一种锂电池组的保护与管理系统技术方案

本实用新型专利技术是一种锂电池组的保护与管理系统，包括单片机，采集锂电池组中各单体电池信息的模拟采集前端，所述的模拟采集前端的输出端与所述的单片机相连；所述的单片机通过所述的模拟采集前端采集所述的锂电池组的信息并通过模拟采集前端对锂电池组进行充、放电控制；在锂电池组放电负极P

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池组的保护与管理系统


[0001]本技术涉及电池管理系统领域，特别是一种锂电池组的保护与管理系统。

技术介绍

[0002]目前采用锂电池组供电的有：载人/拉货电动车、高空作业平台系列特种作业电动车辆、电动叉车、电动特种设备、工具、仪器等。
[0003]大功率锂电池BMS与管理系统基本采用继电器方案，自耗电大，电池不便于长时间存放。
[0004]另外，使用这些继电器在BMS中还具有如下不足：
[0005]尺寸过大，不便于小型化。
[0006]成本太高，导置电池组售价过高，在锂电池直接应用产品或者替换铅酸电池等竞争激烈的市场没有任何成本优势。
[0007]继电器类型BMS保护系统不具备短路保护功能，一旦发生短路，仅靠外置保险丝防护，具有极大的安全隐患。
[0008]继电器触点为机械结构，大电流易打火，时间久了易出现触点无法释放或断开而造成电池组电量耗尽报废。

