專(zhuān)利名稱(chēng)：一種充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋰電池充放電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上的電動(dòng)車(chē)鋰電池經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在充電過(guò)程中發(fā)熱、起火甚至爆炸的危險(xiǎn)情況，對(duì)使用者的人身及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)一定的安全隱患。主要是因?yàn)殇囯姵亟M和鋰電池充電器，因生產(chǎn)廠家不同而產(chǎn)生不匹配，人為操作不當(dāng)可能有傷亡危險(xiǎn)；同時(shí)電池發(fā)生問(wèn)題后鋰電池組生產(chǎn)廠家和充電器生產(chǎn)廠家的責(zé)任劃分問(wèn)題也很難分清。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是提供一種充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，包括由至少兩路以上鋰動(dòng)力電池串接組成的電池組、電池管理系統(tǒng)和充電電路，所述電池管理系統(tǒng)中設(shè)有與鋰動(dòng)力電池路數(shù)相等的監(jiān)測(cè)保護(hù)電路，所述監(jiān)測(cè)保護(hù)電路的輸入端與鋰動(dòng)力電池的兩端相連，所述電池管理系統(tǒng)的一端連接開(kāi)關(guān)電路；所述充電電路的一輸出端與電池組的一輸入端連接，另一輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)電路與電池組的另一輸入端連接，充電電路設(shè)有可連接交流220V/50HZ市電的端口 ；所述電池管理系統(tǒng)，用于檢測(cè)電池組單體電壓和電池組輸出流，針對(duì)電池組實(shí)際工況，提供過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流及短路保護(hù)，且設(shè)有對(duì)外供電的輸出端口。進(jìn)一步的，與所述串接的第一個(gè)電池組連接的監(jiān)測(cè)保護(hù)電路的一端依次串接若干個(gè)電位傳遞電路，所述最后一個(gè)電位傳遞電路與檢測(cè)管理電路相連接，所述檢測(cè)管理電路的兩個(gè)輸入端分別連接溫度檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路；檢測(cè)管理電路與電池組之間設(shè)有功率器件及電流采樣單元，所述功率器件及電流采樣單元的一端連接防干擾及功率器件保護(hù)電路。進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)電路由串接的放電FETs管和充電FETs管組成；所述電池管理系統(tǒng)的CHG和DSG引腳分別連接放電FETs管和充電FETs管。進(jìn)一步的，所述充電電路主要由防雷單元、電磁干擾濾波器EMT、輸入整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路和輔助電路，所述輔助電路主要由輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路、輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路、輸出過(guò)流保護(hù)電路和輸出短路保護(hù)電路；所述防雷單元、電磁干擾濾波器EMT、輸入整流濾波電路、功率變換電路和輸出整流濾波電路依次串聯(lián)后連接輸出模塊，其中功率變換電路連接到PWM控制器電路；在所述 PWM控制器電路與輸入整流濾波電路之間設(shè)有輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路；PWM控制器與輸出模塊之間設(shè)有并聯(lián)的輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路、輸出過(guò)流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路和串聯(lián)在一起的穩(wěn)壓電路和取樣電路。進(jìn)一步的，所述功率變換電路還連接PFC單元，PFC單元的兩個(gè)輸入端分別連接輸入整流濾波電路和輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路。進(jìn)一步的，所述電磁干擾濾波器EMT采用雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入電源的電磁干擾噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。進(jìn)一步的，所述PWM控制器采用德州儀器生產(chǎn)的專(zhuān)用PWM控制芯片TL494。進(jìn)一步的，所述防雷單元采用壓敏電阻組成的高壓保護(hù)電路。進(jìn)一步的，所述與鋰動(dòng)力電池路數(shù)相等的監(jiān)測(cè)保護(hù)電路采用的精工生產(chǎn)的專(zhuān)用保護(hù)芯片S-8254。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是將鋰電池以外的電池充電器部分，集成到鋰電池的電源管理系統(tǒng)上，這樣可以給鋰電池組匹配的充電電壓、電流和充電波形，避免鋰電池組和鋰電池充電器，因生產(chǎn)廠家不同而產(chǎn)生不匹配的問(wèn)題，避免因?yàn)槿藶椴僮鞑划?dāng)所發(fā)生的傷亡危險(xiǎn)；也解決了電池發(fā)生問(wèn)題后鋰電池組生產(chǎn)廠家和充電器生產(chǎn)廠家的責(zé)任劃分問(wèn)題；同時(shí)打破了傳統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)鋰電池一個(gè)電池組和一個(gè)充電器的模式，將兩部分集中到一起，使體積縮小、造價(jià)降低，減少資源浪費(fèi)；還可為客戶(hù)端解決到哪里都攜帶充電器的問(wèn)題，節(jié)約了電動(dòng)車(chē)的存儲(chǔ)空間，也可使電池在外觀上更美觀統(tǒng)一。

