專(zhuān)利名稱(chēng)：一種輕型電動(dòng)車(chē)鋰電池管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種電池管理裝置，特別是一種輕型電動(dòng)車(chē)鋰電池管理裝置。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)普遍采用單電芯容量高達(dá)50_100Ah以上的鐵鋰動(dòng)力電池進(jìn)行并、串聯(lián)，從而形成動(dòng)カ電池包的方式為車(chē)輛供電。而鐵鋰動(dòng)カ電池均設(shè)置有專(zhuān)用的鋰電池組的保護(hù)電路(電池管理裝 置)。關(guān)于鋰電池組的保護(hù)電路，目前市場(chǎng)上已經(jīng)含有電壓、電流和溫度的監(jiān)控功能，也能及時(shí)做出一級(jí)和ニ級(jí)保護(hù)，但是現(xiàn)在大部分應(yīng)用都在于小電壓，小電流應(yīng)用，并沒(méi)有用在多串多并多倍率充放電的動(dòng)カ電池組上。而電動(dòng)車(chē)是使用電池組，所以目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的保護(hù)電路難以滿(mǎn)足電動(dòng)車(chē)所使用電池組的需求。綜上所述，目前需要針對(duì)高電壓、大電流的鋰電池組使用的鋰電池組的保護(hù)電路，有效監(jiān)控鋰電池組中每個(gè)鋰電池単元的電壓、電流和溫度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于目前所使用的鋰電池組的保護(hù)電路存在應(yīng)用領(lǐng)域小、不能對(duì)每個(gè)鋰電池單元進(jìn)行獨(dú)立檢測(cè)其電壓、電流和溫度的缺點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)ー種電動(dòng)汽車(chē)用聚合物電芯動(dòng)力電池組封裝結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的針對(duì)現(xiàn)有鋰電池組的保護(hù)電路存在的缺點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)ー種輕型電動(dòng)車(chē)鋰電池管理裝置，包括電池接ロ模塊、保護(hù)與平衡模塊、智能監(jiān)控模塊、通用數(shù)據(jù)接ロ模塊、充放電接ロPACK+和充放電接ロ PACK-;電池接ロ模塊的數(shù)據(jù)輸出端ロ OUTPUT與保護(hù)與平衡模塊的數(shù)據(jù)采集端ロ CELL聯(lián)接，電池接ロ模塊分別與充放電接ロ PACK+和充放電接ロ PACK-聯(lián)接，電池接ロ模塊與充放電接ロ PACK-之間串聯(lián)有ー個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路，場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路的控制端與保護(hù)與平衡模塊聯(lián)接；保護(hù)與平衡模塊的通信端ロ 1/01與智能監(jiān)控模塊的通信端ロ 1/02聯(lián)接，保護(hù)與平衡模塊的輸入端ロ P+與充放電接ロ PACK+聯(lián)通；智能監(jiān)控模塊的輸出端ロ 1/03與通用數(shù)據(jù)接ロ模塊聯(lián)接；智能監(jiān)控模塊的電源端ロ VDD和電源端ロ VSS分別與充放電接ロ PACK+/PACK-聯(lián)接。本裝置通過(guò)電池接ロ模塊與鋰電池組的每個(gè)電芯模組連接。通過(guò)數(shù)據(jù)通信線(xiàn)和數(shù)據(jù)計(jì)算，智能監(jiān)控模塊從保護(hù)與平衡模塊中取得電芯模組的電壓、電流和溫度T信息。并且可以準(zhǔn)確判斷電流方向。可以做完成多方面的的溫度監(jiān)控，實(shí)行二次保護(hù)監(jiān)控。所述的保護(hù)與平衡模塊包括輸入電路模塊、ー個(gè)或ー個(gè)以上的保護(hù)模塊、輸出電路模塊和兩個(gè)或兩個(gè)以上的平衡模塊；輸入電路模塊、保護(hù)模塊和輸出電路模塊依次串聯(lián)，保護(hù)模塊分別與平衡模塊聯(lián)接；所述的平衡模塊分別與電池接ロ模塊聯(lián)接。所述輸入電路模塊DC-DC的模塊。保護(hù)與平衡模塊的供電通過(guò)DC-DC的模塊直流電壓轉(zhuǎn)換部分。通過(guò)DC-DC的模塊，把高電壓調(diào)低，直至能提供一個(gè)穩(wěn)定清潔的低壓電源。所述的保護(hù)與平衡模塊包括輸入電路模塊、三個(gè)保護(hù)模塊、輸出電路模塊和十二個(gè)平衡模塊；輸入電路模塊、三個(gè)保護(hù)模塊和輸出電路模塊依次串聯(lián)，每個(gè)保護(hù)模塊分別與四個(gè)平衡模塊聯(lián)接。