[实用新型]一种锂电池充放电管理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动自行车用动力电池系统的管理系统领域，具体涉及一种锂电池充放电管理系统。

背景技术

随着锂电池性能的逐渐提高，其作为动力电源应用于电动汽车、混合动力汽车已非常广泛。一般动力电源都需要比较高的电压，几节甚至十几节才可以作为动力电池使用。在多节电池串联使用的情况下，基于每节单体锂电池的内部特性的不一致，会影响整个系统的供电能力，一节单体电池性能发生变化的话，比如出现电压过充、电压过放、充放电电流过大甚至是短路等现象，会影响整组电池的性能，导致整组电池使用寿命缩短或者损害，严重时甚至会发生着火、爆炸等危险事件。为使锂电池组能够最大程度地发挥其优越性能、保证其使用的安全性以及延长使用寿命，人们研究设计了电池管理系统。

目前电池管理系统广泛应用于电动汽车、混合动力汽车等大型车载电池上，但电动自行车领域，考虑到其成本及人们的消费水平，其车载电池尚未安装电池管理系统，这对于铅酸电池及镍氢电池来说还可以，但随着锂电池电动自行车的普及，针对锂电池的特殊性，充放电不当如过充、过放、过温、过流等将损坏电池，造成锂电池的不可修复，严重时还会发生安全事故。在电动自行车的使用过程中，需要实时检测电池组的电压、电流、温度，防止车载电池的过充、过放、过温及过流等现象，实现对锂电池组的保护，并有效防止各种安全隐患的发生，因此电池管理系统应该发展成为锂电池电动自行车的一部分，是锂电池电动车的安全保障。

在现有技术中，关于电动自行车锂电池充放电管理系统仍存在以下几方面的缺陷：

为解决各个单体锂电池充放电不一致，必须在系统中增加均衡模块，但电动自行车内部空间有限，而现有均衡模块体积庞大模块复杂。不利于实际应用。

对锂电池的系统使用时的安全性能检测处理不够完善，应实时检测电池组的电压、电流、温度，防止车载电池的过充、过放、过温及过流等现象，将电池使用的安全隐患降到最低。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种锂电池充放电管理系统，实时监控锂电池的状态参数，并根据状态参数进行过充保护、过放保护以及单体锂电池间的不均衡控制等，从而提高锂电池系统的性能和安全。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种锂电池充放电管理系统，包括第一开关、第一开关驱动模块、充电模块、锂电池监控单元、电流检测模块、总电压检测模块、微控制器、锂电池组、第二开关驱动模块、第二开关和电源模块；

所述电源模块与市电连接，其为系统各个模块提供供电；

所述第一开关控制市电输入与充电模块之间的连接或断开，其输入端与市电连接，其输出端与充电模块连接；

所述第一开关驱动模块与所述第一开关连接，控制所述第一开关的导通或闭合；

所述第二开关控制锂电池组与负载的连接或断开，其输入端与锂电池组连接，其输出端与负载连接；

所述第二开关驱动模块与所述第二开关连接，控制所述第二开关的导通或闭合；

所述充电模块与锂电池组连接，控制所述锂电池组的充电；

所述锂电池组由N个单体锂电池串联组成；

所述锂电池监控单元由N个独立的单体监控模块组成，任一个单体监控模块监控与其相连接的一个单体锂电池的性能参数；

所述单体监控模块至少包括电压采样模块、温度采样模块和过压均衡模块；所述电压采样模块检测单体锂电池的电压值；所述温度采样模块检测单体锂电池的温度值；所述过压均衡模块用于将多余的能量消耗掉，当单体锂电池电压高于预设电压值时，自动开启过压均衡模块消耗多余的能量；

所述电流检测模块与锂电池组相连接，检测充放电时锂电池组的工作电流；

所述总电压检测模块与锂电池组相连接，检测充放电时锂电池组的工作电压；

所述微控制器为本锂电池充放电管理系统的核心，它与锂电池监控单元、电流检测模块、总电压检测模块、第一开关驱动模块、充电模块以及第二开关驱动模块相连接；所述微控制器接收锂电池监控单元、电流检测模块和总电压检测模块发送的信号，并对这些信号进行分析处理，同时将处理后的控制信号发送给第一开关驱动模块、充电模块和第二开关驱动模块，从而对锂电池充放电进行控制管理。

优选地，所述过压均衡模块包括三端可调稳压器U1、第一三极管Q1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1以及第二电容C2，其中，