專利名稱：動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
鋰離子充電電池自20世紀(jì)90年代初正式實(shí)用化以來，在不到20年的時間里，容 量快速增加，市場迅速增長?，F(xiàn)在正從便攜產(chǎn)品用途擴(kuò)展到電動車輛及環(huán)保蓄電等領(lǐng)域。鋰 離子電池作為動力電池使用時，例如用其作為電動自行車的驅(qū)動電池使用時，往往需要將5 節(jié)以上鋰離子電池串聯(lián)使用，以達(dá)到電動機(jī)所需要的電壓。將其連接于負(fù)載時，由于每節(jié)電 池的品質(zhì)不可能完全一樣，一旦有一節(jié)電池處于過放電狀態(tài)，就可能造成鋰離子從負(fù)極過 度脫嵌，從而使電極間發(fā)生短路，影響電池容量、壽命。目前，對于5節(jié)以上的鋰離子電池組的保護(hù)電路都是采用分立元件或者由多個電 池保護(hù)IC芯片串聯(lián)而成。分立元件構(gòu)成保護(hù)電路通過電壓的采樣、比較，判斷是否過放電、 過放電，進(jìn)而控制電池組的充放電。這種方式的電路原理簡單，但是每節(jié)電池都需要一套 檢測判斷電路，靜態(tài)功耗很大，并且隨著電池串聯(lián)數(shù)增多而功耗增大，不利于電池的荷電保 持。采樣多個電池保護(hù)IC芯片串聯(lián)而成的保護(hù)電路，雖然功耗的指標(biāo)不高，但是成本較高， 并且可靠性差，由于其芯片的耐壓特性，在某些感性負(fù)載的情況下，極易損壞，這樣給鋰離 子電池組的使用帶來了安全隱患。對于上述的保護(hù)電路，電池的各項參數(shù)在生產(chǎn)時一次性 設(shè)定完成，不能被更改，只能適用于特定規(guī)格型號的電池組，因此使用范圍太窄，且生產(chǎn)廠 家在進(jìn)行最后的質(zhì)量檢驗(yàn)時，需要工人使用萬用表等檢查工具對各個分立元器件進(jìn)行逐個 檢測，費(fèi)工費(fèi)時，生產(chǎn)效率比較低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電 路，以解決多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用時，容易造成過放電損壞的問題，且大大降低了生產(chǎn)成 本，提高了生產(chǎn)效率。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是動力鋰離子電池的過放電保護(hù) 電路，包括電池檢測單元，所述電池檢測單元的輸入端口與串聯(lián)電池組中的各單節(jié)電池的 正負(fù)極連接；運(yùn)算控制單元，所述運(yùn)算控制單元與所述電池檢測單元雙向連接；對電池參 數(shù)進(jìn)行設(shè)定和讀取的通訊單元，所述通訊單元與所述運(yùn)算控制單元雙向連接；串接于放電 電路中的過放電控制開關(guān)，所述放電電路由串聯(lián)電池組和正負(fù)輸出端口連接而成；連接于 所述運(yùn)算控制單元與所述過放電控制開關(guān)之間的開關(guān)驅(qū)動電路。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電池檢測單元、所述運(yùn)算控制單元、所述通訊單元 和所述開關(guān)驅(qū)動電路集成在一個IC微處理器的內(nèi)部。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述過放電控制開關(guān)為一個第二 MOS管。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述通訊單元包括與所述運(yùn)算控制單元雙向連接的存 儲器單元、和與所述存儲器單元雙向連接的通訊接口。所述存儲器單元由EPROM組成。[0009]采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的有益效果是1.本實(shí)用新型的過放電保護(hù)電路，由于將電池檢測單元、運(yùn)算控制單元、通訊單元 和開關(guān)驅(qū)動電路集成在一個IC微處理器的內(nèi)部，可以通過編寫程序進(jìn)行控制，簡化了硬件 電路設(shè)計，減少了元器件數(shù)目，縮小了體積，一個IC微處理器能夠?qū)?-13節(jié)鋰離子電池組 成的電池組進(jìn)行保護(hù)，大大降低了生產(chǎn)成本。2.由于本實(shí)用新型的過放電保護(hù)電路包括一個通訊單元，可以針對不同型號規(guī)格 的鋰離子電池組設(shè)定不同的電池參數(shù)，大大拓寬了保護(hù)電路的使用范圍，且由于各項參數(shù) 可設(shè)定、可讀取，能夠快速進(jìn)行質(zhì)量檢測，大大方便了工廠的操作，提高了流水作業(yè)能力，進(jìn) 而提高了生產(chǎn)效率。3.該保護(hù)電路在任一節(jié)單體電池出現(xiàn)過放電時能夠及時有效地切斷電路，保證了 任一節(jié)單體電池都不會因過放電而損壞，此保護(hù)電路特別適合于五節(jié)以上鋰離子電池串聯(lián) 而成的電池組使用。

