[实用新型]锂动力电池组通讯接口保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂动力电池组，具体涉及一种应用于高端电动自行车、电动摩托车等领域、具有大容量的锂动力电池组的通讯接口保护电路。

背景技术

随着锂离子动力电池的技术不断成熟，锂电池通过串并联组合成不同电压与容量的电池组，并应用于电动自行车、电动摩托车、UPS电源等产品。随着产品的发展，客户个性化的需求也越来越多，特别是欧美市场，用户已经不再单纯考虑使用充电功能，更越来越注重性能及功能的多元化，从而产生了高精度电量计量、行驶里程显示等功能，也因此才有了带通讯端口的高端BMS（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统）的需求。

图1是现有技术中常规的锂动力电池组通讯接口的原理图，该电路是用于笔记本电池BMS系统，使用的锂电池的节数为2-4节串联，其支持电池容量范围较小，可支持工作电流也较小。参照图1，常规具有容量监控及通讯功能的BMS系统，主要由主控制芯片、充放电正端关断电路及通讯端口等电路组成，BMS系统通过充放电正端关断电路来进行充放电回路的切换，以实现充放电保护功能，而通过通讯端口将电池组的电压信息、电流信息及容量信息传递出去。但是，常规的这些BMS系统，因其仅能支持2-4S小容量、小电流的电池组，只能用于数码类的小型锂电池组，无法适用于电动自行车、电动摩托车这类高电压、大容量、大电流的产品。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种应用于大容量动力电池BMS系统的锂动力电池组通讯接口保护电路，对现有的电路结构进行改进，实现BMS支持20A甚至更大的工作电流，确保通讯数据的准确性及通讯端口的抗高压能力，且不影响正常的充放电保护功能，从而解决现有技术之不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种锂动力电池组通讯接口保护电路，包括主控制芯片、负端关断电路、通讯端口以及通讯接口保护电路，所述负端关断电路、通讯端口和通讯接口保护电路均与主控制芯片电性连接，所述通讯接口保护电路与通讯端口电性连接。其中，所述负端关断电路包括场效应管M1、场效应管M2、稳压二极管ZD1、稳压二极管ZD2、稳压二极管D9、二极管D6、电阻R17和电阻R20，稳压二极管ZD1的负端连接电阻R17的一端和场效应管M2的G端，稳压二极管ZD1的正端连接电阻R17的另一端、场效应管M2的S端和稳压二极管D9的正端，稳压二极管D9的负端连接二极管D6的负端，二极管D6的正端连接场效应管M2的D端和场效应管M1的D端，场效应管M1的G端连接电阻R20的一端和稳压二极管ZD2的负端，电阻R20的另一端连接稳压二极管ZD2的正端和场效应管M1的S端。该电路采用负端关断方式，满足了支持高电压、大电流工作的条件。

进一步的，所述通讯接口保护电路包括电压检测电路和切断电路，电压检测电路接于通讯端口，用于检测通讯端口的电压；切断电路的输入端接于电压检测电路的输出端以及主控制芯片的输出端，切断电路的输出端接于通讯端口的输入端，切断电路受控于电压检测电路和主控制芯片，用于切断通讯端口的电压。

进一步的，所述电压检测电路包括稳压二极管ZD9、二极管D12、三极管Q3、电阻R49和电阻R57，所述稳压二极管ZD9的负端连接至通讯端口，稳压二极管ZD9的正端串联电阻R49之后，再连接电阻R57的一端和三极管Q3的B极，三极管Q3的C极反向连接二极管D12。通过由稳压二极管ZD9、二极管D12、三极管Q3、电阻R49和电阻R57等器件组成的电压检测电路检测到通讯端口串入高压后，通讯端口便会受三极管Q3控制，在微秒级的时间内将通讯端口切断，使高压无法形成回路，保护了通讯端口以及主控制芯片的安全。

进一步的，用于通讯端口切换的切断电路由开关器件实现，具体包括场效应管M6、场效应管M7及其跟随电路。该切断电路同时也受主控制芯片的控制，当主控制芯片发出放电保护动作时，也可同时将通讯端口切换，防止高压串入主控制芯片，更加有效的保护了整个通讯电路。

本实用新型适用于负端关断的大功率BMS通讯端口保护电路。本实用新型通过上述锂动力电池组通讯接口保护电路，实现BMS系统支持20A甚至更大的工作电流，确保通讯数据的准确性及通讯端口的抗高压能力，且不影响正常的充放电保护功能，从而解决了目前无法实现大容量动力电池的弊端。另外，通过通讯接口保护电路，有效解决了大容量锂电池BMS的通讯问题，极大程度的拓宽了这类产品的应用领域。本实用新型电路结构简单，实现方便，易于产业化生产，具有很好的实用性。

附图说明