[实用新型]一种具有二次保护功能的数字BMS保护板

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池保护电路领域，具体涉及用于电动自行车的电池管理系统(BMS)保护板。

背景技术

电池管理系统用于实时监测单体电池电压、电流大小和温度的变化，防止电池出现过充电和过放电以及充放电大电流的产生，能够提高电池的利用率，延长电池的使用寿命。

数字BMS保护板为其中一种保护板，数字电路实现，采用锂电池采集IC和MCU及扩展功率MOS管的管理方式。锂电池采集IC实时检测对应的单体锂电池的电压及电池组电流等参数，并将数据传递给MCU，MCU实时判别电池组状态，给出正常或者保护(过充、过放、过温、过流)信号，控制整个系统的运行，以保证锂电池工作在稳定的状态，延长锂电池的使用寿命。

传统BMS保护板在出现充放电电流过大时，容易对锂电池性能造成不良影响。针对这一问题，目前常用的一种方式是在保护板外充放电回路线上串接保险，当异常大电流出现时，可及时切断回路，保护锂电池的安全，这种保护板如图1。

但是，目前采用的保护板存在如下缺陷：

1、方式比较单一，当保护板主芯片或MOS管等器件失效时，无法起保护作用，会引起锂电池起火爆炸等安全事故；

2、锂电池出现异常充放电(电流异常、保护板在锂电保护IC设定单体电压保护范围内未保护)时保护板无法起到切断回路作用。

因此，目前所采用的用于电动自行车的电池管理系统的保护板存在很严重的安全隐患，不能在异常充放电或者保护板主芯片或MOS管等器件失效时有效地保护电池及周边环境的安全。

实用新型内容

针对目前电池管理系统保护板所存在的问题，本发明的目的是提供新的保护板，其主要针对数字BMS保护板进行了改进，能够：

1、当电池发生异常放电(低于MCU设定的正常单体过放保护电压值)时，通过二次保护电路实现切断回路并保护

2、当电池发生异常充电(高于MCU设定的正常单体过充保护电压值)时通过二次保护电路实现切断回路并保护；

3、当保护板电压采集芯片或MOS管等器件失效时，仍然能够及时切断电路，实现对电池的保护。

具体而言，本实用新型提供一种具有二次保护功能的数字BMS保护板，其特征在于，所述数字BMS保护板包括：锂电池电压采集芯片IC、单片机MCU、充电开关、放电开关、检流电阻、熔断式保护电路、降压电路，所述数字BMS保护板用于对电动自行车的电池组进行过充过放保护，

所述充电开关用于控制充电器与所述电池组之间的导通与关断；

所述放电开关用于控制负载与所述电池组之间的导通与关断；

所述检流电阻与所述电池组串联连接，用于将所述电池组的充放电流反馈至所述锂电池电压采集芯片IC，所述MCU接收所述锂电池电压采集芯片IC所采集的数据并输出控制信号给所述锂电池电压采集芯片IC；

所述熔断式保护电路串联连接在所述电池组的充放电回路中；

所述降压电路用于降低电池组的总电压提供给MCU供电(降为3.3V)；

所述锂电池电压采集IC接收来自所述电池组的每个节点的电压信号，并获取每节电池的电压值，并将采集数据传递给MCU，所述锂电池电压采集芯片IC分别与所述充电开关和所述放电开关相连，并用于控制其开关，所述MCU与所述熔断式保护电路相连，用于控制所述熔断式保护电路的熔断。

优选地，所述数字BMS保护板还包括RC滤波电路，所述锂电池电压采集芯片IC通过所述RC滤波电路监测所述电池组中每个单体电池的电压，并将数据传递给MCU。

优选地，所述数字BMS保护板还包括负温度系数的热敏电阻及分压电阻R1，所述热敏电阻用于监测保护板以及周围环境的温度，热敏电阻与分压电阻R1分压，热敏电阻随温度增加而变小，分压电阻R1上的电压增大。

优选地，所述MCU基于锂电池采集芯片传递的所述电池组中每个单体电池的电压、所述检流电阻测的所述电池组的充放电流以及热敏电阻阻值变化反馈给MCU的信号控制所述放电开关和所述放电开关的导通与关断。

优选地，电池电压采集IC实时集采电池单体电压，所述MCU中设置两个单体过充过放保护电压阈值范围：正常工作保护范围电压与异常工作保护范围电压。

优选地，所述熔断式保护电路还包括熔断开关。

优选地，所述放电开关为放电MOS管，所述充电开关为充电MOS管。

优选地，所述锂电池电压采集IC采用ML5238和所述单片机MCU采用STM8L051F3P6。