[发明专利]一种动力型锂电池组电源管理系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力型锂电池组电源管理系统及其控制方法。

背景技术

目前，动力型锂电池组(工作电流均在安培级甚至于百安培级的工作状态下的锂电池组)电源管理系统通常采用两种控制模式：1、系统采用单片机控制模式，其工作原理为通过采样电路采集锂电池组的电压、电流和温度等一系列信号，将采集到的信号送至单片机进行判断后，控制锂电池组进行充电和放电，对锂电池组进行保护。这种电源管理系统功能强大，但是抗干扰能力弱，导致工作系统的性能不稳定，锂电池组通常都工作在高温环境中，单片机在恶劣的工作情况下容易出现数据错误和数据传输错误，当管理系统出现数据错误或者传输错误时，不能对锂电池组进行充电和放电保护，容易造成锂电池组损坏。目前尽管采取了各种措施以提高系统的稳定性，但是没有从根本上解决这种系统抗干扰能力弱的问题；2、系统采用硬件控制模式，该模式完全利用基本电路对系统进行监控、保护。这种管理系统虽然稳定性好，但是控制功能局限性大，尤其不能数字化管理，同时各单体电池不能够显示电量，无法进行SOC估算，也不能进行远程通讯。客观上，采用这种控制模式的系统具有不可逾越的局限性。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，提供一种动力型锂电池组电源管理系统及其控制方法，以达到有效地实现软、硬件控制的结合，增加系统的稳定性，更好的保护锂电池组的目的。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种动力型锂电池组电源管理系统的控制方法，所述的控制方法包括以下步骤：

a)所述的采样模块采集锂电池两端充、放电电压值和采样电阻采样端电压，将过充、过放、短路、过流等信号送至电平处理电路和通过I2C总线将信号送至磁隔离模块；

b)所述的单片机通过I2C总线接收磁隔离模块处理过的采样模块的数字信号，进行判断，并输出信号至控制模块；

c)所述的电平处理电路接收采样模块发出的过充、过放、短路、过流等信号，并输出信号至控制模块；

d)所述的控制模块同时接收单片机输出的控制信号和电平处理电路输出的控制信号进行逻辑判断，输出信号至开关电路；

e)所述的开关电路接收控制模块输出的逻辑信号，接通或断开充、放电回路。

一种动力型锂电池组电源管理系统，包括由至少两个锂电池串接组成的锂电池组，采样模块，磁隔离模块，电平处理电路，单片机，控制模块，开关电路，其特征在于：所述的采样模块的输入端与锂电池的两端连接，所述的控制模块具有两个控制信号输入端，所述的采样模块的输出端分别与电平处理电路通过I2C总线与磁隔离模块连接，磁隔离模块通过I2C总线与单片机的输入端相连接，所述的电平处理电路的输出端与控制模块的一个控制信号输入端连接，所述的单片机的输出端与控制模块的另一个控制信号输入端连接，控制模块的输出端与开关电路的输入端相连接，所述的开关电路的输出一端通过采样电阻R1与电池组相连接，另一端与负载相连接；

所述的电平处理电路由充电电平处理电路和放电电平处理电路组成，所述的控制模块由都具有两个控制信号输入端的充电控制模块和放电控制模块组成，充电电平处理电路和单片机的输出端分别与充电控制模块的控制信号输入端连接，所述的放电电平处理电路和单片机的输出端分别与放电控制模块的控制信号输入端连接。

所述的开关电路由串联的放电场管DEFT和充电场管CEFT组成，放电场管DEFT的栅极与放电控制模块的输出端连接，源极与采样电阻连接，充电场管CEFT的栅极与充电控制模块的输出端连接，源极与负载连接。

所述的采样模块的芯片型号为OZ8920。

所述的放电电平处理电路包括三极管Q1，光电耦合器，所述的光电耦合器由发光器和受光器组成，所述的发光器为发光二极管，所述的受光器为光敏二极管，所述的采样模块1的输出端与三极管Q1的基极连接，所述的三极管Q1的集电极与发光二极管的阳极连接，所述的发光二极管的阴极接地，所述的光敏二极管的集电极与二极管D11的阳极连接，二极管的阳极通过电阻与工作电源连接，光敏二极管的发射极接地，所述的二极管D11的阴极与放电控制模块的输入口连接，所述的放电电平处理电路根据采样模块发送的命令对放电控制模块进行控制。