机动车辆启动电池保护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机动车辆启动电池保护系统，启动电池包括若干串联连接的电池单体，保护系统包括功率单元和控制单元，功率单元包括串联连接在启动电池的充放电电路中的分流器模块、放电开关模块以及充电开关模块；控制单元包括第一控制模块和充放电驱动模块；充放电驱动模块与放电开关模块和充电开关模块连接；第一控制模块的输出端与充放电驱动模块连接，以根据所采集到的电池单体的电池电压、电池温度、充放电电流以及可实时调整的延迟时间向充放电驱动模块输出第一控制信号；保护系统还包括与启动电池连接的全时均衡单元；本发明专利技术机动车辆启动电池保护系统，可有效避免对启动电池保护的频繁误触发，而且可对启动电池提供全时段均衡保护。全时段均衡保护。全时段均衡保护。

【技术实现步骤摘要】
机动车辆启动电池保护系统


[0001]本专利技术涉及电池充放电管理
，尤其涉及一种机动车辆启动电池保护系统。

技术介绍

[0002]汽车启动电池，用于充当车载电子设备的供电电源。在汽车启动瞬间，启动电池需要高功率放电，启动电流峰值可达1000A以上。目前，汽车基本采用铅酸蓄电池充当启动电池。铅酸电池具有不需要电池管理系统、小范围的过充过放不会造成损坏、成本低等优点。然而，铅酸电池存在寿命短、体积大、具有污染等缺点。
[0003]为了替代铅酸电池用于汽车启动，技术路线一是使用超级电容，超级电容的工作温度范围宽，充电电流大且充电时间短，具有一定的抗过充能力，不足之处是单体工作电压低，内阻大，需要更多数量串联，且存储能量有限，仅适合用于短时高功率输出的场合，通常需要与蓄电池并联使用，价格高且存在电解质泄漏问题，总体应用成本高。技术路线二是采用锂离子电池(尤其是磷酸铁锂电池)作为启动电池，锂离子电池具有能量密度高、体积小、寿命长等优点，但需要配套保护电路板，以防止过充和过放。然而，对于现有的保护电路板，由于保护时间固定，在启动保护瞬间因为大电流引起电池电压跌落容易误触发欠压保护和过流保护，导致汽车不能可靠启动，甚至损坏充放电保护开关器件。此外，发电机对启动电池充电时，由于各个电池单体的电压不一致，产生过充保护后发电机出现抛负载现象，发电机电压升高导致损坏车载电子设备。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种可有效避免误触发欠压保护和过流保护且有效调节电池单体一致性的机动车辆启动电池保护系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种机动车辆启动电池保护系统，所述启动电池包括若干串联连接的电池单体，所述保护系统包括功率单元和控制单元，所述功率单元包括串联连接在所述启动电池的充放电电路中的分流器模块、放电开关模块以及充电开关模块；所述控制单元包括第一控制模块和充放电驱动模块；所述第一控制模块的输入端与所述启动电池和所述分流器模块连接，以采集每一所述电池单体的电池电压、电池温度以及所述启动电池的充放电电流；所述充放电驱动模块与所述放电开关模块和所述充电开关模块连接；所述第一控制模块的输出端与所述充放电驱动模块连接，以根据所采集到的所述电池单体的电池电压、电池温度、充放电电流以及可实时调整的延迟时间向所述充放电驱动模块输出第一控制信号，所述充放电驱动模块用于根据所述第一控制信号控制所述放电开关模块和所述充电开关模块的工作状态；所述保护系统还包括与所述启动电池连接的全时均衡单元，所述全时均衡单元用于对所述启动电池中的电池单体的电压状态进行全时段均衡调节。
[0006]较佳地，所述全时均衡单元启动的触发条件包括：所述启动电池中的电池单体的
最小电池电压大于或等于第一阈值，且，所述启动电池中的电池单体的最大电池电压与最小电池电压的压差大于或等于第二阈值。
[0007]较佳地，所述第一控制模块包括AFE模拟前端电路。
[0008]较佳地，所述控制单元还包括与所述第一控制模块和所述充放电驱动模块连接的第二控制模块，当所述第一控制信号延迟输出时，所述所述第二控制模块可基于所述第一控制模块采集到的电池电压、电池温度、充放电电流生成加载到所述充放电控制模块上的第二控制信号，所述充放电驱动模块还用于根据所述第二控制信号控制所述放电开关模块和所述充电开关模块的工作状态。
[0009]较佳地，当所述第一控制模块检测到所述充放电电流时，所述第一控制模块向所述第二控制模块发送唤醒信号。
[0010]较佳地，所述控制单元还包括与所述第二控制模块连接的无线通信模块。
[0011]较佳地，所述控制单元还包括与所述第二控制模块连接的按键模块。
[0012]较佳地，当所述第二控制模块在预设时间内未收到所述第一控制模块的唤醒信号或所述无线通信模块的使能触发信号或所述按键模块的使能触发信号时，所述第二控制模块通过所述第一控制模块控制所述启动电池处于低功耗状态。
