[发明专利]一种基于脱桥式双稳态继电器的锂电池管理方法

摘要

本发明公开了一种基于脱桥式双稳态继电器的锂电池管理方法，该系统包括锂电池组、电池管理器和脱桥式双稳态继电器；该方法为：当电芯电压高于均衡开启点或低于过放保护点时，均衡装置对电芯进行均衡；当电芯电压高于过充保护点时，脱桥式双稳态继电器断开并脱桥，锂电池组停止充电；当电芯电压低于过充保护点，且又高于上复位点时，充电仍停止但均衡继续；当电芯电压低于上复位点，且又高于均衡开启时，脱桥式双稳态继电器闭合并脱桥，锂电池组恢复充电。本发明在区间电压控制方法的基础上，采用了专用器件脱桥式双稳态继电器，同时结合均衡控制技术和上复位管理方式，设计出一种全新的锂电池管理方法，充分发挥了锂电池的性能和寿命。

主权项

1.一种基于脱桥式双稳态继电器的锂电池管理方法，该方法通过基于脱桥式双稳态继电器的锂电池管理系统得以实现，所述锂电池管理系统包括锂电池组(1)、电池管理器(2)和脱桥式双稳态继电器(3)；所述锂电池组(1)内串联有若干个电芯(4)；所述电池管理器(2)内部包含有一个主控制芯片(5)和若干个与所述锂电池组(1)内的所述电芯(4)相对应的均衡装置，每个所述均衡装置均由一个检测芯片(6)、均衡开关(7)和均衡电阻(8)串联而成，所述主控制芯片(5)分别与每个所述检测芯片(6)连接；所述脱桥式双稳态继电器(3)由第一电感控制电路、第二电感控制电路和接触开关组件组成，所述第一电感控制电路与所述第二电感控制电路相对设置，所述接触开关组件设置在所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路之间；所述第一电感控制电路中包括有第一条形导体(11)、第一励磁线圈(12)、第一MOS开关(14)以及两个第一触点(15)，所述第一励磁线圈(12)绕制在所述第一条形导体(11)上，所述第一励磁线圈(12)和所述第一MOS开关(14)串联在两个所述第一触点(15)之间；所述第二电感控制电路中包括有第二条形导体(21)、第二励磁线圈(22)、第二MOS开关(24)以及两个第二触点(25)，所述第二励磁线圈(22)绕制在所述第二条形导体(21)上，所述第二励磁线圈(22)和所述第二MOS开关(24)串联在两个所述第二触点(25)之间；所述接触开关组件包括一根可在所述第一条形导体(11)与所述第二条形导体(21)之间来回移动的永磁铁、一对与两个所述第一触点(15)对应的第一辅助触点(31)以及一对与两个所述第二触点(25)对应的第二辅助触点(32)；所述第一条形导体(11)与所述永磁铁作为所述脱桥式双稳态继电器(3)的主触点；所述电池管理器(2)设置在所述锂电池组(1)上，所述电池管理器(2)中的每个所述均衡装置均跨接对应的所述电芯(4)正负极的两端；所述脱桥式双稳态继电器(3)设置在所述锂电池组(1)的充放电回路中，所述脱桥式双稳态继电器(3)中的两个主触点分别与所述锂电池组(1)的正负极连接；所述锂电池组(1)同时分别为所述脱桥式双稳态继电器(3)中的所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路提供激励电流；所述第一MOS开关(14)和所述第二MOS开关(24)分别与所述电池管理器(2)中的所述主控制芯片(5)连接；其特征在于，该方法具体包括以下步骤：1)根据所述锂电池组(1)内所述电芯(4)电压起伏的特性，将所述电芯(4)电压值的四个节点由高到低依次设定为过充保护点、上复位点、均衡开启点和过放保护点；在所述电池管理器(2)上分别对所述锂电池组(1)的充保护点、上复位点、均衡开启点和过放保护点进行设定；2)在所述锂电池组(1)处于充电状态时，所述电池管理器(2)内的每个所述检测芯片(6)分别对各自所对应的所述电芯(4)进行电压实时监测；随着充电时间的增长，所述锂电池组(1)内每支所述电芯(4)的电压也会逐渐上升；当任意一个所述检测芯片(6)监测到与其对应的所述电芯(4)的电压高于所述均衡开启点时，该所述检测芯片(6)立刻开启其自身所在的所述均衡装置，该所述均衡装置内的所述均衡开关(7)随即闭合，接通均衡回路，该所述均衡装置内的所述均衡电阻(8)从对应的所述电芯(4)中得到均衡电流，所述均衡电阻(8)随即发热，对对应的所述电芯(4)进行均衡；3)由于均衡电流远小于充电电流，因此均衡不能抑制所述电芯(4)电压的上升；当所述检测芯片(6)监测到与其对应的所述电芯(4)的电压高于所述过充保护点时，所述电池管理器(2)中的主控制芯片(5)立刻给所述脱桥式双稳态继电器(3)发送断路信号，所述锂电池组(1)随即给所述脱桥式双稳态继电器(3)释放一个激励电流，所述脱桥式双稳态继电器(3)的主触点随即断开并脱桥，进入断开稳定状态，充电回路断路，所述锂电池组(1)停止充电；4)当所述锂电池组(1)停止充电后，随着均衡的继续，所述电芯(4)的电压值会逐渐下降；当所述检测芯片(6)监测到与其对应的所述电芯(4)的电压低于所述过充保护点，且又高于所述上复位点时，所述脱桥式双稳态继电器(3)的主触点仍处于断开状态，所述锂电池组(1)仍停止充电，但对应的所述均衡装置将继续工作，所述均衡电阻(8)继续为对应的所述电芯(4)进行均衡；5)随着停止充电后均衡的持续进行，所述电芯(4)的电压值会进一步下降；当所述检测芯片(6)监测到与其对应的所述电芯(4)的电压低于所述上复位点，且又高于所述均衡开启点时，所述电池管理器(2)中的主控制芯片(5)立刻给所述脱桥式双稳态继电器(3)发送闭合信号，所述锂电池组(1)随即给所述脱桥式双稳态继电器(3)释放一个激励电流，所述脱桥式双稳态继电器(3)的主触点随即闭合并脱桥，进入闭合稳定状态，充电回路接通，所述锂电池组(1)恢复充电；6)在所述锂电池组(1)处于放电状态时，所述电池管理器(2)内的每个所述检测芯片(6)同样分别对各自所对应的所述电芯(4)进行电压实时监测；当任意一个所述检测芯片(6)监测到与其对应的所述电芯(4)的电压低于所述过放保护点时，所述电池管理器(2)中的主控制芯片(5)立刻给所述脱桥式双稳态继电器(3)发送断路信号，所述锂电池组(1)随即给所述脱桥式双稳态继电器(3)释放一个激励电流，所述脱桥式双稳态继电器(3)的主触点随即断开并脱桥，进入断开稳定状态，放电回路断路，所述锂电池组(1)停止放电。