專利名稱：智能鋰電池保護板的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于鋰電池保護技術領域，尤其是一種智能鋰電池保護板。
背景技術：
鋰電池具有電壓高、儲存及循環(huán)壽命長、荷電維持力強、低污染以及有較大工作溫度范圍等優(yōu)點得到了越來越廣泛的應用。通常，鋰電池與鋰電池保護板相連接，通過鋰電池保護板實現(xiàn)鋰電池不過放、不過充、不過流以及輸出短路保護等功能。現(xiàn)有的鋰電池保護板存在的問題是(I)成本較高、可靠性差；(2)保護板參數(shù)無法靈活更改，通用性差；(3)智能化程度低，難以功能擴展。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種智能化程度高、性能穩(wěn)定、通用性強、易于擴展的智能鋰電池保護板。本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的一種智能鋰電池保護板，包括主板、LED電量顯示板和控制電路，在保護板上設有電池電芯接線插排、電源接線端子、LED接線插排，在LED電量顯示板上有LED電量顯示板開關、LED電量指示燈和主板插排，LED接線插排與主板插排相連接；控制電路安裝在主板上，由MCU芯片、電池保護板專用芯片、充放電控制器、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡控制電路、通訊端口、EEPROM存儲器和顯示模塊構成，電池保護板專用芯片與充放電控制器、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡控制電路相連接，MCU芯片與顯示模塊、EEPROM存儲器、通訊端口相連接，MCU芯片與電池保護板專用芯片之間通過控制總線和數(shù)據(jù)總線相連接。而且，所述的MCU芯片采用的是OKI 5227芯片，所述的電池保護板專用芯片采用的是OKI 5208芯片。而且，所述電池電芯接線插排為組合式插排，包括兩個四針和兩個三針插排。而且，所述的電源接線端子包括電池總正極接線端子、充電負極接線端子、電池總負極接線端子和負載負極接線端子。而且，所述的LED接線插排、主板插排均為五針接線插口。而且，所述的充放電控制器采用MOS管IRF2807。本實用新型的優(yōu)點和積極效果是I、本電池保護板采用MCU+專用芯片結構實現(xiàn)對鋰電池的保護功能，具有智能化程度高、性能穩(wěn)定、功耗低、所用外圍器件少、成本低廉等特點。2、本電池保護板通過電池電芯接線插排可以應用于5至13串各種材質的鋰電池組保護，通用性強，擁有完備的保護功能，包括充放電電壓、充放電電流、短路及高低溫的保護。3、本電池保護板利用MCU芯片OKI 5227的通訊功能與上位機連接，用于計算機監(jiān)控，顯示當前鋰電池組的總電壓和各單體電池電壓以及最大最小電壓、充放電電流、電池組的剩余容量、溫度和電池組現(xiàn)處的工作狀態(tài)以及故障等訊息。3、本電池保護板可用程序燒寫方式對所有保護電壓、保護電流、保護溫度的閥值以及保護功能進行靈活可調節(jié)，可以做到為客戶深度定制。4、本電池保護板采用的OKI 5208芯片內置均衡裝置，最大支持IOOmA芯片內部均衡電流，最大程度保證鋰電池組電壓的一致性。5、本電池保護板帶自學習功能的電量SOC統(tǒng)計功能，能根據(jù)電池類型不同選擇不同的SOC計算方式，并根據(jù)電池狀況進行電 量自修正。6、本電池保護板擁有剩余容量顯示裝置，采用I紅3綠4路LED顯示鋰電池剩余容量，未來支持各種類型的顯示方式，LED顯示同時可以設置為報警顯示，在系統(tǒng)異常狀態(tài)下給出報警信息。7、本電池保護板設有數(shù)據(jù)存儲裝置，用于存儲鋰電池的電壓、電流、充電次數(shù)、電量等信息，可進行充放電電量統(tǒng)計，系統(tǒng)在EEPROM中自動存儲前200次充放電的電量，統(tǒng)計數(shù)據(jù)可通過UART端口讀出至PC，便于客戶搜集數(shù)據(jù)以及故障解析。

