[实用新型]一种锂电池安全管理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及动力锂电池充放电安全管理领域，特别是涉及一种锂电池安全管理系统。

背景技术

动力锂电池具有能量密度大、功率密度高的优点，因此电动汽车、电动工具、应急启动电源等大功率用电设备大多采用动力锂电池作为能量源。但动力锂电池固有的安全性问题一直没有得到有效的解决，锂电池过充、过放、温度失控、电池电压不一致等都会影响电池使用寿命，严重时将发生电池鼓包、着火、甚至爆炸等安全事故，危及人身财产安全。

现有的锂电池管理系统具有一定的安全保护功能，但其对电池的保护和失效管理考虑不够全面，仅具有简单的充放电控制功能，且只具有一级保护，可靠性较低，失效概率较大，仍会经常发生着火、爆炸，无法满足用电设备的安全使用，市场难以接受，需要改进。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种锂电池安全管理系统，提升锂电池充电和放电的多级保护，提高锂电池作为大功率用电设备能量源时的可靠性和使用安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种锂电池安全管理系统，包括：

控制管理单元；

依次串联的第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关；

第一电流采样和第二电流采样；

所述第一可控开关一端接充电端正极，另一端经第二可控开关连接到电池组的正极，组成充电两级保护结构；

所述控制管理单元分别连接第一可控开关和第二可控开关的控制端，从而控制第一可控开关和第二可控开关开通或关断；

所述第三可控开关一端接电池组正极，另一端作为放电端正极，其控制端连接控制管理单元；

所述第一电流采样串接在充电端负极和电池组负极之间，用于采集充电电流并反馈给控制管理单元；

所述第二电流采样串接在放电端负极和电池组负极之间，用于采集放电电流并反馈给控制管理单元；

所述电池组是由多节锂电池串并联组成至少2串的锂电池组，所述电池组每一串之间还安装有温控装置而在温度过低时给电池组加热。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述控制管理单元包括：

控制器；

正温度系数可恢复热敏电阻F1，连接在充电端P1，充电端P1连接外部充电器，常温下，正温度系数可恢复热敏电阻F1为低阻态，保持正常充电；当充电电流大于设定值时，正温度系数可恢复热敏电阻F1温度升高，变为高阻态，断开充电回路，形成充电过流硬件保护；

充电信号监测电路，包括：电阻R101、电阻R102和三极管Q101，电阻R101、电阻R102将充电器电压分压后送入三极管Q101，当外部充电器接入时，IN_CHG端口产生中断信号唤醒控制器，控制器判断是否满足充电条件，执行下一步动作；

电压监测电路，包括：电阻R104、电阻R105、电容C102和二极管D101，电阻R104、电阻R105将充电器电压分压后送入电容C102和二极管D101以及控制器AD_CHG端口，当充电器电压在正常范围内，控制器打开第二可控开关，即MOS管Q104，否则Q104处于断开状态；

第二可控开关驱动电路，包括电阻R109、电阻R110、电阻R111和三极管Q105，电阻R109、电阻R110和三极管Q105串联在MOS管Q104的源极与电池组负极接口之间，电阻R111连接在三极管Q105的基极和控制端EN_CHG2之间，受控制端EN_CHG2控制，作为充电一级保护机制；

同理，电阻R106、电阻R107、电阻R108和三极管Q103组成第一可控开关驱动电路，第一可控开关即MOS管Q102，受控制端EN_CHG1控制，作为充电二级保护机制；

MOS管Q102、MOS管Q104形成多级串联的保护机制，只有当两者都打开时才形成充电回路。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一电流采样包括采样电阻RS1、电阻R103和电容C101，电阻R103和电容C101串联在电池组负极和充电端负极之间，采样电阻RS1两端分别连接充电端负极和电池组负极，用于采集充电回路电流并通过FB_CHG端口反馈给控制器，控制器监测充电电流大小，一旦超出正常值，就会通过EN_CHG2端口关闭MOS管Q104，形成充电过流软件保护。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述锂电池安全管理系统还包括电池组一级保护电路，所述电池组一级保护电路包括电池均衡电路和电池电压采集电路。