圖I是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖3是本實(shí)用新型的充電電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中I、電池組2、電池管理系統(tǒng) 3、充電電路4、檢測(cè)保護(hù)電路5、開(kāi)關(guān)電路6、電位傳遞電路7、檢測(cè)管理電路8、溫度檢測(cè)電路 9、電流檢測(cè)電路10、功率器件及電流采樣U、防干擾及功率器12、防雷單元電路13、EMT電路 件保護(hù)電路 14、輸入整流濾波電 15、功率變換電路路16、輸出整流濾波電路 18、輸入過(guò)欠壓保19、PFC單元 21、穩(wěn)壓電路22、取樣電路 21、穩(wěn)壓電路 23 短路保護(hù)電路24、限流保護(hù)電路25、輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示[0034]本實(shí)用新型一種充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，包括由至少兩路以上鋰動(dòng)力電池串接組成的電池組I、電池管理系統(tǒng)2和充電電路3，所述電池管理系統(tǒng)2中設(shè)有與鋰動(dòng)力電池組I路數(shù)相等的監(jiān)測(cè)保護(hù)電路4，所述監(jiān)測(cè)保護(hù)電路4的輸入端與鋰動(dòng)力電池的兩端相連，所述電池管理系統(tǒng)2的一端連接開(kāi)關(guān)電路5 ;所述充電電路3的充電正極輸出端與電池組I的正極連接，充電負(fù)極輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)電路5與電池組I的負(fù)極連接，充電電路3 設(shè)有可連接交流220V/50HZ市電的交流輸入端口 L、N、E ;所述電池管理系統(tǒng)2，用于檢測(cè)電池組I單體電壓和電池組輸出流，針對(duì)電池組實(shí)際工況，提供過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流及短路保護(hù)，且設(shè)有對(duì)外供電的輸出端口 Pack+和 Pack-。與所述串接的第一個(gè)電池組I連接的監(jiān)測(cè)保護(hù)電路4的一端依次串接若干個(gè)電位傳遞電路6，所述最后一個(gè)電位傳遞電路6與檢測(cè)管理電路7相連接，所述檢測(cè)管理電路7 的兩個(gè)輸入端分別連接溫度檢測(cè)電路8和電流檢測(cè)電路9 ;檢測(cè)管理電路7與電池組I之間設(shè)有功率器件及電流采樣電路10，所述功率器件及電流采樣電路10的一端連接防干擾及功率器件保護(hù)電路11。所述開(kāi)關(guān)電路5由串接的放電FETs管和充電FETs管組成，所述電池管理系統(tǒng)2 的CHG和DSG引腳分別連接放電FETs管和充電FETs管。所述充電電路3主要由防雷單元12、電磁干擾濾波器EMT電路13、輸入整流濾波電路14、功率變換電路15、PWM控制器20、輸出整流濾波電路16和輔助電路組成，所述輔助電路主要由輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路18、輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路25、限流保護(hù)電路24和輸出短路保護(hù)電路23組成；所述防雷單元12、電磁干擾濾波器EMT電路13、輸入整流濾波電路14、 功率變換電路15和輸出整流濾波電路16依次串聯(lián)后連接輸出模塊17，其中功率變換電路 15連接到PWM控制器20 ;在所述PWM控制器20與輸入整流濾波電路14之間設(shè)有輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路18 ;PWM控制器20與輸出模塊17之間設(shè)有并聯(lián)的輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路25、限流保護(hù)電路24、短路保護(hù)電路23和串聯(lián)在一起的穩(wěn)壓電路21和取樣電路22。所述功率變換電路15還連接PFC單元19，所述PFC單元19的兩個(gè)輸入端分別連接輸入整流濾波電路14和輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路18。所述電磁干擾濾波器EMT電路13采用雙型濾波網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入電源的電磁干擾噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。所述防雷單元12采用壓敏電阻組成的高壓保護(hù)電路。所述與鋰動(dòng)力電池組I路數(shù)相等的監(jiān)測(cè)保護(hù)電路4采用的精工生產(chǎn)的專(zhuān)用保護(hù)芯片 S-8254。S-8254系列是內(nèi)置聞精度電壓檢測(cè)電路和延遲電路的3節(jié)串聯(lián)或者是4節(jié)串聯(lián)用鋰離子可充電池保護(hù)用1C，通過(guò)SEL端子的切換，可對(duì)應(yīng)3節(jié)串聯(lián)或者是4節(jié)串聯(lián)用的電池保護(hù)。所述PWM控制器20采用德州儀器生產(chǎn)的專(zhuān)用PWM控制芯片TL494，包含了開(kāi)關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開(kāi)關(guān)電源。本實(shí)例的工作過(guò)程充電時(shí)，充電電路3的充電輸入端口接入交流220V/50HZ市電，交流電通過(guò)充電電路3的各功能模塊，輸出恒定的充電電流，對(duì)電池組I進(jìn)行充電，輸出端口設(shè)有限流保護(hù)電路24及輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路25，有效的防止了因外部短路，反接及輸出電壓過(guò)高,對(duì)電源及電池組I的損壞；充放電的整個(gè)過(guò)程中，電池管理系統(tǒng)2通過(guò)完善的功率器件保護(hù)措施，適用于各種條件的負(fù)載，溫度檢測(cè)電路8采用高精度溫度控制器件，當(dāng)溫度異常時(shí)，提供可靠保護(hù)。