[实用新型]一种锂电管理中的整合控制电路模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂电管理中的电路整合控制的改进技术。

背景技术

如今人类面对前所未有的能源危机，“环保”、“节能”的重要性日益凸显，锂电池的应用领域也日益广阔。由于单节锂电池电压较低，对于要求电压较高的场合，一般都需要将多节锂电池进行串联成锂电池组或，其中以3至6串数的锂电池组居多。高性能的锂电池保护方案越来越引起人们重视，为了保证锂电池的寿命及其使用安全，锂电池的充放电时的工作电压、工作电流及电芯温度都必须严格控制在准确的范围以内，通常的做法是利用分立的元件构建六大功能电路，即电平平移电路、电芯平衡电路、电流检测电路、驱动电路、工作模式检测电路，但此方法，分立元件数量多，可靠性难于控制、成本高、生产工序复杂。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种针对锂电池组管理进行多电路整合后的电路模块。

由此，本实用新型所提出的技术方案如下：

一种锂电管理中的整合控制电路模块，所述的整合控制电路模块包括一个模拟前端电路和一个进行后端处理及可编程控制的MCU控制器。

其中，所述的模拟前端电路整合了一个可将相对电压转换为对地绝对电压的电平平移电路、一个可对指定的电芯进行适度放电控制的电芯平衡电路、一个可检测充电模式或放电模式下回路中电流值的电流检测电路、一个利用电场效应管驱动充电和放电的驱动电路、一个可判断是否外接充电器或是挂接负载的工作模式检测电路。

其中，所述的整合控制电路模块设有多个可拓展其他功能的通用输入输出接口。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的整合控制电路模块将一个微控制器MCU与一个由多个用于锂电管理的功能电路整合而成的前端电路模块化组合。由于该技术将多个分立元件功能电路整合起来，极大地减少了外围元件数量，提高了电路的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的电路模块组成框图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型涉及锂电管理中的一种整合控制技术，具体如附图1所示为可用于六节锂电池组控制的整合控制电路模块，包括一个模拟前端电路1和一个进行后端处理及可编程控制的MCU控制器2。同时该整合控制电路模块设有17个外接端口，它们的具体功能是：GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4、GPIO5、GPIO6为6个可应用于整体电量指示、热敏NTC监测等的通用输入输出接口，CFET端口用于充电控制，DFET端口用于放电控制，SENES端口用于电流检测，MODE端口用于工作模式检测，VG端口接地，VCELL1、VCELL2、VCELL3、VCELL4、VCELL5、VCELL6分别对应连接第一节电芯至第六节电芯并对每节电芯电压模拟信号进行实时采集。

模拟前端电路1整合了一个可将相对电压转换为对地绝对电压的电平平移电路3、一个可对指定的电芯进行适度放电控制的电芯平衡电路4、一个可检测充电模式或放电模式下回路中电流值的电流检测电路5、一个利用电场效应管驱动充电和放电的驱动电路6、一个可判断是否外接充电器或是挂接负载的工作模式检测电路7。

整个控制电路模块的工作原理如下：

a.模块初始化：由MCU控制器2编程设置电芯电压上/下限、充电电流参数、放电电流参数、NTC上限/下限、迟滞时间，同时完成整个控制电路模块的初始化。

b.电芯电压实时采集与相应控制：电平平移电路3可将VCELL1至VCELL6端口采集得到的各节电芯的实时电压信号转换为对地参考电压后，再送入MCU控制器AD转换后得到各节电芯电压值，与编程设置的电芯电压上/下限进行比较。在充电模式下，如果各节电芯电压低于编程设置上限，那么CFET端口输出1，驱动电路6驱动外部充电电路正常充电；如果各节电芯电压高于编程设置上限并达到迟滞时间，那么CFET端口输出0，关闭充电回路；如果某一节电芯电压高于最低节电芯电压幅度达到30mV以上，电芯平衡电路4启动，对电压最高节电芯进行适度放电，以取得各节电芯的电压平衡。而在放电模式下，如果各节电芯电压高于编程设置电压下限，那么DFET端口输出1，驱动电路6驱动外部放电回路正常放电；如果检测到各节电芯电压低于编程设置下限，那么DFET端口输出0，关闭放电回路。