[发明专利]一种快速替换铅酸动力电池的锂电池系统及其控制方法

权利要求书

1.一种快速替换铅酸动力电池的锂电池系统，包括：

电池组，包括多个串联的锂电池电芯，形成电池组的正极和负极，所述电池组的正极连接一正极连接器；

电池管理系统，分别与电池组中的锂电池相连，所述电池管理系统上设有MOS开关，所述MOS开关一端通过限流电阻和外挂分流器连接所述电池组的负极，另一端连接一负极连接器；

继电器，一端连接在分流器和限流电阻的连接处，另一端连接在MOS开关和负极连接器的连接处。

2.根据权利要求1所述的快速替换铅酸动力电池的锂电池系统，其特征在于，所述电池组的正极与所述正极连接器之间设有一熔断器。

3.根据权利要求1所述的快速替换铅酸动力电池的锂电池系统，其特征在于，所述正极连接器与电池管理系统之间设有一激活按钮。

4.根据权利要求1所述的快速替换铅酸动力电池的锂电池系统，其特征在于，所述电池管理系统通过一外部通讯插件连接仪表和扬声器，以便实现人机交互。

5.采用权利要求1至4任一项所述的快速替换铅酸动力电池的锂电池系统的控制方法，包括：

S1，自检：通过电池管理系统进行自检，以检测各个锂电池电芯和电池组的整体状态，此时继电器为断开状态；

S2，检测合格后，打开电池管理系统上的MOS开关，对锂电池的容性负载进行预充；

S3，当电池管理系统和分流器检测到放电电流≥500mA并持续1S后，吸合继电器，此时锂电池可进行大电流放电满足负载需求；

S4，当电池管理系统和分流器检测到放电电流＜400mA并持续10S后，断开继电器，结束充电。

6.根据权利要求5所述的快速替换铅酸动力电池的锂电池系统的控制方法，其特征在于，执行步骤4时，若电池管理系统检测到锂电池电芯的最高单体电压≥3.6V并持续2S，或充电电流＜10A并持续5S，断开继电器和MOS开关；此后，若电池管理系统检测到锂电池电芯的最高单体电压≤3.58V并持续2S后，打开MOS开关。

7.根据权利要求5所述的快速替换铅酸动力电池的锂电池系统的控制方法，其特征在于，步骤S2中预充条件满足：打开MOS开关后，2S内锂电池组总电压＞放电口电压时，提前预充成功；若2S后未满足放电口电压＞锂电池组总电压-3V时，锂电池组总电压＞80％放电口电压，则强制预充成功。

8.根据权利要求5所述的快速替换铅酸动力电池的锂电池系统的控制方法，其特征在于，还包括故障判断步骤S5，当满足以下条件之一时判定为故障：

条件一、电池管理系统检测到电流＞40A；

条件二、电池管理系统检测到锂电池电芯的极限欠压＜2.0V；

条件三、电池管理系统检测到锂电池电芯的极限过压＞3.8V；

条件四、电池管理系统检测到锂电池电芯的极限低温＜-20℃；

条件五、电池管理系统检测到锂电池电芯的极限高温＞60℃；

条件六、电池管理系统检测到锂电池组的极限过流＞340A。

9.根据权利要求8所述的快速替换铅酸动力电池的锂电池系统的控制方法，其特征在于，还包括休眠步骤S6，当满足以下条件之一时进行休眠：

条件A：电池组容量＞预留容量x％，电池组3天电流＜1A；

条件B：触发故障后，电池管理系统检测到电流＜50A；

条件C：电池管理系统检测到电流≥50A持续5S，断开继电器和MOS开关1分钟；

条件D：电池组容量≤预留容量x％且放电电流＜10A；

条件E：最低单体电压≤2.8V且放电电流＜10A；

其中预留容量x％与环境温度满足如下条件：

当环境温度＞25℃时，预留容量x％为8％；

当环境温度处于25～10℃时，预留容量x％为15％；

当环境温度处于10～-5℃时，预留容量x％为25％；

当环境温度处于-5～-20℃时，预留容量x％为50％。