[0013]较佳地，所述功率单元设置在第一电路基板上，所述控制单元设置在第二电路基板上。
[0014]较佳地，所述全时均衡单元独立于所述第一电路基板和所述第二电路基板。
[0015]与现有技术相比，本专利技术机动车辆启动电池保护系统，配置有功率单元和控制单元，其中，控制单元中的第一控制模块可采集启动电池中每一电池单体的电池电压、电池温度以及所述启动电池的充放电电流，从而实时监控启动电池的状态，第一控制模块根据上述采集到的信号控制充放电驱动模块的动作，而且，当根据上述采集的信号判断达到触发欠压或过流保护条件时，并不立即输出相应的控制信号，而是这一状态持续到延迟时间结束时才输出相应的控制信号，以通过放电开关模块或充电开关模块进行欠压或过流保护，从而避免对启动电池保护的频繁误触发，有效提升使用体验感，再者，触发保护的延迟时间可实时调整，使得可与不同的使用场景相适配；另外，通过全时均衡单元的设置，可对启动电池提供全时段均衡保护，使得电池单体的一致性更优，使用寿命更长，有效避免电池单体产生过充。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例中机动车辆启动电池保护系统原理结构图。
具体实施方式
[0017]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0018]本实施例公开了一种机动车辆启动电池保护系统，以用于机动车辆上启动电池运行状态的保护，避免启动电池处于欠压、过流等状态，且有效避免频繁误触发导致启动电池进入保护状态。如图1，本实施例中的启动电池B包括若干串联连接的电池单体Bn。该启动电池B的类型可为磷酸铁锂电池或三元电池或钛酸锂电池或钠离子电池或锌基电池。
[0019]保护系统包括功率单元U1和控制单元U2。功率单元U1包括串联连接在启动电池B的充放电电路中的分流器模块L、放电开关模块K1以及充电开关模块K2。分流器模块L用于检测启动电池B的充放电电路中的电流，放电开关模块K1用于接通或断开启动电池B的放电电路，充电开关模块K2用于接通或断开启动电池B的充电电路。本实施例中，放电开关模块K1和充电开关模块K2可为NMOS管或继电器开关。
[0020]控制单元U2包括第一控制模块C1和充放电驱动模块Q。第一控制模块C1的输入端与启动电池B和分流器模块L连接，以采集每一电池单体Bn的电池电压、电池温度以及启动电池B的充放电电流。充放电驱动模块Q与放电开关模块K1和充电开关模块K2连接，用于控制放电开关模块K1和充电开关模块K2的开关状态。第一控制模块C1的输出端与充放电驱动模块Q连接，以根据所采集到的电池单体Bn的电池电压、电池温度、充放电电流以及可实时调整的延迟时间向充放电驱动模块Q输出第一控制信号。充放电驱动模块Q用于根据第一控制信号控制放电开关模块K1和充电开关模块K2的工作状态。保护系统还包括与启动电池B连接的全时均衡单元H，全时均衡单元H用于对启动电池B中的电池单体Bn的电压状态进行全时段均衡调节。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机动车辆启动电池保护系统，所述启动电池包括若干串联连接的电池单体，其特征在于，所述保护系统包括功率单元和控制单元，所述功率单元包括串联连接在所述启动电池的充放电电路中的分流器模块、放电开关模块以及充电开关模块；所述控制单元包括第一控制模块和充放电驱动模块；所述第一控制模块的输入端与所述启动电池和所述分流器模块连接，以采集每一所述电池单体的电池电压、电池温度以及所述启动电池的充放电电流；所述充放电驱动模块与所述放电开关模块和所述充电开关模块连接；所述第一控制模块的输出端与所述充放电驱动模块连接，以根据所采集到的所述电池单体的电池电压、电池温度、充放电电流以及可实时调整的延迟时间向所述充放电驱动模块输出第一控制信号，所述充放电驱动模块用于根据所述第一控制信号控制所述放电开关模块和所述充电开关模块的工作状态；所述保护系统还包括与所述启动电池连接的全时均衡单元，所述全时均衡单元用于对所述启动电池中的电池单体的电压状态进行全时段均衡调节。2.根据权利要求1所述的机动车辆启动电池保护系统，其特征在于，所述全时均衡单元启动的触发条件包括：所述启动电池中的电池单体的最小电池电压大于或等于第一阈值，且，所述启动电池中的电池单体的最大电池电压与最小电池电压的压差大于或等于第二阈值。3.根据权利要求1所述的机动车辆启动电池保护系统，其特征在于，所述第一控制模块包括AFE模拟前端电路。4.根据权利要求1所述的机动车辆启动电池保护系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：林田生，冯耀辉，邱所兵，
申请(专利权)人：东莞市达锂电子有限公司，
类型：发明
国别省市：