所述的場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路由ー個(gè)檢流電阻器R、場(chǎng)效應(yīng)管Q1和場(chǎng)效應(yīng)管Q2串聯(lián)而成，檢流電阻器R與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極聯(lián)接，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極相聯(lián)接；保護(hù)與平衡模塊的端ロ B-和端ロ CS聯(lián)接于保護(hù)電阻R的兩端，保護(hù)與平衡模塊的端ロDO與Q1的柵極聯(lián)接，保護(hù)與平衡模塊的端ロ CO與Q2的柵極聯(lián)接。保護(hù)與平衡模塊直接通過(guò)電池接ロ模塊跟每個(gè)電芯電芯模組聯(lián)接，并且每個(gè)電芯兩端都有數(shù)據(jù)采集線(xiàn)和平衡電路。保護(hù)和平衡模塊負(fù)責(zé)采集和計(jì)算處理電芯模組的溫度和電壓。并由保護(hù)與平衡模塊中進(jìn)行保護(hù)與平衡判斷，通過(guò)控制場(chǎng)效應(yīng)管Ql和場(chǎng)效應(yīng)管Q2實(shí)行電路的開(kāi)合，從而達(dá)到保護(hù)的效果。保護(hù)與平衡模塊的保護(hù)是通過(guò)硬件模式完成，在出廠前已經(jīng)固化好本身的程序，可以在市場(chǎng)上選擇多家方案供應(yīng)商，是等同于單電芯的簡(jiǎn)單升級(jí)板。保護(hù)與平衡模塊對(duì)電芯模組的電流計(jì)算是通過(guò)檢流電阻器R兩端的電壓監(jiān)控和計(jì)算并取得相關(guān)數(shù)據(jù)，如果電壓、電流和溫度出現(xiàn)任何異常值，偏離設(shè)定好的保護(hù)設(shè)定值，保護(hù)與平衡模塊馬上啟動(dòng)保護(hù)功能。保護(hù)與平衡模塊在充電過(guò)程中進(jìn)行被動(dòng)平衡，通過(guò)對(duì)電芯電壓V的監(jiān)控，到平衡電壓Vl值額時(shí)候，在平衡模塊中開(kāi)啟引流旁路，把電流通過(guò)引流電阻耗費(fèi)掉，從而實(shí)現(xiàn)所有電芯在Vl的值下實(shí)現(xiàn)一致與平衡。設(shè)置通用數(shù)據(jù)接ロ模塊的目的是將電芯模組的工作狀態(tài)(電壓、電流、溫度等信息)輸出到顯示設(shè)備上，方便實(shí)時(shí)查看電芯模組的工作情況，方便日常維護(hù)和檢修。本實(shí)用新型能應(yīng)用在高電壓、大電流的鋰電池組使用，有效獨(dú)立監(jiān)控鋰電池組中每個(gè)鋰電池單元的電壓、電流和溫度，能直觀地通過(guò)顯示設(shè)備了解電池組的工作狀態(tài)和故障信息。平衡與保護(hù)模塊是純硬件方案，能保證保護(hù)電路能及時(shí)有效發(fā)揮作用。智能監(jiān)控模塊是針對(duì)電池的電流監(jiān)控，電池監(jiān)控系統(tǒng)，能準(zhǔn)確地提供電池信息，和實(shí)行安全保護(hù)。

圖
為本實(shí)用新型實(shí)施例ー的電路模塊示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的保護(hù)與平衡模塊的電路模塊示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1、2所示,本實(shí)施例包括電池接ロ模塊、保護(hù)與平衡模塊、智能監(jiān)控模塊、通用數(shù)據(jù)接ロ模塊、充放電接ロ PACK+、充放電接ロ PACK-;電池接ロ模塊的數(shù)據(jù)輸出端ロ OUTPUT與保護(hù)與平衡模塊的數(shù)據(jù)采集端ロ CELL聯(lián)接，電池接ロ模塊分別與充放電接ロ PACK+和充放電接ロ PACK-聯(lián)接，電池接ロ模塊與充放電接ロ PACK-之間串聯(lián)有ー個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路，場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路的控制端與保護(hù)與平衡模塊聯(lián)接。如圖I所示，所述的場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路由ー個(gè)檢流電阻器R、場(chǎng)效應(yīng)管Q1和場(chǎng)效應(yīng)管Q2串聯(lián)而成，檢流電阻器R與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極聯(lián)接，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極相聯(lián)接；保護(hù)與平衡模塊的端ロ B-和端ロ CS聯(lián)接于保護(hù)電阻R的兩端，保護(hù)與平衡模塊的端ロ DO與Q1的柵極聯(lián)接，保護(hù)與平衡模塊的端ロ CO與Q2的柵極聯(lián)接。[0020]如圖2所示，所述的保護(hù)與平衡模塊包括輸入電路模塊、三個(gè)保護(hù)模塊、輸出電路模塊和十二個(gè)平衡模塊；輸入電路模塊、三個(gè)保護(hù)模塊和輸出電路模塊依次串聯(lián)，每個(gè)保護(hù)模塊分別與四個(gè)平衡模塊聯(lián)接。所述的平衡模塊分別與電池接ロ模塊聯(lián)接。所述輸入電路模塊DC-DC的模塊。如圖1、2所示，保護(hù)與平衡模塊的通信端ロ 1/01與智能監(jiān)控模塊的通信端ロ 1/02 聯(lián)接，保護(hù)與平衡模塊的輸入端ロ P+與充放電接ロ PACK+聯(lián)通；智能監(jiān)控模塊的輸出端ロ1/03與通用數(shù)據(jù)接ロ模塊聯(lián)接；智能監(jiān)控模塊的電源端ロ VDD和電源端ロ VSS分別與充放電接 ロ PACK+/PACK-聯(lián)接。
