[实用新型]锂电池组充放电控制保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锂电池组充放电控制保护电路，尤其涉及一种将浮地监测信号转换为共地监测信号的电路。

背景技术

基于锂电池组物理结构上的原因，对锂电池组充放电有特定要求，如充电时须具备有预充电功能、需恒流、恒压充电，最大放电电流限制等。同时锂电池组在充、放电工作过程中，需要对其过充电压、过放电压以及负载电流等关键参数进行监测和控制。

锂电池组既不能过充电也不能过度放电。因过充电会产生热量，使锂电池组内部温度上升，电解液气化，内部气压升高，甚至有使外壳破裂的危险。过放电会导致电解液分解，锂电池组性能下降，缩短寿命。故对锂电池组充放电管理的好坏直接影响锂电池组的安全和使用寿命。

目前，单节锂电池充放电保护电路已较成熟，如图3所示为常见单节锂电池充放电电压监测模块原理图，该模块电路包括由过充电检测比较器10、过放电检测比较器11、逻辑判断控制电路12、充电控制开关6、放电控制开关5等组成的锂电池监测保护电路。检测比较器10和11检测到锂电池9的电位后，将被检测锂电池的电位与检测比较器10、11内置的基准电压比较，然后将比较结果输出给逻辑判断控制电路12，逻辑判断控制电路12按照事先设定的数值和控制程序去控制充电开关6和放电控制开关5的通断。

正常充、放电工作时：单节锂电池充放电电压监测模块的输出脚C0、D0均输出高电平，使充电控制开关6和放电控制开关5均导通，单节锂电池按正常充、放电工作。若单节锂电池充放电电压监测模块检测到有过充电压或过放电压时，则C0或D0输出低电平，使充电控制开关管6或放电控制开关管5截止，锂电池被停止充电或放电，从而实现对锂电池的充电电压、放电电压、放电电流等进行监测和控制，达到了保证锂电池使用中的安全和延长锂电池组的使用寿命。

因单节锂电池容量有限，电压有限，难以满足实际用户要求。故锂电池一般都串并联使用，组成串并联锂电池组，以增加锂电池输出功率，满足用户实际需求。目前锂电池组充放电安全保护集成电路耐压仅仅24V，多节串联锂电池组电压若超过24V，则安全保护集成电路耐压不够，故不易使用。对锂电池组充、放电安全保护集成电路仅能保护8节左右，若锂电池组内单节电池数多于8节则实现保护困难，控制电路成本较高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种锂电池组充放电控制保护电路，有效保证各单节锂电池使用中的安全和延长使用寿命。

本实用新型的上述目的由以下技术方案实现：锂电池组充放电控制保护电路，包括有串联多节锂电池E1、E2、……、En-1、En的锂电池组，锂电池组的各个锂电池各自并联有一个单电池电压监测模块1，其输出信号送到电子开关2，电子开关2的输出信号输出到光电开关3，所有光电开关3的输出连接到比较控制开关4，比较控制开关4输出控制放电控制开关5和充电控制开关6。

所述的单电池电压监测模块1检测与其并联的锂电池E1充放电工作状态，在锂电池出现过充电压或者过放电压时，单电池电压监测模块1输出信号到电子开关2，电子开关2产生信号输出到光电开关3，光电开关3产生的信号输出到比较控制开关4，由比较控制开关4控制充电控制开关6或者放电控制开关5断开，停止对锂电池组进行充电或者放电。

所述的电子开关2的输入端为来自单电池电压监测模块1输出的检测信号：过充电压信号和过放电压信号，其分别经过一个电阻接到各自三极管Q1和Q2的基极，两个三极管Q1和Q2的发射极共接一电源，两个三极管Q1和Q2的集电极各自连接一个二极管D1和D2的阳极，两个二极管D1和D2的阴极互连为输出端信号，其输出到光电开关3的输入端。

所述的光电开关3接收来自电子开关2的输出信号，所述的光电开关3的输出信号连接到比较控制开关4，光电开关将浮地信号转换成共地信号E。所有的电子开关2具有相同的电路结构，所有的光电开关3具有相同的电路结构。

本实用新型的优点及效果是提供一种锂电池组充放电控制保护电路，有效地保证各单节锂电池使用中的安全和延长使用寿命。

本实用新型电路，采用电子开关对单电池电压监测模块输出的监测信号进行变换处理，采用光电开关对电子开关输出的浮地信号转换成共地信号，有效地解决了现有安全保护集成电路耐压不够的问题，从而实现锂电池组充放电控制保护，延长了电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的线路原理框图；

图2是电子开关和光电开关原理图；

图3是单节锂电池充放电电压监测模块原理图；

图4是串联锂电池组各电池电位分布图；