钠离子电池应用电路控制方法技术

本发明专利技术公开了一种钠离子电池应用电路控制方法，包括各单节钠离子电池过充、过放保护电路以及串接而成的电池组、辅助电源、MCU及其接口电路、同步升降压电路及控制继电器等组成。本电路共用功率回路,实现了同步降压放电、同步升压充电功能；辅助电源开启，继电器闭合，检测充电插头接入，若充电插头接入，及电量未满，启动充电，同步BOOST升压电路工作给钠电池组充电；检测到无充电插头接入，开启放电，同步BUCK降压电路恒压输出50V电压，向外输出；在任何时候，充电的优先级高于放电优先级，在充电前先关闭放电，最后启动充电。本发明专利技术实现了钠离子电池的过充过放保护、过温保护以及简易的BMS管理,通过同步升降压电路实现钠离子电池的可充放电管理。的可充放电管理。的可充放电管理。

【技术实现步骤摘要】
钠离子电池应用电路控制方法


[0001]本专利技术涉及钠离子电池领域，特别涉及一种钠离子电池应用电路控制方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，传统的三元锂电池和铁锂电池的电池能量密度及放电倍率较低，热稳定性较差，安全性欠缺。而目前，降低碳排放成为全球的共识，新能源的发展已经进入多层次、多类型、多元化发展的格局，在细分市场对电池的差异化提出了新的需求。相比传统的动力电池三元锂电和铁锂电池，钠离子电池循环次数可以比肩铁锂电池，同时钠离子电池能量密度高、高倍率放电、热稳定性好，安全性好、性价比高，具有可观的市场前景。
[0003]本技术方案涉及钠离子电池的保护电路、降压放电电路和升压充电电路控制方法，包括单节电池保护和串联电池的保护电路、同步降压放电电路和同步升压充电电路的控制、同步升压和降压共用一套电路(包括功率NMOS管和电感)以及对电池电量的管理。