技术实现思路

[0009]本技术针对目前大功率锂电池BMS与管理系统基本采用继电器方案的上述不足，提供一种锂电池组的保护与管理系统，该系统中将原锂电池管理维护系统中的继电器用。
[0010]本技术为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种锂电池组的保护与管理系统，包括单片机，采集锂电池组中各单体电池信息的模拟采集前端，所述的模拟采集前端的输出端与所述的单片机相连；所述的单片机通过所述的模拟采集前端采集所述的锂电池组的信息并通过模拟采集前端对锂电池组进行充、放电控制；
[0011]在锂电池组放电负极P
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与锂电池的负极之间设置有放电控制MOS管模块 Q1，在锂电池组充电负极C
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与锂电池的负极之间设置有充电控制MOS管模块 Q2，所述的MOS管模块Q1的栅极和MOS管模块Q2的栅极分通过模拟采集前端接受单片机的控制。
[0012]进一步的，上述的锂电池组的保护与管理系统中：所述的模拟采集前端包括锂电池组电压采集电路，所述的锂电池组电压采集电路包括型号为 ML5238的锂电池保护模拟前端U6，采集过来的每一串锂电池组中的电压经限流电阻兼充电均衡功能耗能电阻送至锂电池保护模拟前端U6，由锂电池保护模拟前端U6完成电压的采集与转换，并将采集到出来的电压值处理后送单片机微处理器U5处理。
[0013]进一步的，上述的锂电池组的保护与管理系统中：还包括在对锂电池组充电时，对锂电池组加热的低充加热模块，所述的低充加热模块的加热开关是由单片机控制的MOS管模块Q3。
[0014]进一步的，上述的锂电池组的保护与管理系统中：在所述的锂电池组放电负极P
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和锂电池组充电负极C
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与锂电池组的负极之间还设置有检流电阻，所述的检测电阻两端的电压降通过运算放大器放大以后接单片机。
[0015]进一步的，上述的锂电池组的保护与管理系统中：所述的检测电阻的阻值是毫欧量级。
[0016]进一步的，上述的锂电池组的保护与管理系统中：还包括卫星定位追踪模块和GSM通信模块，所述的卫星定位追踪模块和GSM通信模块通过通信隔离模块与单片机相连。
[0017]进一步的，上述的锂电池组的保护与管理系统中：还包括串口通信模块和网络通信模块，所述的串口通信模块和网络通信模块分别利用通信隔离模块与单片机相连。
[0018]进一步的，上述的锂电池组的保护与管理系统中：还包括测量锂电池组各处温度的温度传感器，所述的温度传感器分别与单片机相连。
[0019]进一步的，上述的锂电池组的保护与管理系统中：还包括由所述的单片机控制的显示器、扬声器、通讯端口。
[0020]本技术采用大功率MOSFET替代传统继电器方案，做到电池组长时间存放不溃电，电池组负载耗电过高到设定保护点可自行关闭。真正做到不损坏电池组及降低产品成本。
[0021]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细地说明。
附图说明
[0022]附图1为本技术锂电池组的保护和管理系统原理框图；
[0023]附图2和图3为本技术中锂电池组电压采集电路原理图；
[0024]附图4为本技术中使用的电流采集电路原理图；
[0025]附图5为本技术中测量电流时使用的基准电路原理图；
[0026]附图6为本技术中GPS模块与外设负载电流采样检测电路原理图；
[0027]附图7为本技术电池组母线主电流采样电路原理图；
[0028]附图8、9、10本技术电池组母线主电流采样电路中检流电阻两端电压放大原理图；
[0029]附图11为本技术中单片机主控电路原理图；
[0030]附图12、13、14为本技术中隔离通信电路；
[0031]附图15为本技术中的充电低温加热的驱动电路；
[0032]附图16为本技术中系统数字与信号电源共电及功率MOSFET的供电驱动电路；
[0033]附图17为本技术中充放电MOS管驱动增强电路原理图；
[0034]附图18
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21为本技术结构原理图；
[0035]附图22为本技术中GPS电源模块原理图；
[0036]附图23为本技术中显示器电源模块原理图。
具体实施方式
[0037]如图1所示，本实施例是基于现有大功率锂电池组BMS保护与管理系统在产品管理、维护、定位追踪、通讯接口少，故障自动报警等各功能整合度不高，成本过高等问题提供
的一种锂电池组的保护与管理系统，该锂电池组的保护与管理系统，包括单片机和采集锂电池组中各单体电池信息的模拟采集前端，本实施例中采用CORTEX ARM单片机，它是本实施例的锂电池组的保护与管理系统的智能核心，模拟采集前端的输出端与单片机相连；单片机通过模拟采集前端采集锂电池组的信息并通过模拟采集前端对锂电池组进行充、放电控制；本实施例中将各种开关都采用电子开关，特别是MOS管做开关，在单片机的控制下，MOS管导通或者断开。特别是在锂电池组放电负极 P
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与锂电池的负极之间设置有放电控制MOS管Q1，在锂电池组充电负极C
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与锂电池的负极之间设置有充电控制MOS管Q2，MOS管Q1的栅极和MOS管Q2 的栅极分通过模拟采集前端接受单片机的控制。另外还包括在对锂电池组充电时，对锂电池组加热的低充加热模块，低充加热模块的加热开关是由单片机控制的MOS管Q3。单片机产生控制信号接MOS管的栅极，当进行慢充电时，锂电池将要吸收外界的部分热量，为了吸收热量方便，因此，可以对锂电池在慢充电时加热，因此，产生控制信号接到MOS管的栅极，控制是否导通，也就是加热装置是否与电源接通。
[0038]锂电池组放电负极P
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和锂电池组充电负极C
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与锂电池组的负极之间还设置有检流电阻，检测电阻两端的电压降通过运算放大器放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池组的保护与管理系统，包括单片机，采集锂电池组中各单体电池信息的模拟采集前端，检测电阻，所述的模拟采集前端的输出端与所述的单片机相连；所述的单片机通过所述的模拟采集前端采集所述的锂电池组的信息并通过模拟采集前端对锂电池组进行充、放电控制；其特征在于：在锂电池组放电负极P
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与锂电池的负极之间设置有放电控制MOS管模块Q1，在锂电池组充电负极C
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与锂电池的负极之间设置有充电控制MOS管模块Q2，所述的MOS管模块Q1的栅极和MOS管模块Q2的栅极分通过模拟采集前端接受单片机的控制。2.根据权利要求1所述的锂电池组的保护与管理系统，其特征在于：所述的模拟采集前端包括锂电池组电压采集电路，所述的锂电池组电压采集电路包括型号为ML5238的锂电池保护模拟前端U6，采集过来的每一串锂电池组中的电压经限流电阻兼充电均衡功能耗能电阻送至锂电池保护模拟前端U6，由锂电池保护模拟前端U6完成电压的采集与转换，并将采集到出来的电压值处理后送单片机微处理器U5处理。3.根据权利要求2所述的锂电池组的保护与管理系统，其特征在于：所述的模拟采集前端包括锂电池组电流采样电路，所述的锂电池组电流采样电路。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤赣清，
申请(专利权)人：深圳市华研精创科技有限公司，
类型：新型
国别省市：