一種動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路及保護電路的制作方法
【專利摘要】一種動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路及保護電路，所述充放電保護電路包括連接于電池充電正極、電池充電負極、電池放電正極、電池放電負極與電池正極、電池負極之間的充放電電路、該電池正極與電池放電正極相連；及一保護控制器，該保護控制器包括一充放電電壓檢測輸入端、一過放電控制端、一過流控制端、一過充控制端、一延時端和一接地端；該充放電電壓檢測輸入端通過一第一電容與電池負極相連，及通過一第一電阻與電池正極相連；該過放電控制端和過充控制端均與充放電電路相連；該延時端通過一第二電容與電池負極相連；該過流控制端通過一第三電容與電池負極相連。所述動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路包括上述任一一種充放電保護電路。本實用新型實現(xiàn)并聯(lián)充電，及充放電的過充、過放、過流和短路保護，還可實現(xiàn)充電器的統(tǒng)一。
【專利說明】—種動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路及保護電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電池充放電電路領域，特別是一種動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路及保護電路。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的串聯(lián)動力鋰電池組都是采用串聯(lián)充電方式，這種充電方式只能通過控制電池組的總電壓和總電流來實現(xiàn)充電。由于每個電池單體的內(nèi)阻不同，所處電池組位置的不同。使得每個電池單體很難獲得相同的充電電壓，而每個電池單體的充電電流是相同的。這就造成有些電池單體處于過充電，有些充電不滿的狀態(tài)。長期處于過充電狀態(tài)的電池單體，將很快老化失效，并影響其它電池單體，最終造成整個電池組的老化失效。雖然有一些動力鋰串聯(lián)電池組加了保護電路，但由于充電的方式?jīng)]有改變，效果并不好。只是對過放電保護比較有效。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術中的上述，提出一種動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路及保護電路。
[0004]本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種充放電保護電路，包括連接于電池充電正極、電池充電負極、電池放電正極、電池放電負極與電池正極、電池負極之間的充放電電路、該電池正極與電池放電正極相連，其特征在于:還包括一保護控制器，該保護控制器包括一充放電電壓檢測輸入端、一過放電控制端、一過流控制端、一過充控制端、一延時端和一接地端；該充放電電壓檢測輸入端通過一第一電容與電池負極相連，及通過一第一電阻與電池正極相連；該過放電控制端和過充控制端均與充放電電路相連；該延時端通過一第二電容與電池負極相連；該過流控制端通過一第三電容與電池負極相連。
[0006]進一步的，所述充放電電路包括一第一場效應管、一第二場效應管、一第三場效應管、一第一三極管、一第二電阻、一第三電阻、一第四電阻、一第五電阻和一第一二極管；
[0007]該電池充電正極連接第二電阻一端、第一二極管正極、第三電阻一端；該第二電阻另一端連接第四電阻一端及第二場效應管柵極，該第二場效應管源極與電池充電負極相連，該第四電阻另一端連接第一場效應管漏極、第一三極管發(fā)射極和電池負極，該第一場效應管源極與第二場效應管漏極相連，該第一場效應管柵極與所述過充控制端相連；該第一二極管負極連接電池正極；該第三電阻另一端連接第一三極管基極，該第一三極管集電極連接第三場效應管柵極和所述過放電控制端，該第三場效應管的漏極連接電池負極，該第三場效應管的源極連接電池放電負極。
[0008]進一步的，所述保護控制器采用芯片HY2112。
