q8的漏极连接有芯片IC1的3脚，电阻R47另一端连接有二极管D16一端，二极管D16另一端接3.3V电源；
所述二极管D13另一端连接有电容C43一端和电阻R73一端，电阻R73另一端和电容C43另一端连接有场效应管Q9的栅极一端、电阻R3一端、二极管D18一端、电阻R12一端和电压测试点TP15，电阻R12另一端连接有二极管D15一端，二极管D15另一端接3.3V电源，电阻R3另一端连接有接插件J14的2脚，接插件J14的1脚和5脚接地，接插件J14的3脚连接3.3V电源，接插件J14的4脚连接有电压测试点TP14和电阻R70一端，电阻R70另一端连接有芯片IC1的39脚，二极管D18的另一端接地，场效应管Q9的漏极连接有芯片IC1的40脚，场效应管Q9的源极接地；
所述二极管D19另一端连接有场效应管Q10的漏极一端，场效应管Q10的源极接地，场效应管Q10的栅极连接有电阻R48一端、电容C17一端、电容C18一端和接插件J7的1脚，并连接有芯片IC5的7脚和8脚，电阻R48另一端、电容C17另一端和电容C18另一端接地。


5.如权利要求4所述的一种锂电池管理系统，其特征在于：所述芯片IC5的5脚和6脚连接有电容C15一端并接电源VDD_CP，电容C15另一端接地，芯片IC5的16脚连接有电容C16一端，电容C16另一端接地，芯片IC5的9脚连接有电阻R54一端，电阻R54另一端接电源VDD_CP，芯片IC5的4脚连接有接插件J7的2脚和TVS管D3的阴极，芯片IC5的3脚连接有TVS管D3的阴极和接插件J7的3脚，接插件J7的5脚接地，芯片IC5的0脚和2脚接地，TVS管D3的共阳极接地；
所述芯片IC5的20脚连接有电阻R5一端，电阻R5另一端连接有接插件J16的3脚和芯片IC1的12脚，芯片IC5的21脚连接有电阻R4一端，电阻R4另一端连接有接插件J16的4脚和芯片IC1的13脚，接插件J16的1脚接3.3V电源，接插件J16的5脚接地。


6.如权利要求1所述的一种锂电池管理系统，其特征在于：所述电源转换模块包括芯片IC7和芯片IC6，芯片IC7的型号为BQ76200PW，芯片IC6的型号为ISL28022，芯片IC7的4脚连接有电阻R22一端，电阻R22另一端连接有场效应管Q12的漏极一端和芯片IC1的18脚，芯片IC7的5脚和7脚连接有电阻R23一端，电阻R23另一端连接有场效应管Q7的栅极，芯片IC7的6脚连接有电阻R24一端，电阻R24另一端连接有场效应管Q13的漏极和芯片IC1的21脚，芯片IC7的8脚连接电阻R25一端，电阻R25另一端连接有芯片IC1的22脚，场效应管Q12的栅极和场效应管Q13的栅极连接有芯片IC1的2脚，场效应管Q12的源极和场效应管Q13的源极接地；
所述芯片IC7的2脚连接有电容C7一端、电容C23一端、电容C30一端和电阻R26一端，电容C23另一端和电容C30另一端接地，电容C7另一端连接芯片IC7的1脚，芯片IC7的10脚连接有电阻R21一端，电阻R21另一端连接有电阻R40一端、电容C27一端和芯片IC1的11脚，电阻R40另一端和电容C27另一端接地。


7.如权利要求6所述的一种锂电池管理系统，其特征在于：所述电阻R26另一端连接有贴片电阻R64一端、贴片电阻R11一端和电阻R17一端，电阻R17的另一端连接有电容C21一端和芯片IC6的9脚，电阻R64另一端和电阻R11另一端连接有电阻R15一端、二极管D25一端和焊盘J2一端，焊盘J2的另一端连接保险丝BF1，保险丝BF1的另一端连接有焊盘J8和保险丝F1一端，保险丝F1另一端连接有电池组检测模块，二级管D25另一端接地，电阻R15的另一端连接有芯片IC6的8脚和电容C22一端，电容C22另一端接地，电阻R16另一端连接有芯片IC6的10脚和电容C20一端，电阻R17另一端连接有电容C21一端和芯片IC6的9脚，电容C20另一端和电容C21另一端接地，电阻R15的另一端连接有电容C22一端和芯片IC6的8脚，电容C22另一端接地，芯片IC6的4脚连接有电阻R49一端和芯片IC1的31脚，电阻R49另一端接3.3V电源，芯片IC6的5脚连接有电阻R13一端和芯片IC1的30脚，电阻R13另一端接3.3V电源。


8.如权利要求6所述的一种锂电池管理系统，其特征在于：所述电阻R26另一端还连接有电阻R30一端、二极管D10一端、场效应管Q3漏极、场效应管Q2漏极、场效应管Q4源极、场效应管Q1源极、电阻R34一端、二极管D12一端、二极管D5一端和光电耦合器D2的4脚，光电耦合器D2的2脚接地，光电耦合器D2的1脚连接有控制器模块的场效应管Q8，光电耦合器D2的3脚连接有二极管D5另一端和电阻R29一端，场效应管Q1的漏极连接有电阻R29的另一端、二极管D55一端和二极管D56一端，电阻R28另一端连接有芯片IC7的16脚，二极管D55另一端和二极管D56另一端连接有二极管D8和焊点J1，二极管D8的另一端接地，场效应管Q2的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立增，
申请(专利权)人：山东华全动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37