[发明专利]一种电池管理电路

说明书

本发明实施例涉及一种电池管理电路，所述电池管理电路包括电池组、熔断器、第一开关、第二开关、第三开关、预充电阻、电池管理单元、电池控制系统和后台监控系统；电池组、熔断器、第一开关和第二开关之间串联连接；第三开关和预充电阻之间串联连接，并与第二开关并联；电池管理单元的输出端与电池控制系统的输入端相连接，电池管理单元用于采集电池组的电压数据、电流数据以及温度数据，并将电压数据、电流数据以及温度数据发送给电池控制系统；电池控制系统分别与第一开关、第二开关和第三开关的控制端连接，用以控制第一开关、第二开关和第三开关的开启与关闭；后台监控系统与电池控制系统连接，所述后台监控系统用于监控电池管理电路。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池管理电路。

背景技术

随着科技水平的不断进步以及机械自动化程度的提高，各种用电装置逐渐增多，电池行业迅速发展。为了满足各种用电装置的需求，电池的容量越来越大，且通常会配置电池管理电路，以保证用电装置在使用电池时的安全。

目前，电池管理电路监控每块电池或每个小组电池的电压，根据执行情况，当任何一个电池的电压下降到预定值以下时断开负荷，充电时，当任何一个电池达到预定电压时，则分流器被激活，该电池绕过一些充电电流，充电仍在继续。当电池堆栈电压达到预定值，充电终止。电池充电器通常使用某种形式的电压转换开关以及具有正端子和负端子的电流限制器。

电池驱动的装置例如无线工具、电动交通工具和备用电源系统UPS通常使用多元化电池，一系列串联的多元化电池提高输出电压以便对于给定的输出功率进行降低电流的操作。增加的电压用来与那些可利用的低成本的部件匹配来建立一个应用电路。这一系列连接的电池堆栈使每个电池在充电或者放电时使用同样的电流。在典型电池包里的单个电池均被设计成相同的电池，但是这些电池存在制造公差，并且这些电池并不确切的拥有相同的容量。当给这样不完善的电池包充电时，最小容量的电池将会在其他的电池充满之前充满电，过度充电会损坏电池并且严重缩短电池寿命，为了防止过度充电，每个电池内的电压都会被监控，当电池电压达到预定值时，充电被就会停止或者分流器被激活，分流器会使电流绕过部分已经充满电的电池，以此防止给其他未充满电的电池继续充电时造成过度充电。

当电池包过度放电时，同样的电压监控电路将会断开任何一个电池电压降到预定值以下的连接。一个系列电池组里的虚弱电池将在其他电池之前被用完，当一个电池被过度放电并且仍然与负荷连接时，其他的电池将会提供电流给负荷，电压将释放保持放电状态，最终结束放电来防止一个虚弱的电池发生急性反转而被毁没是必须的。

如果电路里同时有一个容量为10A的电池和一个容量为9A的虚弱电池，充电时9A电池电的分流就被激活，而其他的电池将继续充电直至全部电池充满，在放电期间，9A电池将第一个用尽并且它内部的电压将开始下降，因为其他电池里仍有1A，所以它们继续提供电流，因为这一系列连接，这些电流将通过9A的电池并且尝试进一步使之停止放电。当电压保持下降，电池管理电路检测到9A的电池有一些很低的电流通过并且未连接负荷，结果就是因为这种保护行为，电池组只能仅仅提供9A电池的能量，换句话说，总电池容量降到了最虚弱的那块电池的容量大小。

制造者已经把这种单个电池作为典型，当装配电池包的时候，使用同样容量的电池。这就允许所有的电池都可以在差不多同样的时间放电。电池根据它们的测定容量被组合和放置。例如：如果制造一个10A的电池包，那么该电池包中的单个电池被分类配置，例如9.7A对9.8A，9.8A对9.9A，10A对10.1A，10.1A对10.2A，10.2A对10.3A，然后电池包被来自同样装置的电池进行装配。然而这样装配仍然不能保证电池包中所有电池的容量全部用完。

由上述可知，在现有技术中，在串联成组的电池组系统中电池管理电路仅仅能够监测电池组中电池的电压，在电池组放电时，电池管理电路监测到电池组中的第一块电池的电压下降到预定值之时便立即停止放电，整个电池组系统的容量由容量最小的单体决定，也就是说，电池容量的一致性会影响整组电池的性能，导致电池组实际可用容量降低，也降低了电池的使用寿命。