[0009]進一步的，所述第一場效應管、所述第二場效應管和所述第三場效應管為N型場
效應管。[0010]進一步的，所述第一三極管為NPN型三極管。
[0011]一種動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路，其特征在于:包括并聯(lián)于所述電池組充電正極和電池組充電負極之間的多組電池充電正極和電池充電負極,及串聯(lián)于電池組放電正極和電池組放電負極之間的多組電池放電正極和電池放電負極,在每組的電池充電正極、電池充電負極、電池放電正極、電池放電負極與對應的電池正極、電池負極之間連接有上述的任--種電池充放電保護電路。
[0012]由上述對本實用新型的描述可知，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0013]1、本實用新型的電池充放電保護電路，采用具有充放電電壓檢測、過放電控制、過流控制、過充控制的保護控制器，通過檢測充放電過程中的電池電壓來控制充放電電路狀態(tài)，實現(xiàn)過充放電保護；
[0014]2、本實用新型的一種動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路，在每個電池單體增加一個保護電路，實現(xiàn)并聯(lián)充電，及充放電的過充、過放、過流和短路保護，還可實現(xiàn)充電器的統(tǒng)一，只按單體電壓設計即可。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型電池充放電保護電路的電路圖；
[0016]圖2為本實用新型的鉛酸串聯(lián)蓄電池組的并聯(lián)充電原理圖；
[0017]圖3本實 用新型的鉛酸串聯(lián)蓄電池組的并聯(lián)充電電路圖。
【具體實施方式】
[0018]以下通過【具體實施方式】對本實用新型作進一步的描述。
[0019]參照圖1，一種充放電保護電路，包括連接于電池充電正極C+、電池充電負極C-、電池放電正極P+、電池放電負極P-與電池正極B+、電池負極B-之間的充放電電路、該電池正極B+與電池放電正極P+相連。還包括一保護控制器，其包括一充放電電壓檢測輸入端VDD、一過放電控制端D0、一過流控制端VC、一過充控制端CO、一延時端CT和一接地端VSS。該充放電電壓檢測輸入端VDD通過一第一電容Cl與電池負極B-相連,及通過一第一電阻Rl與電池正極B+相連；該過放電控制端DO和過充控制端CO均與充放電電路相連；該延時端CT通過一第二電容C2與電池負極B-相連；該過流控制端VC通過一第三電容C3與電池負極B-相連。該保護控制器可根據(jù)不同類型的鋰電池，選擇不同芯片，例如芯片HY2112。
[0020]充放電電路包括一第一場效應管VD1、一第二場效應管VD2、一第三場效應管VD3、一第一三極管VD4、一第二電阻R2、一第三電阻R3、一第四電阻R4、一第五電阻R5和一第一二極管Dl。
[0021]該電池充電正極C+連接第二電阻R2—端、第一二極管Dl正極、第三電阻R3—端；該第二電阻R2另一端連接第四電阻R4 —端及第二場效應管VD2柵極，該第二場效應管VD2源極與電池充電負極C-相連，該第四電阻R4另一端連接第一場效應管VDl漏極、第一三極管VD4發(fā)射極和電池負極B-，該第一場效應管VDl源極與第二場效應管VD2漏極相連，該第一場效應管VDl柵極與過充控制端CO相連；該第一二極管Dl負極連接電池正極B+ ;該第三電阻R3另一端連接第一三極管VD4基極，該第一三極管VD4集電極連接第三場效應管VD3柵極和過放電控制端D0，該第三場效應管VD3漏極連接電池負極B-，該第三場效應管VD3的源極連接電池放電負極P-。另外，過流控制端VC通過第五電阻R5連接電池放電負極P-。
[0022]參照圖2、圖3，本實用新型還提出一種動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路，包括并聯(lián)于電池組充電正極C+和電池組充電負極C-之間的多組電池充電正極c+1--c+N和電池充電負極C-1--C-N，及串聯(lián)于電池組放電正極P+和電池組放電負極P-之間的多組電池放電正極P+1--P+N和電池放電負極P-1—P-M，在每組的電池充電正極C+N、電池充電負極C-N、電池放電正極P+N、電池放電負極P_N與對應的電池正極B+n、電池負極B-n之間連接有上述的充放電電路。