以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專(zhuān)利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，包括由至少兩路以上鋰動(dòng)力電池串接組成的電池組和電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)中設(shè)有與鋰動(dòng)力電池路數(shù)相等的監(jiān)測(cè)保護(hù)電路，所述監(jiān)測(cè)保護(hù)電路的輸入端與鋰動(dòng)力電池的兩端相連，所述電池管理系統(tǒng)的一端連接開(kāi)關(guān)電路，其特征在于還包括充電電路，所述充電電路的一輸出端與電池組的一輸入端連接，另一輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)電路與電池組的另一輸入端連接，充電電路設(shè)有可連接市電的端口 ；所述電池管理系統(tǒng)，用于檢測(cè)電池組單體電壓和電池組輸出流，針對(duì)電池組實(shí)際工況， 提供過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流及短路保護(hù)，且設(shè)有對(duì)外供電的輸出端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，其特征在于與所述串接的第一個(gè)電池組連接的監(jiān)測(cè)保護(hù)電路的一端依次串接若干個(gè)電位傳遞電路，所述最后一個(gè)電位傳遞電路與檢測(cè)管理電路相連接，所述檢測(cè)管理電路的兩個(gè)輸入端分別連接溫度檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路；檢測(cè)管理電路與電池組之間設(shè)有功率器件及電流采樣單元，所述功率器件及電流采樣單元的一端連接防干擾及功率器件保護(hù)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，其特征在于所述開(kāi)關(guān)電路由串接的放電FETs管和充電FETs管組成；所述電池管理系統(tǒng)的CHG和DSG引腳分別連接放電FETs管和充電FETs管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，其特征在于所述充電電路主要由防雷單元、電磁干擾濾波器EMT、輸入整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路和輔助電路，所述輔助電路主要由輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路、輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路、輸出過(guò)流保護(hù)電路和輸出短路保護(hù)電路；所述防雷單元、電磁干擾濾波器EMT、輸入整流濾波電路、功率變換電路和輸出整流濾波電路依次串聯(lián)后連接輸出模塊，其中功率變換電路連接到PWM控制器電路；在所述PWM控制器電路與輸入整流濾波電路之間設(shè)有輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路；PWM控制器與輸出模塊之間設(shè)有并聯(lián)的輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路、輸出過(guò)流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路和串聯(lián)在一起的穩(wěn)壓電路和取樣電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，其特征在于所述功率變換電路還連接PFC單元，PFC單元的兩個(gè)輸入端分別連接輸入整流濾波電路和輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，其特征在于所述電磁干擾濾波器EMT采用雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入電源的電磁干擾噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，其特征在于所述PWM 控制器采用德州儀器生產(chǎn)的專(zhuān)用PWM控制芯片TL494。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，其特征在于所述防雷單元采用壓敏電阻組成的高壓保護(hù)電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，其特征在于所述與鋰動(dòng)力電池路數(shù)相等的監(jiān)測(cè)保護(hù)電路采用的精工生產(chǎn)的專(zhuān)用保護(hù)芯片S-8254。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種充放電自動(dòng)保護(hù)一體的車(chē)用鋰電池，包括由至少兩路以上鋰動(dòng)力電池串接組成的電池組、電池管理系統(tǒng)和充電電路，所述電池組連接電池管理系統(tǒng)，并通過(guò)電池管理系統(tǒng)輸出供電；所述充電電路的一輸出端與電池組的一輸入端連接，另一輸出端通過(guò)開(kāi)關(guān)電路與電池組的另一輸入端連接，充電電路設(shè)有可連接交流220V/50HZ市電的端口。本實(shí)用新型的有益效果是，打破了傳統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)鋰電池一個(gè)電池組和一個(gè)充電器的模式，將兩部分集中到一起，避免因?yàn)槿藶椴僮鞑划?dāng)所發(fā)生的傷亡危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202352778SQ20112045621
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者齊孝毅 申請(qǐng)人:天津釩鈞科技發(fā)展有限公司