權(quán)利要求1.一種輕型電動(dòng)車(chē)鋰電池管理裝置，其特征在于包括電池接ロ模塊、保護(hù)與平衡模塊、智能監(jiān)控模塊、通用數(shù)據(jù)接ロ模塊、充放電接ロ PACK+和充放電接ロ PACK-;電池接ロ模塊的數(shù)據(jù)輸出端ロ OUTPUT與保護(hù)與平衡模塊的數(shù)據(jù)采集端ロ CELL聯(lián)接，電池接ロ模塊分別與充放電接ロ PACK+和充放電接ロ PACK-聯(lián)接，電池接ロ模塊與充放電接ロ PACK-之間串聯(lián)有ー個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路，場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路的控制端與保護(hù)與平衡模塊聯(lián)接；保護(hù)與平衡模塊的通信端ロ 1/01與智能監(jiān)控模塊的通信端ロ 1/02聯(lián)接，保護(hù)與平衡模塊的輸入端ロ P+與充放電接ロ PACK+聯(lián)通；智能監(jiān)控模塊的輸出端ロ 1/03與通用數(shù)據(jù)接ロ模塊聯(lián)接；智能監(jiān)控模塊的電源端ロ VDD和電源端ロ VSS分別與充放電接ロ PACK+/PACK-聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輕型電動(dòng)車(chē)鋰電池管理裝置，其特征在于所述的保護(hù)與平衡模塊包括輸入電路模塊、ー個(gè)或ー個(gè)以上的保護(hù)模塊、輸出電路模塊和兩個(gè)或兩個(gè)以上的平衡模塊；輸入電路模塊、保護(hù)模塊和輸出電路模塊依次串聯(lián)，平衡模塊分別與保護(hù)模塊聯(lián)接；所述的平衡模塊分別與電池接ロ模塊聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕型電動(dòng)車(chē)鋰電池管理裝置，其特征在于所述的保護(hù)與平衡模塊包括輸入電路模塊、三個(gè)保護(hù)模塊、輸出電路模塊和十二個(gè)平衡模塊；輸入電路模塊、三個(gè)保護(hù)模塊和輸出電路模塊依次串聯(lián)，每個(gè)保護(hù)模塊分別與四個(gè)平衡模塊聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輕型電動(dòng)車(chē)鋰電池管理裝置，其特征在于所述輸入電路模塊DC-DC的模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的輕型電動(dòng)車(chē)鋰電池管理裝置，其特征在于所述的場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路由ー個(gè)檢流電阻器R、場(chǎng)效應(yīng)管Q1和場(chǎng)效應(yīng)管Q2串聯(lián)而成，檢流電阻器R與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極聯(lián)接，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極相聯(lián)接；保護(hù)與平衡模塊的端ロ B-和端ロ CS聯(lián)接于保護(hù)電阻R的兩端，保護(hù)與平衡模塊的端ロ DO與Q1的柵極聯(lián)接，保護(hù)與平衡模塊的端ロ CO與Q2的柵極聯(lián)接。
專(zhuān)利摘要一種輕型電動(dòng)車(chē)鋰電池管理裝置，包括電池接口模塊、保護(hù)與平衡模塊、智能監(jiān)控模塊、通用數(shù)據(jù)接口模塊、充放電接口PACK+和充放電接口PACK-；電池接口模塊的數(shù)據(jù)輸出端口OUTPUT與保護(hù)與平衡模塊的數(shù)據(jù)采集端口CELL聯(lián)接，電池接口模塊分別與充放電接口PACK+和充放電接口PACK-聯(lián)接，電池接口模塊與充放電接口PACK-之間串聯(lián)有場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路；保護(hù)與平衡模塊與智能監(jiān)控模塊聯(lián)接，保護(hù)與平衡模塊的輸入端口P+與充放電接口PACK+聯(lián)通；智能監(jiān)控模塊的輸出端口I/O3與通用數(shù)據(jù)接口模塊聯(lián)接。本實(shí)用新型適用在高電壓、大電流的鋰電池組，獨(dú)立監(jiān)控每個(gè)鋰電池單元的電壓、電流和溫度的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202424203SQ201120353859
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者關(guān)志遠(yuǎn), 周偉森, 梁昌明, 王燎原 申請(qǐng)人:廣州明美電子有限公司