圖I是本實用新型的主板視圖；圖2是本實用新型的LED電量顯示板視圖；圖3是本實用新型的控制電路方框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳述一種智能鋰電池保護板，包括主板、LED電量顯示板和控制電路。如圖I所示，在保護板的一側設有四個電源接線端子1、4、5和6、LED接線插排2、通訊端口 3和電池電芯接線插排7 ;所述的四個電源接線端子分別為電池總正極接線端子、充電負極接線端子、電池總負極接線端子和負載負極接線端子；所述的電池電芯接線插排為組合式插排，分別為兩個四針和兩個三針插排，可根據(jù)具體電池串輸進行組合；通訊端口用于與上位機連接進行通訊實現(xiàn)監(jiān)控功能；LED接線插排為五針接線插口，用于與LED電量顯示板相連接。如圖2所示,在LED電量顯示板上有LED電量顯示板開關9、LED電量指示燈8和主板插排(圖中未示出)，其中，LED電量顯示板開關用來控制燈板開關，LED電量指示燈用于顯示當前電池電量,主板插排為五針接線插口，位于LED電量顯示板的內側用于與主板相連接。如圖3所示，控制電路安裝在主板上，由MCU芯片OKI 5227、電池保護板專用芯片OKI 5208、充放電控制器、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡控制電路、通訊端口、EEPROM存儲器和顯示模塊構成，電池保護板專用芯片OKI 5208與充放電控制器、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡控制電路相連接，MCU芯片OKI 5227與顯示模塊、EEPROM存儲器、通訊端口相連接，MCU芯片OKI 5227、電池保護板專用芯片OKI 5208之間通過控制總線和數(shù)據(jù)總線相連接。MCU芯片OKI 5227、電池保護板專用芯片OKI 5208作為控制電路的核心用于實現(xiàn)整個保護板的保護功能；充放電控制器采用MOS管IRF2807，用于控制保護板主電路的通斷實現(xiàn)相應的保護功能；電壓檢測電路、溫度檢測電路和均衡控制電路與電池電芯接線插排相連接分別讀取各個電芯電壓、電池溫度和對電池進行均衡控制；電流檢測電路實現(xiàn)對充放電電流的檢測功能;MCU芯片OKI 5227具有通訊功能，其通過通訊端口連接上位機實現(xiàn)監(jiān)控功能；顯示模塊采用的是LED電量顯示板，通過LED燈顯示當前電池電壓。本實用新型的工作原理為MCU芯片OKI 5227對電池保護板專用芯片0KI5208傳輸?shù)母鞣N信號進行AD轉換，得到各種實時數(shù)據(jù)并根據(jù)程序得出相應的控制方案，而后通過I2C總線發(fā)出相應命令，指揮芯片OKI 5208完成相應的控制動作。MCU芯片OKI 5227通過I2C總線發(fā)出命令，讓芯片OKI 5208收集各種電壓信號，包括各節(jié)電芯電壓、熱敏電阻電壓、捕捉電阻電壓等，并通過特定端口逐個傳給MCU 5227進行AD轉換。MCU 5227通過AD轉換會得到相應數(shù)據(jù)，如各節(jié)電芯電壓、電池溫度、充放電電流等，然后通過計算得到相應的控制方案，而后通過I2C總線發(fā)出相應命令，指揮芯片OKI 5208完成相應的控制動作。芯片OKI 5208會根據(jù)命令控制MOS管IRF 2807的通斷，完成對鋰電池的保護。OKI 5208芯片內置均衡裝置，能根據(jù)MCU 5227的指令控制芯片內部MOS管打開，通過兩個電阻對單節(jié)電芯進行放電，完成被動均衡，最大支持IOOmA芯片內部均衡電流，最大程度保證鋰電池 組電壓的一致性。