一种固态电池的多功能保护系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了固态电池保护技术领域内的一种固态电池的多功能保护系统及其控制方法，包括固态电池

【技术实现步骤摘要】
一种固态电池的多功能保护系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及固态电池保护
，特别涉及一种固态电池保护系统
。

技术介绍

[0002]固态电池是锂电池的一种，具有高性能，高功率密度，同时具有较高的安全性，是近年来电池发展的方向
。
虽然固态电池具有较高的安全性，但是为了进一步提高固态电池的安全性，同时满足用户的需求，通常需要设置保护板
。
目前市场上的保护板基本只具有开关
、
过流
、
短路等保护，然而由于有不同类型负载的存在，如阻性
、
感性
、
容性，应有不同的保护特性，特别是感性与容性负载最为复杂，在启动瞬间具有较大的电流，会引起保护板的误动作
。
同时由于电池充放电的特性，导致在电池充满电的时候比负载正常的工作电压高几伏的电压，对负载是无益的，特别是对精密设备有可能造成损坏
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种固态电池的多功能保护系统，以解决现有电池保护板的保护误动作，电池电压与负载不匹配等问题
。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种固态电池的多功能保护系统，包括固态电池
、
多功能保护板
、
外部控制器以及负载，所述固态电池的正极接多功能保护板的
In
端，多功能保护板的
Out
端接负载的正极，外部控制器的
COMM
端接多功能保护板的
COMM
端，固态电池的负极
、
多功能保护板的负极
、
负载的负极连接在一起
。
[0005]作为本专利技术所述一种固态电池的多功能保护系统的优选技术方案，所述多功能保护板包括内部开关
、
开关驱动电路
、
电流采样单元
、
电压采样单元
、
比较器
、
控制芯片
、
通信接口电路以及辅助电源；多功能保护板外部接口
In
端与内部开关的
D
端连接，与辅助电源的正极连接；内部开关的
S
端与电流采样单元的正极连接，电流采样单元的负极与多功能保护板外部接口
Out
端连接；控制芯片的
DAC
端与开关驱动电路的
In
端连接，开关驱动电路的
Vgs
端与内部开关的
G
端连接；控制芯片的
GPIO
端与比较器的
Out
端连接，比较器的
In
端与电流采样单元的
Out
端连接并与控制芯片的
ADC1
端连接；控制芯片的
ADC2
端与电压采样单元的
Out
端连接，电压采样单元的正极与电流采样单元的负极连接，电压采样单元的负极与多功能保护板外部接口的负极连接；控制芯片的
COMM
端与通信接口电路的
In
端连接，通信接口电路的
Out
端与多功能保护板外部接口的
COMM
端连接；辅助电源的负极与多功能保护板外部接口的负极连接，辅助电源的
Out1
端与开关驱动电路的
Vcc
端连接，辅助电路的
Out2
端与电流采样单元的
Vcc
端以及比较器的
Vcc
端连接，辅助电源的
Out3
端与控制芯片的
VDD
端连接
。
[0006]作为本专利技术所述一种固态电池的多功能保护系统的优选技术方案，所述控制芯片的
DAC
端为数字模拟转化器，用以控制开关驱动电路的输出电平；控制芯片的
GPIO
端为输入口，用以检测比较器的高低电平，比较器用以将电流采样单元检测到的电流与设定值进行比较，如果大于设定值则输出高电平，否则输出低电平；控制芯片的
ADC1
端为模拟数字转换
器，用以检测电流数值；控制芯片的
ADC2
端为模拟数字转换器，用以检测输出电压的大小；控制芯片的
COMM
端为通信接口，用以和外界通信；控制芯片的
VDD
端为控制芯片供电端
。
[0007]作为本专利技术所述一种固态电池的多功能保护系统的优选技术方案，所述通信接口电路可以与外部控制器进行通信，可以设置电流的过流
、
