專利名稱：鋰離子電池保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池保護(hù)裝置，尤其是一種需反復(fù)充電的電動(dòng)車 使用的鋰離子電池保護(hù)裝置，具體地說(shuō)是一種鋰離子電池保護(hù)裝置。
技術(shù)背景目前，由于人們對(duì)環(huán)保問(wèn)題認(rèn)識(shí)的加深,使得電動(dòng)自行車正在逐步替代摩托車，成為人們的帶步工具?，F(xiàn)階段適合電動(dòng)自行車用的電源主要有:鉛酸 類蓄電池、鎳氫類電池、鋰離子電池。鋰離子電池具有工作電壓高、體積小、 重量輕、能量比高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電率低,可快速充電等 優(yōu)良性能，因此鋰離子電池正在成為電動(dòng)自行車用電池的理想選擇。但是鋰 離子電池使用中需要專用的安全保護(hù)電路,否則可能會(huì)引起電池的爆炸。并 且如果大量鋰離子電池串聯(lián)使用，還會(huì)因?yàn)殡姵刂g差異嚴(yán)重影響整個(gè)電池 包的使用壽命。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，這些電池往往是多個(gè)串聯(lián)的，這樣在 充放電時(shí)會(huì)發(fā)生不均衡現(xiàn)象，導(dǎo)致某些電池容量損失，壽命較短。當(dāng)一組電 池中的某個(gè)單體或者幾個(gè)單體損壞，電池應(yīng)用客戶往往無(wú)法判斷是哪個(gè)電池 單體發(fā)生故障，因此只能一整組電池更換，從而引起大量的浪費(fèi)。因此，電 池串聯(lián)組中每個(gè)單體電池好壞的判斷也是很必要的。同時(shí)，由于該類電^k的 特點(diǎn)，在線檢測(cè)的功能也是必須的。而在電動(dòng)車電池應(yīng)用中，電池的循環(huán)壽命和電池的快速充電是被關(guān)注的重點(diǎn)。由于電動(dòng)車電池應(yīng)用的特點(diǎn)，要求電池充電速度快，但是快速充電會(huì) 引起電池組不均衡程度加深、電池壽命損失，因此怎樣又快又安全的對(duì)電池 充電是電動(dòng)車電池研究的核心。對(duì)此，目前尚無(wú)理想的解決方案，影響了鋰離子電池的推廣使用。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的鋰離子電池因缺乏必要的充電保護(hù)裝 置而易影響壽命及安全的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種能使鋰離子電池均衡充電延長(zhǎng)使用壽命的鋰離子電池保護(hù)裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
一種鋰離子電池保護(hù)裝置，其特征是它包括
一電池檢測(cè)芯片1，該電池檢測(cè)芯片1設(shè)有用于測(cè)量鋰離子電池2的溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器，所述電池檢測(cè)芯片1通過(guò)所述的溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器與鋰離子電池2相連；
一單片機(jī)3，該單片機(jī)3的電流信號(hào)輸入端和溫度信號(hào)輸入端直接與前述的電池檢測(cè)芯片1對(duì)應(yīng)的輸出端相連，所述單片機(jī)3的電壓信號(hào)輸入端通
過(guò)一電平轉(zhuǎn)換電路5與電池哮測(cè)芯片1的電壓信號(hào)輸出端相連，單片機(jī)3的輸出與充電電路4的控制輸入端相連，充電電路4的輸出與鋰離子電池2的充電接口相連。
所述的單片機(jī)3為GC1318型單片機(jī)。
所述的電池檢測(cè)芯片1為帶有內(nèi)部寄存器的X3100型集成塊。
本實(shí)用新型的有益效果
1、 本實(shí)用新型可以智能控制電池的狀態(tài)，提高電池的使用壽命。
2、 本實(shí)用新型具有以下功能
(1) 可設(shè)置的鋰離子電池過(guò)充電保護(hù)電壓；
(2) 可設(shè)置的鋰離子電池過(guò)電流保護(hù)(充電過(guò)流、放電過(guò)流)；
(3) 可設(shè)置的鋰離子電池過(guò)放電保護(hù)電壓；
(4) 可設(shè)置的過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流保護(hù)時(shí)間；
(5) 100mA的充電平衡功能；
(6) 精確的電量計(jì)算、指示功能；
(7) 安全的溫度保護(hù)功能。
(8) 具有USB接口，直接檢測(cè)電池系統(tǒng)狀態(tài)。
3 、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)具有體積小，集成化程度高的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)框圖。
圖2(a)是本實(shí)用新型的控制流程圖的一部分。