技术实现思路

[0004]本专利技术技术方案旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的主要目的在于提供一种钠离子电池应用电路控制方法，实现了钠离子电池的过充电和过放电保护、过温保护以及简易的BMS管理,通过同步升降压电路实现了钠离子电池的可充放电管理。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种钠离子电池应用电路控制方法，包括以下步骤，
[0006]电池组串接：
[0007]将连接有过充和过放检测电路的各单节钠离子电池串接为电池组，各单节钠离子电池过充、过放检测信号组成逻辑或关系，且与MCU及其接口电路、辅助电源、同步升降压电路及控制继电器连接；
[0008]前期充电检测：
[0009]辅助电源通电工作后，MCU供电开始工作，主回路继电器打开，检测充电插头是否接入，及电池电量是否充电饱和；
[0010]若检测到充电插头接入，及电池电量未满，则启动充电程序，并开启同步BOOST升压电路给钠离子电池充电；
[0011]若检测到无充电插头接入，或者电池电量满，则开启同步BUCK降压电路输出电能；
[0012]当正在放电输出时，MCU检测有充电插头接入，电池电量未满，先关闭同步BUCK降压电路输出，再打开同步BOOST升压电路，启动充电程序，给钠离子电池充电，在任何时候，充电优先级高于放电的优先级控制权限；
[0013]当MCU检测到电池组内其中一节电池过充或过放，或者电芯温度过高时，先关闭充放电功能，再关闭主功率回路控制继电器，最后关闭辅助电源供电。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案，主功率回路为同步BOOST升压电路和同步BUCK降压电路共用电路，从控制继电器到充电端采用同步降压拓扑，从充电端到PACK采用同步BOOST
升压拓扑。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案，电池组的电芯温度通过NTC检测信号送MCU作为保护控制。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案，在同步升降压电路通过两侧串接的电流电压传感器进行电压和双向电流计量，且于充电入口一侧也设有充电输入电压传感器。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案，同步升降压电路包括功率NMOSFET管及电感。
[0018]作为本专利技术再进一步的方案，若检测到无充电插头接入，则开启同步降压电路输出的功率为50V电压，且最大电流为20A。
[0019]作为本专利技术再进一步的方案，同步升降压电路至少包括两个功率NMOS管及一个电感。
[0020]作为本专利技术再进一步的方案，MCU型号为N32G430C8L7。
[0021]作为本专利技术再进一步的方案，功率NMOS管型号为MCP4668。
[0022]作为本专利技术再进一步的方案，电感型号为KS130060A
‑
102uH
‑
30A。
[0023]本专利技术的有益效果如下：
[0024]本专利技术提出的电池组(或单节)电池保护和串联电池的保护电路、同步BUCK降压放电电路和同步BOOST升压充电电路的控制、同步升压和降压共用一套电路(包括功率NMOS管和电感)以及对电池电量的管理，实现了钠离子电池的过充电和过放电保护、过温保护以及简易的BMS管理,通过同步升降压电路实现了钠离子电池的可充放电管理。相比传统的动力电池三元锂电和铁锂电池控制，本技术方案具备快速有效的钠离子电池管理优势，利用电池电压和电池输入输出电流检测，通过瓦时积分算法实现电池SOC计算，通过RS485总线输出SOC数据，实现对电池电量的监控。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术技术方案实施例或现有技术中的专利技术技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术技术方案的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术的主要控制电路(电池组、MCU、辅助电源、同步升降压电路及控制继电器)图。
[0027]图2为本专利技术的主功率回路电路图。
[0028]图3为本专利技术的主要实施过程。
具体实施方式
[0029]如下：
[0030]请参阅附图1
‑
3,
[0031]主要控制方法如下，
[0032]电池组串接：将连接有过充和过放检测电路的各单节钠离子电池串接为电池组，且与MCU及其周边接口电路、辅助电源、同步升降压电路及控制继电器连接；前期充电检测：辅助电源通电工作后，MCU供电开始工作，主功率回路继电器打开，检测充电插头是否接入，
及电池电量是否充满，若检测到充电插头接入，或者是电池电量未充满，则开启同步BOOST升压电路给钠离子电池充电；若检测到无充电插头接入，或者是电池电量充满，则开启同步BUCK降压电路输出电能；任何时候，充电优先级权限高于放电优先级控制权限，当有充电插头接入，满足充电条件，会先关闭同步BUCK降压放电，再开启同步BOOST升压充电；当MCU检测到有电池组内其中一节或者多节电池过充或过放，或者电芯温度过高时，先关闭充放电功能，再关闭主回路功率继电器，最后关闭辅助电源。
[0033]本技术方案具备快速有效的钠离子电池管理优势，利用电池电压及电池输入输出电流检测，通过瓦时积分算法计算电池SOC，实现对电池的电量的监控。本技术方案采用30串3并电池(钠离子电池)串并联，形成电池组(PACK)单节钠离子电池工作电压在2.0
‑
4.0V，每节电池都有过充和过放检测电路，将30串电池过放和过充保护组成逻辑或关系，然后送MCU(单片机)处理，控制继电器的动作，钠离子电芯温度通过NTC(热敏电阻)检测信号送MCU(单片机)作为保护控制。
[0034]辅助电源通电工作后，MCU供电开始工作，开启主功率回路控制继电器，检测充电插头是否接入，及电池电量是否充满；
[0035]若检测到充电插头接入，及电池电量未充满，则开启同步BOOST升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池应用电路控制方法，其特征在于，包括以下步骤，C1、电池组串接：将连接有过充和过放检测电路的各单节钠离子电池串接为电池组，各单节钠离子电池过充、过放检测信号组成逻辑或关系，且与MCU及其接口电路、辅助电源、同步升降压电路及控制继电器连接；C2、前期充电检测：辅助电源通电工作后，MCU供电开始工作，主回路继电器打开，检测充电插头是否接入，及电池电量是否充电饱和；C21、若检测到充电插头接入，及电池电量未满，则启动充电程序，并开启同步BOOST升压电路给钠离子电池充电；C22、若检测到无充电插头接入，或者电池电量满，则开启同步BUCK降压电路输出电能；C23、当正在放电输出时，MCU检测有充电插头接入，电池电量未满，先关闭同步BUCK降压电路输出，再打开同步BOOST升压电路，启动充电程序，给钠离子电池充电，在任何时候，充电优先级高于放电的优先级控制权限；C24、当MCU检测到电池组内其中一节电池过充或过放，或者电芯温度过高时，先关闭充放电功能，再关闭主功率回路控制继电器，最后关闭辅助电源供电。2.根据权利要求1所述的钠离子电池应用电路控制方法，其特征在于，主功率回路为同步BOOST升压电路和同步BUCK降压电路共用电路，从控制继电器到充电端采用同步降压拓扑，从充...

【专利技术属性】
技术研发人员：周沅安，骆航兵，吴沛明，
申请(专利权)人：深圳市微安新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：