[发明专利]一种智能动力锂离子电池管理系统及其充电控制方法

权利要求书

1.一种智能动力锂离子电池管理系统，其特征在于包括：微控制器模块(1)以及与其连接的采集模块(2)、存储模块(3）、安全保护模块(4)、通讯模块(5)、充放电控制模块(6)、均衡管理模块(8)；采集模块(2)、充放电控制模块(6)、均衡管理模块(8)用于连接电池单元；

微控制器模块(1)：根据采集模块(2）的电池数据信息控制充放电控制模块(6)、安全保护模块(4)以及均衡管理模块(8)，并将电池数据信息和状态信息通过通讯模块(6)发送给外部设备控制器，并存储到存储模块(3)；

充放电控制模块(6)：用于连接电池单元，并对电池组的充放电过程进行管理，实现对锂电池组的自动充电；

均衡管理模块（8）：用于电池组充电过程中减少单体电池容量之间的差异，并且实现自动错误检测与自动配置均衡电流。

2.根据权利要求1所述的一种智能动力锂离子电池管理系统，其特征在于所述充放电控制模块(6)的输出端与安全保护模块(4)的输出端分别与与门的两个输入端连接，与门输出端与场效应管N1、场效应管N2的G极连接，场效应管N1、N2的D极和继电器N3的一端连接后依次经电流传感器、熔断器与电池单元的负极连接，场效应管N1、N2的S极并联后与充电机负极连接，充电机的正极与电池单元的正极连接；继电器N3的另一端通过负载与电池单元的正极连接，控制端与微控制器模块(1)连接，充电机通过CAN总线与通讯模块(5)连接，还通过依次连接的均衡电源模块、均衡管理模块(8)与电池单元的每个单体电池正负极连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能动力锂离子电池管理系统，其特征在于所述均衡管理模块(8)包括多个二极管和开关阵列，开关阵列用于控制每一个单体电池的均衡充电开启与关闭，包括多个开关；每个单体电池正负极分别串联二极管、开关后，与均衡电源模块的正负输出端连接。

4.一种智能动力锂离子电池管理系统的充电控制方法，其特征在于包括以下步骤：

根据采集模块(2)采集到的单体电池电压，电池组总电压、温度和总电流，判断是否进行充电保护；若需要进行充电保护，则断开场效应管N1和场效应管N2，同时通过CAN通讯禁止充电机和均衡电源模块输出；

若不需要进行充电保护，则进入预充电阶段，在预充电阶段中若单体电池满足均衡开启的条件，则进行均衡充电，同时微控制器模块（1）通过CAN通讯控制均衡电源模块接通继电器N5，关闭继电器N4、继电器N6，均衡电源模块以5V/3A输出；若不满足，执行下一步骤；

进入快速充电阶段，在快速充电阶段中若单体电池满足均衡开启的条件，则进行均衡充电，同时微控制器模块（1）通过CAN通讯控制均衡电源模块接通N6，关闭N4和N5，均衡电源模块以5V/5A输出；若不满足，执行下一步骤；

进入饱和充电阶段，在饱和充电阶段中若单体电池满足均衡开启的条件，则进行均衡充电，同时微控制器模块（1）通过CAN通讯控制均衡电源模块接通N4，关闭N5和N6，均衡电源以5V/1A输出；若不满足，执行下一步骤；

进入补充充电阶段，在补充充电阶段，通过均衡管理模块（8）和开关和CAN通讯控制均衡模块依次对每支单体电池进行充电，直至所有单体电池均达到充电截止电压Vsstop，结束充电，并关闭均衡管理模块（8）的所有开关，以及通过CAN通讯控制均衡电源模块关闭继电器N5、N4、N6。

5.根据权利要求4所述的一种智能动力锂离子电池管理系统，其特征在于所述判断是否进行充电保护具体为：出现下述情况时则认为需要进行充电保护，否则不需要进行充电保护：

采集模块(2)采集到电池组温度连续5s内高于或者低于限值；

电池组总电压连续2s高于限值，或者任意一支单体电池电压连续2s均高于限值；

电池组与充电机通讯成功后，若电池组发送充电请求，连续10s采集模块(2)未检测到充电电流，或者电池组未发送充电请求，连续10s采集模块(2)检测到充电电流大于2A。

6.根据权利要求4所述的一种智能动力锂离子电池管理系统的充电控制方法，其特征在于所述预充电包括以下步骤：若电池组总电压低于预充电电池组总电压限值Vtpre或者任意一支单体电池电压低于预充电单体电池电压限值Vspre，微控制器模块（1）控制场效应管N1和场效应管N2导通，通过CAN通讯调节充电机以0.05C恒流输出。