[实用新型]一种具备多功能保护和电量监测的锂电池管理模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及具备多功能保护和电量监测的锂电池管理模块，使用在3~15串锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块，尤其涉及使用在电动自行车领域。

技术背景

锂电池管理芯片MM3474涉及使用在3~5串（单个IC）锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块，并支持级联。由于锂电池管理芯片MM3474仅有过充保护、过放保护、放电过流保护和放电短路保护，没有过温保护、充电短路保护和充电均衡功能，功能上欠缺完整性，而且市场趋于智能化，对电池的实时情况需要监测，显然MM3474的功能远远不够。本技术领域人员想到，在MM3474的基础上，添加电量监测芯片BQ34Z100，实现电量监测功能，同时添加充电均衡模块、高温保护模块和充电短路保护模块。使方案功能更加完善，可适应市场PCM保护板功能的多元化需求。另外加入的高温保护模块和充电短路保护模块，使电池包在正常使用过程中得到了进一步的安全保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种具备多功能保护和电量监测的锂电池管理模块，能克服上述现有的技术缺点，以增加市场竞争力。

本实用新型具体以下述方式实现，一种具备多功能保护和电量监测的锂电池管理模块，用于电池包，包括锂电池管理保护芯片，包括高温保护模块、充电短路保护模块和充电均衡模块，所述的锂电池管理保护芯片采用1～3个锂电池管理保护芯片MM3474和1个锂电池电量监测芯片BQ34Z100，支持3～15节锂电池，在MM3474的保护功能基础上，用电量监测芯片BQ34Z100，对电池电量具有实时监测功能，在电池包使用过程中，通过外接转接口，读取BQ34Z100芯片数据，实时监测电池包的电池容量、剩余容量、实时电流和温度信息。

在上述方案基础上，所述的充电均衡模块是利用分流法，每个均衡芯片对应一节电池，在每节电池上并联分流电阻，利用均衡芯片控制并联回路中MOS管的开关，当对应一节电池在充电过程提前达到了均衡点，均衡芯片驱动MOS管打开，部分电流通过该分流电阻流过，以降低该节电池的充电速度，达到均衡效果。

在上述方案基础上，所述的高温保护模块采用可恢复温控开关，将所述的可恢复温控开关串联在电池管理芯片的充放电控制输入端，当充电或是放电温度达到预设值，温控开关断路，电池管理芯片的充放电控制端无输出，充放电MOS关断。

在上述方案基础上，所述的充电短路保护模块采用场效应管Qc实现电路短路时关断，从而实现充电短路保护。

使用本实用新型控制输出，包含步骤：

（1）利用电量监测芯片BQ34Z100特性，对电池电量具有实时监测功能。在电池包使用过程中，可以通过外接转接口，读取BQ34Z100芯片数据，从而可以实时监测电池包的电池容量、剩余容量、实时电流和温度等信息；

（2）利用分流法，在每节电池上并联一个分流电阻，利用均衡芯片控制并联回路中MOS管开关，当对应的电池在充电过程提前达到了均衡点，均衡芯片驱动MOS管打开，部分电流通过分流电阻流过，从而降低了该节电池的充电速度，达到均衡效果；

（3）利用可恢复温控开关的特性，将可恢复温控开关串在电池管理芯片的充放电控制输入端，当充电或是放电温度达到预设值，温控开关断路，电池管理芯片的充放电控制端断路，充放电MOS关断，从而实现高温保护功能；

（4）利用短路时电路的特性，外加驱动三极管，利用三极管的开关功能，将充电场效应管Qc实现关断，从而实现充电短路保护。

具有上述方法控制的锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块全部由硬件的方式实现，具有很高的稳定性！为设计电池组PACK电路提供了可变性，提高了应对市场多样化需求的能力。提供了一种更安全、经济、便捷、高效的锂离子或磷酸铁锂可充电电池组保护模块，促使产品在操作过程中更安全、更可靠。 另外该方案成本低，功能齐全，市场竞争力强。

附图说明

图1 为本实用新型保护模块的整体电路框图；

图2 为电量监测电路模块；

图3 为充电均衡模块电路框图；

图4 为高温保护电路模块；

图5 为充电短路保护电路模块；

图6 为本实用新型电路原理图案例；

图中标号说明：

1——高温保护模块；2——充电短路保护模块；

3——充电均衡模块；

4——电池组；

5——电量监测芯片；

6——充电器；7——负载；