稳压的电压值以及开关指令，同时多功能保护板的各种状态也可以通过通信接口电路传递给外部控制器
。
[0008]一种固态电池的多功能保护系统的控制方法，包括以下步骤：步骤1）外部控制器下发闭合指令时，控制芯片控制内部开关闭合，然后检测输出端电压，当输出端电压小于设定的稳压数值时，则进行电流的检测，当检测的电流数值比设定的电流限值小时，则检测控制芯片的
GPIO
端电平，当控制芯片的
GPIO
端电平为低电平时，则继续检测输出端电压，一直进行循环检测
、
判断；步骤2）当输出电压比设定的稳压电压高时，进行稳压控制算法，调节控制芯片的
DAC
的输出，进而控制开关驱动电路，调节输出电压；步骤3）当检测的电流数值比设定的电流限值大时，首先进行控制芯片
GPIO
端口的检测，当
GPIO
端口的电平为低电平时，对输出百分比进行检测，即（当前电流值
‑
前一次电流值）
/
前一次电流值
*100%
，当输出百分比一直变大时，则判断过流，关闭开关；当输出百分比一直变小时，则不判断为过流；步骤4）当控制芯片的
GPIO
端电平为高电平时，关闭开关
。
[0009]作为本专利技术所述一种固态电池的多功能保护系统的控制方法，步骤2）中稳压控制算法采用模糊比例积分法，当输出的电压与设定的稳压差
e(k)
较大时，则对比例系数
kp
进行提高，然后进行
PI
计算，得出控制所需数值，控制
DAC
的输出，进而控制开关驱动电路，调节输出电压
。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术能够满足对固态电池的放电保护，防止固态电池的短路
、
误过流等，使得固态电池的使用更加安全；同时能够限制电池的输出电压，对负载进行有效的保护，特别是对电压敏感的负载（感性或者容性负载），同时由于没有开关电源器件，更加适用于电磁兼容要求高的场所
。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种固态电池的多功能保护系统，包括固态电池
、
多功能保护板
、
外部控制器以及负载，其特征在于，所述固态电池的正极接多功能保护板的
In
端，多功能保护板的
Out
端接负载的正极，外部控制器的
COMM
端接多功能保护板的
COMM
端，固态电池的负极
、
多功能保护板的负极
、
负载的负极连接在一起
。2.
根据权利要求1所述的一种固态电池的多功能保护系统，其特征在于，所述多功能保护板包括内部开关
、
开关驱动电路
、
电流采样单元
、
电压采样单元
、
比较器
、
控制芯片
、
通信接口电路以及辅助电源；多功能保护板外部接口
In
端与内部开关的
D
端连接，与辅助电源的正极连接；内部开关的
S
端与电流采样单元的正极连接，电流采样单元的负极与多功能保护板外部接口
Out
端连接；控制芯片的
DAC
端与开关驱动电路的
In
端连接，开关驱动电路的
Vgs
端与内部开关的
G
端连接；控制芯片的
GPIO
端与比较器的
Out
端连接，比较器的
In
端与电流采样单元的
Out
端连接并与控制芯片的
ADC1
端连接；控制芯片的
ADC2
端与电压采样单元的
Out
端连接，电压采样单元的正极与电流采样单元的负极连接，电压采样单元的负极与多功能保护板外部接口的负极连接；控制芯片的
COMM
端与通信接口电路的
In
端连接，通信接口电路的
Out
端与多功能保护板外部接口的
COMM
端连接；辅助电源的负极与多功能保护板外部接口的负极连接，辅助电源的
Out1
端与开关驱动电路的
Vcc
端连接，辅助电路的
Out2
端与电流采样单元的
Vcc
端以及比较器的
Vcc
端连接，辅助电源的
Out3
端与控制芯片的
VDD
端连接
。3.
根据权利要求2所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：单丹，周寿斌，石范锋，唐明军，葛鲲鹏，乐天芝，刘艳，
申请(专利权)人：江苏华富储能新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：