MCU 5227在工作過程中會實時的把電池的電壓、電流、充電次數(shù)、電量等信息存入保護板的EEPROM中，能根據(jù)數(shù)據(jù)進行充放電電量統(tǒng)計，自動學習電池準確容量，完成帶學習功能的電量SOC統(tǒng)計功能，能根據(jù)電池類型不同選擇不同的SOC計算方式，并根據(jù)電池狀況進行電量自修正。保護板配有LED顯示燈板，在LED燈板上采用I紅3綠4路LED顯示鋰電池剩余容量，LED顯示同時可以設置為報警顯示，在系統(tǒng)異常狀態(tài)下給出報警信息，并且支持各種類型的顯示方式。MCU 5227提供UART通訊功能，其通過通訊端口與上位機相連接用于計算機監(jiān)控，顯示當前鋰電池組的總電壓和各單體電池電壓，充放電電流，電池組的剩余容量，溫度和電池組現(xiàn)處的工作狀態(tài)以及故障等訊息。系統(tǒng)在EEPROM中自動存儲前200次充放電的電量，統(tǒng)計數(shù)據(jù)可通過UART端口讀出至PC，便于客戶搜集數(shù)據(jù)以及故障解析。需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求1.一種智能鋰電池保護板，其特征在于包括主板、LED電量顯示板和控制電路，在保護板上設有電池電芯接線插排、電源接線端子、LED接線插排，在LED電量顯示板上有LED電量顯示板開關、LED電量指示燈和主板插排，LED接線插排與主板插排相連接；控制電路安裝在主板上，由MCU芯片、電池保護板專用芯片、充放電控制器、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡控制電路、通訊端口、EEPROM存儲器和顯示模塊構成，電池保護板專用芯片與充放電控制器、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡控制電路相連接，MCU芯片與顯示模塊、EEPROM存儲器、通訊端口相連接，MCU芯片與電池保護板專用芯片之間通過控制總線和數(shù)據(jù)總線相連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的智能鋰電池保護板，其特征在于所述的MCU芯片采用的是OKI 5227芯片，所述的電池保護板專用芯片采用的是OKI 5208芯片。
3.根據(jù)權利要求I所述的智能鋰電池保護板，其特征在于所述電池電芯接線插排為組合式插排，包括兩個四針和兩個三針插排。
4.根據(jù)權利要求I所述的智能鋰電池保護板，其特征在于所述的電源接線端子包括電池總正極接線端子、充電負極接線端子、電池總負極接線端子和負載負極接線端子。
5.根據(jù)權利要求I所述的智能鋰電池保護板，其特征在于所述的LED接線插排、主板插排均為五針接線插口。
6.根據(jù)權利要求I所述的智能鋰電池保護板，其特征在于所述的充放電控制器采用MOS 管 IRF2807。
專利摘要本實用新型涉及一種智能鋰電池保護板，其技術特點是包括主板、LED電量顯示板和控制電路，控制電路安裝在主板上，由MCU芯片、電池保護板專用芯片、充放電控制器、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡控制電路、通訊端口、EEPROM存儲器和顯示模塊構成，電池保護板專用芯片與充放電控制器、電流檢測電路、電壓檢測電路、溫度檢測電路、均衡控制電路相連接，MCU芯片與顯示模塊、EEPROM存儲器、通訊端口相連接，MCU芯片與電池保護板專用芯片之間通過控制總線和數(shù)據(jù)總線相連接。本實用新型設計合理，采用MCU+專用芯片結構實現(xiàn)對鋰電池的保護功能，具有智能化程度高、性能穩(wěn)定、功耗低、所用外圍器件少、成本低廉等特點。
文檔編號H02H7/18GK202488114SQ20122012246
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權日2012年3月28日
發(fā)明者周波, 孫廣玉, 范騰飛 申請人:天津云舟科技有限公司