锂离子电池过温保护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种锂离子电池过温保护系统及方法，其中系统包括：锂离子电池组、温度检测电路、MCU中央控制单元、开关模块、放电电路、充电电路、电源模块以及报警器；所述锂离子电池组与所述电源模块、温度检测电路及开关模块均电连接，所述MCU中央控制单元与所述温度检测电路、电源模块、报警器及开关模块均电连接；所述放电电路、充电电路通过与开关模块电连接实现与锂离子电池组电连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源领域，尤其涉及一种。
技术介绍
目前，锂离子电池以其高工作电压、高能量密度、长循环寿命、无环境污染等优势成为动力与储能电源的首选。但锂离子电池的过热会引发爆炸是其目前应用的主要障碍。在实际应用中，锂离子电池需要一个充分维护的温度环境来保证其长时间可靠工作。如果温度过高，不仅会加速电池性能的衰降和老化，严重时还会导致正负极材料分解，有机电解液氧化，SEI膜脱落等一系列电池内部热效应，最终引发电池爆炸。当电池温度过低时，电池的阻抗会增加，以致不能很好的发挥其性能。因此，为了防止锂离子电池特性的恶化和事故的发生，必须对锂离子电池进行过热保护。中国知识产权局2006年11月22日公告的一份公告号为“CN2840470Y”，名称为“温度检测控制电路”的专利文件中，揭露了一种锂电池温度检测控制电路，能够实现锂电池充放电情况下的过温保护。其原理是:通过一个热敏电阻检测温度值，将该温度值转换成电压值，反馈给芯片，芯片经过把该电压值与一个基准电压比较，输出一个控制电平实现保护控制。然而，该专利存在两个不足之处:(1)、电池在充电放电的情况下允许的最大温度是有区别的。一般情况，电池放电允许的最大温度要高于充电允许的最大温度。而该专利所提出的技术方案是达到同一个温度时进行过温保护控制，这样，若将临界温度设置为充电情况下允许的最大温度，则放电情况下，当电池温度达到该临界温度则电池放电被切断，然而此时电池其实还可处于正常工作状态，造成了不必要的动作。(2)、该专利在检温电路和过温控制电路上采用了两个芯片进行处理，这一定程度上使电路变得复杂，也增加了成本。中国知识产权局2009年2月25日公告的一份公告号为“CN101373893”名称为“电池过温保护电路”的专利文件中，揭露了另一种电池过温保护电路，其原理与上述专利原理相似，不同的是:(I)、该专利已经将电池充放电两种不同情况下的最高安全温度进行了分开处理；但是该电路适用情况单一，一旦实际应用更换不同类型电池，则临界温度的重新设定很麻烦，整个电路的基准电压模块都需要更改。(2)、在电路设计上，该专利没有采用智能芯片，而是采用一个基准电压提供电路和比较模块取而代之。虽然这一定程度上降低了电路成本，但是却使得电路变得复杂。同时，随着现实应用的需求越来越多，没有芯片也意味着该应用存在不能随时更改电池的临界温度，适用的电池类型缩小，电池温度曲线无法绘制等等问题。由此可见，提出的一种简单，有效，完善，低成本的锂离子电池的过温保护系统有着重大的现实意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种。为解决上述问题，本专利技术采用的一种技术方案是:提供一种设锂离子电池过温保护系统,包括:锂离子电池组、温度检测电路、MCU中央控制单元、开关模块、放电电路、充电电路、电源模块以及报警器；所述锂离子电池组与所述电源模块、温度检测电路及开关模块均电连接，所述MCU中央控制单元与所述温度检测电路、电源模块、报警器及开关模块均电连接；所述放电电路、充电电路通过与开关模块电连接实现与锂离子电池组电连接；所述温度检测电路，用于检测所述锂离子电池组中每个电池单体的温度，并将检测到的温度反馈信号传送至所述MCU中央控制单元；所述放电电路，用于为所述锂离子电池组进行放电；所述充电电路，用于为所述锂离子电池组进行充电；所述MCU中央控制单元，用于接收温度检测电路传送的温度反馈信号，基于所述温度反馈信号判断所述锂离子电池组中是否有电池单体的放电温度不在第一预置安全温度范围内或充电温度不在第二预置安全温度范围内，并在判定所述锂离子电池组中有电池单体的放电温度不在第一预置安全温度范围内或充电温度不在第二预置安全温度范围内时，触发所述报警器报警，同时控制所述开关模块断开放电电路或充电电路；所述电源模块分别为MCU中央控制单元、温度检测电路及报警模块提供工作电压；所述锂离子电池组分别为所述电源模块及开关模块提供工作电压；所述MCU中央控制单元还用于当判定电池单体的放电温度回落到第一预置安全温度范围内或充电温度回落到第二预置安全温度范围内时，控制所述开关模块导通放电电路或充电电路。