圖2(b)是與圖2(a)相配的本實(shí)用新型的控制流程圖的另一部分。如圖l所示。一種鋰離子電池保護(hù)裝置，它包括電池檢測(cè)芯片l (型號(hào)可為X3100)、 單片機(jī)3 (型號(hào)可為GC1318)和電平轉(zhuǎn)換電路5 (可釆用教科書(shū)或設(shè)計(jì)手 冊(cè)上的常規(guī)電路加以實(shí)現(xiàn))，電池檢測(cè)芯片1設(shè)有用于測(cè)量鋰離子電池2的 溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器，所述電池檢測(cè)芯片1通過(guò)所述的溫 度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器與鋰離子電池2相連，單片機(jī)3的電流 信號(hào)輸入端以及溫度信號(hào)輸入端直接與前述的電池檢測(cè)芯片1對(duì)應(yīng)的^出 端相連，單片機(jī)3的電壓信號(hào)輸入端需經(jīng)過(guò)一個(gè)常規(guī)的電平轉(zhuǎn)換電路5將鋰 離子電池2的電壓轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能識(shí)別的電壓，其中的電平轉(zhuǎn)換電路5可采 用相關(guān)手冊(cè)或教科書(shū)上的常規(guī)電路加以實(shí)現(xiàn)，也可采用集成塊加以實(shí)現(xiàn)，單 片機(jī)3的輸出與充電電路4的控制輸入端相連，充電電路4的輸出與鋰離子 電池2的充電接口相連。具體實(shí)施時(shí)可采用一個(gè)電池檢測(cè)芯片1控制多個(gè)串連的鋰離子電池，也 可為每個(gè)鋰離子電池單獨(dú)配置相應(yīng)的電池檢測(cè)芯片1。圖2是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型各功能的軟件流程圖(它由圖2(a)和圖2(b)兩 部分組成，其信號(hào)連接及走向見(jiàn)圖中的箭頭及字母所示)。單片機(jī)GC1318通 過(guò)SPI接口分別與電池檢測(cè)芯片X3100進(jìn)行通信,設(shè)置X3100的內(nèi)部寄存 器,讀取X3100的狀態(tài)標(biāo)志。電池電壓由X3100處理后送到.GC1318的AD 輸入口。電流信號(hào)經(jīng)過(guò)X3100內(nèi)部可編程放大器放大后送到GC1318的AD 輸入口，因?yàn)殡娏餍盘?hào)非常微弱,有時(shí)檢測(cè)電阻兩端的電壓只有幾微伏,為提 高采樣精度，增加電路的抗干擾性能，電流檢測(cè)回路可采用開(kāi)爾文連接方式。 溫度檢測(cè)采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻配合GC1318的AD輸入完成。為提高 電路的安全性,本實(shí)用新型的X3100在初始化后可以根據(jù)內(nèi)部寄存器設(shè)置自 動(dòng)完成對(duì)鋰離子電池充、放電保護(hù),這就可以避免由于GC1318的故障引起 的保護(hù)失常,可以把整體電路的無(wú)故障時(shí)間提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。圖中GC1318 提供的SMBUS接口在本方案中主要用于生產(chǎn)中自動(dòng)調(diào)試、測(cè)試和參數(shù)設(shè) 置。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種鋰離子電池保護(hù)裝置，其特征是它包括一電池檢測(cè)芯片(1)，該電池檢測(cè)芯片(1)設(shè)有用于測(cè)量鋰離子電池(2)的溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器，所述電池檢測(cè)芯片(1)通過(guò)所述的溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器與鋰離子電池(2)相連；一單片機(jī)(3)，該單片機(jī)(3)的電流信號(hào)輸入端和溫度信號(hào)輸入端直接與前述的電池檢測(cè)芯片(1)對(duì)應(yīng)的輸出端相連，所述單片機(jī)(3)的電壓信號(hào)輸入端通過(guò)一電平轉(zhuǎn)換電路(5)與電池檢測(cè)芯片(1)的電壓信號(hào)輸出端相連，單片機(jī)(3)的輸出與充電電路(4)的控制輸入端相連，充電電路(4)的輸出與鋰離子電池(2)的充電接口相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池保護(hù)裝置，其特征是所述的單片機(jī)(3) 為GC1318型單片機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池保護(hù)裝置，其特征是所述的電池檢測(cè)芯片(1)為帶有內(nèi)部寄存器的X3100型集成塊。
專利摘要一種鋰離子電池保護(hù)裝置，其特征是它包括電池檢測(cè)芯片(1)和單片機(jī)(3)，電池檢測(cè)芯片(1)設(shè)有用于測(cè)量鋰離子電池(2)的溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器，所述電池檢測(cè)芯片(1)通過(guò)所述的溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器與鋰離子電池(2)相連；單片機(jī)(3)的電流信號(hào)輸入端和溫度信號(hào)輸入端直接與前述的電池檢測(cè)芯片(1)對(duì)應(yīng)的輸出端相連，所述單片機(jī)(3)的電壓信號(hào)輸入端通過(guò)一電平轉(zhuǎn)換電路(5)與電池檢測(cè)芯片(1)的電壓信號(hào)輸出端相連，單片機(jī)(3)的輸出與充電電路(4)的控制輸入端相連，充電電路(4)的輸出與鋰離子電池(2)的充電接口相連。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)具有體積小，集成化程度高的優(yōu)點(diǎn)，它可大幅度提高鋰電池的壽命，保證充放電的安全工作。
文檔編號(hào)G05B19/042GK201425959SQ200920044510
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者朱紀(jì)軍, 王明華 申請(qǐng)人:深圳市華天通科技有限公司