附圖是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，一種動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路。動力鋰離子電池的放電電路由5節(jié)以上鋰離子電池串聯(lián)而成的電池組和PACK+、 PACK-兩個正負(fù)輸出端口連接而成。本實(shí)用新型動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路，包括電池檢測單元，該電池檢測 單元的輸入端口與串聯(lián)電池組中的各單節(jié)電池的正負(fù)極連接；運(yùn)算控制單元，該運(yùn)算控制 單元與電池檢測單元雙向連接；用于對電池參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和讀取的通訊單元，該通訊單元 與運(yùn)算控制單元雙向連接，通訊單元包括與運(yùn)算控制單元雙向連接的存儲器單元、和與存 儲器單元雙向連接的通訊接口，存儲器單元由EPROM組成；串接于放電電路中的過放電控 制開關(guān)，過放電控制開關(guān)可以采用一個第二 MOS管N2 ；連接于運(yùn)算控制單元與過放電控制 開關(guān)之間的開關(guān)驅(qū)動電路。上述的電池檢測單元、運(yùn)算控制單元、通訊單元和開關(guān)驅(qū)動電路 集成在一個IC微處理器的內(nèi)部。本實(shí)用新型的工作過程首先，根據(jù)采用的電池組的規(guī)格型號，通過通訊單元對電 池參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，存儲到EPROM中。當(dāng)鋰離子電池組處于放電狀態(tài)時，開關(guān)驅(qū)動電路輸出高 電平，第二 MOS管N2處于導(dǎo)通狀態(tài)，IC微處理器內(nèi)部的電池檢測單元對各單體電池電壓進(jìn) 行不間斷檢測，運(yùn)算控制單元將檢測到的數(shù)據(jù)與EPROM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，任一節(jié)單體電 池電壓低于設(shè)定電壓時，運(yùn)算控制單元發(fā)出控制信號給開關(guān)驅(qū)動電路，最終開關(guān)驅(qū)動電路 的輸出信號由高電平轉(zhuǎn)換為低電平，第二MOS管N2斷開，停止對負(fù)載放電，保證了任一節(jié)單 體電池都不會因過放電而損壞，此保護(hù)電路特別適合于五節(jié)以上鋰離子電池串聯(lián)而成的電 池組使用。當(dāng)在工廠內(nèi)進(jìn)行最后的產(chǎn)品檢驗(yàn)時，將通訊接口的連接端子與計算機(jī)連接，則該 保護(hù)電路和電池組的各項參數(shù)便可由計算機(jī)上直接讀取，大大方便了工廠的操作，提高了 流水作業(yè)能力，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路，其特征在于包括電池檢測單元，所述電池檢測單元的輸入端口與串聯(lián)電池組中的各單節(jié)電池的正負(fù)極連接；運(yùn)算控制單元，所述運(yùn)算控制單元與所述電池檢測單元雙向連接；對電池參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和讀取的通訊單元，所述通訊單元與所述運(yùn)算控制單元雙向連接；串接于放電電路中的過放電控制開關(guān)，所述放電電路由串聯(lián)電池組和正負(fù)輸出端口連接而成；連接于所述運(yùn)算控制單元與所述過放電控制開關(guān)之間的開關(guān)驅(qū)動電路。
2.如權(quán)利要求1所述的動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路，其特征在于所述電池檢 測單元、所述運(yùn)算控制單元、所述通訊單元和所述開關(guān)驅(qū)動電路集成在一個IC微處理器的 內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求2所述的動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路，其特征在于所述過放電 控制開關(guān)為一個第二 MOS管。
4.如權(quán)利要求3所述的動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路，其特征在于所述通訊單 元包括與所述運(yùn)算控制單元雙向連接的存儲器單元、和與所述存儲器單元雙向連接的通訊 接口。
5.如權(quán)利要求4所述的動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路，其特征在于所述存儲器 單元由EPROM組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種動力鋰離子電池的過放電保護(hù)電路，包括與串聯(lián)電池組中的各單節(jié)電池連接的電池檢測單元；與所述電池檢測單元雙向連接的運(yùn)算控制單元；用于對電池參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和讀取的通訊單元，所述通訊單元與所述運(yùn)算控制單元雙向連接；串接于放電電路中的過放電控制開關(guān)；連接于所述運(yùn)算控制單元與所述過放電控制開關(guān)之間的開關(guān)驅(qū)動電路。所述電池檢測單元、所述運(yùn)算控制單元、所述通訊單元和所述開關(guān)驅(qū)動電路集成在一個IC微處理器的內(nèi)部。本實(shí)用新型解決了多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用時，容易造成過放電損壞的問題，且大大降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號H02H7/18GK201629563SQ20102001521
公開日2010年11月10日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者劉兆環(huán), 王建武, 高玉光, 高立海 申請人:濰坊光華電池有限公司