其中，所述开关模块包括第一开关部件及第二开关部件，所述第一开关部件及第二开关部件均为高电平导通部件，所述第一开关部件用于在电池单体放电时接收到所述MCU中央控制单元输出的高 电平时触发开关模块导通放电电路、低电平时触发开关模块断开放电电路，所述第二开关部件用于在电池单体充电时接收到所述MCU中央控制单元输出的高电平时触发开关模块导通充电电路、低电平时触发开关模块断开充电电路。其中，所述温度检测电路包括多个子检测电路，所述锂离子电池组包括多个串联的电池单体,所述子检测电路与所述电池单体--对应电连接。其中，所述子检测电路包括:一热敏电阻，其一端与所述电池单体的负极柱连接，用于感应电池单体的温度；一与所述热敏电阻串联的电阻R，其一端与所述热敏电阻的另一端连接，另一端与电源模块连接；所述热敏电阻与电阻R的公共节点与MCU中央控制单元连接。其中，所述电池单体为型号为1860的锰系锂离子电池，其放电的安全温度范围设置为-20° ^75°，充电的安全温度范围设置为-20°飞5°，所述电池单体的电压为4.2V。其中，所述热敏电阻的型号为MF52，B值为3950 ;所述电阻R的精确度限定在千分之一 O为解决上述问题，本专利技术采用的另一种技术方案是:提供一种锂离子电池过温保护方法，包括:S10,MCU中央控制单元接收温度检测电路传送的温度反馈信号；S20、MCU中央控制单元基于所述温度反馈信号判断所述锂离子电池组中是否有电池单体的放电温度不在第一预置安全温度范围内或充电温度不在第二预置安全温度范围内；若否，则返回SlO ;若是，则触发所述报警器报警，同时控制所述开关模块断开放电电路或充电电路，执行S30 ；S30、接收温度检测电路传送的温度反馈信号，并基于所述温度反馈信号判断所述电池单体的放电温度是否回落到第一预置安全温度范围内或充电温度是否回落到第二预置安全温度范围内；S31、若否，则返回S20触发所述报警器报警，同时控制所述开关模块断开放电电路或充电电路；S32、若是，则控制所述开关模块导通放电电路或充电电路。其中，所述MCU中央控制单元在电池单体放电时向所述开关模块的的第一开关部件输出高或低电平，从而控制所述开关模块导通或断开放电电路；所述MCU中央控制单元在电池单体充电时向所述开关模块的的第二开关部件输出高或低电平，从而控制所述开关模块导通或断开充电电路。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于:1、本专利技术将锂离子电池充电、放电两种情况的临界温度进行了分开处理，避免了隐患发生和不必要的动作。2、本专利技术仅用一个智能芯片，实现了检温和控温两个功能，节省了成本。3、本专利技术使用的智能芯片可以通过修改程序随时更改电池的临界温度，因而适用的电池类型也相对广泛。4、本专利技术可以绘制温度曲线，记录任意时刻电池的温度，当电池组出现问题时，还可以判断出哪个电池出现故障。5、本专利技术用智能芯片替代了基准电压提供电路和比较模块，使得电路变得清晰简单，避免很多外在元器件相互干扰和多种不确定情况。6、本专利技术设计的系统的还设计了一个报警功能，能够起到及时提醒作用。附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池过温保护系统，其特征在于，包括：锂离子电池组、温度检测电路、MCU中央控制单元、开关模块、放电电路、充电电路、电源模块以及报警器；所述锂离子电池组与所述电源模块、温度检测电路及开关模块均电连接，所述MCU中央控制单元与所述温度检测电路、电源模块、报警器及开关模块均电连接；所述放电电路、充电电路通过与开关模块电连接实现与锂离子电池组电连接；所述温度检测电路，用于检测所述锂离子电池组中每个电池单体的温度，并将检测到的温度反馈信号传送至所述MCU中央控制单元；所述放电电路，用于为所述锂离子电池组进行放电；所述充电电路，用于为所述锂离子电池组进行充电；所述MCU中央控制单元，用于接收温度检测电路传送的温度反馈信号，基于所述温度反馈信号判断所述锂离子电池组中是否有电池单体的放电温度不在第一预置安全温度范围内或充电温度不在第二预置安全温度范围内，并在判定所述锂离子电池组中有电池单体的放电温度不在第一预置安全温度范围内或充电温度不在第二预置安全温度范围内时，触发所述报警器报警，同时控制所述开关模块断开放电电路或充电电路；所述电源模块分别为MCU中央控制单元、温度检测电路及报警模块提供工作电压；所述锂离子电池组分别为所述电源模块及开关模块提供工作电压；所述MCU中央控制单元还用于当判定电池单体的放电温度回落到第一预置安全温度范围内或充电温度回落到第二预置安全温度范围内时，控制所述开关模块导通放电电路或充电电路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡燕凤，蒋长林，邱显焕，李小平，李伟善，冯岸柏，冯洪亮，陈毅斌，
申请(专利权)人：深圳华粤宝电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44