[0023]本實用新型中采用的HY2112是一片鋰離子單體電池的保護芯片，(不同類型的鋰電池，由于電壓不同，要選不同的芯片)本電路以3.2V的磷酸鐵鋰電池為例。
[0024]HY2112的引腳說明:1腳為過放電控制端D0，2腳為過流控制端VC，3腳為是過充控制端CO，4腳為是延時端CT，5腳為充放電電壓檢測輸入端，6腳接地端VDD。
[0025]VD1-VD3是N型場效應管，VD4是NPN型三極管。
[0026]參照圖1，每組的單體電池充電過程:當C+、C-加入充電電壓時，VD2、VD4的控制端分別通過R2、R3獲得高電平導通，VD4導通后，VD3的控制端獲得低電平關閉，串聯(lián)放電斷開，電流經(jīng)C+ —Dl — B+ —B- —VDl — VD2 —C-，實現(xiàn)并聯(lián)充電。當電池電壓正常時，HY2112的3腳CO端為高電平，VDl導通，正常充電。當電池電壓高于正常電壓時，通過5腳VDD檢測，控制3腳CO端為低電平，VDl關閉。停止單體電池充電，這時，如果其它單體電池還沒充滿，可以繼續(xù)充電，不受影響。Dl是隔離二極管，防止放電倒灌。
[0027]參照圖2、圖3，動力鋰串聯(lián)電池組的放電過程:當C+、C_關閉充電電壓時，VD2、VD4的控制端變成低電平關閉，VD4關閉后，VD3的控制端獲得高電平導通，串聯(lián)放電開啟，電流通過 B+i — P+!—負載一P-n — B-n — Pn-! — Bn-!—……一— VD3 — B-” 實現(xiàn)串聯(lián)放電。當電池電壓正常時，HY2112的I腳DO端為高電平，VD3導通，正常放電。當某一電池單體電壓低于正常電壓時，通過5腳VDD檢測，控制I腳DO端為低電平，VD3關閉，實現(xiàn)過放電保護。
[0028]過流保護:當某種原因，過流時，通過R5的檢測電壓升高，經(jīng)C3延時后，DO變成低電平VD3關閉，實現(xiàn)過流保護。
[0029]短路保護:當負載短路時，通過R5的檢測電壓升高，同時，電池電壓也會過低，DO變成低電平，VD3關閉，實現(xiàn)短路保護。
[0030]上述僅為本實用新型的 【具體實施方式】，但本實用新型的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本實用新型進行非實質性的改動，均應屬于侵犯本實用新型保護范圍的行為。
【權利要求】
1.一種充放電保護電路，包括連接于電池充電正極、電池充電負極、電池放電正極、電池放電負極與電池正極、電池負極之間的充放電電路、該電池正極與電池放電正極相連,其特征在于:還包括一保護控制器，該保護控制器包括一充放電電壓檢測輸入端、一過放電控制端、一過流控制端、一過充控制端、一延時端和一接地端；該充放電電壓檢測輸入端通過一第一電容與電池負極相連，及通過一第一電阻與電池正極相連；該過放電控制端和過充控制端均與充放電電路相連；該延時端通過一第二電容與電池負極相連；該過流控制端通過一第三電容與電池負極相連。
2.如權利要求1所述的一種充放電保護電路，其特征在于:所述充放電電路包括一第一場效應管、一第二場效應管、一第三場效應管、一第一三極管、一第二電阻、一第三電阻、一第四電阻、一第五電阻和一第一二極管； 該電池充電正極連接第二電阻一端、第一二極管正極、第三電阻一端；該第二電阻另一端連接第四電阻一端及第二場效應管柵極，該第二場效應管源極與電池充電負極相連，該第四電阻另一端連接第一場效應管漏極、第一三極管發(fā)射極和電池負極，該第一場效應管源極與第二場效應管漏極相連，該第一場效應管柵極與所述過充控制端相連；該第一二極管負極連接電池正極；該第三電阻另一端連接第一三極管基極，該第一三極管集電極連接第三場效應管柵極和所述過放電控制端，該第三場效應管的漏極連接電池負極，該第三場效應管的源極連接電池放電負極。
3.如權利要求1所述的一種充放電保護電路，其特征在于:所述保護控制器采用芯片HY2112。
4.如權利要求2所述的一種充放電保護電路，其特征在于:所述第一場效應管、所述第二場效應管和所述第三場效應管為N型場效應管。
5.如權利要求2所述的一種充放電保護電路，其特征在于:所述第一三極管為NPN型三極管。
6.一種動力鋰串聯(lián)電池組的并聯(lián)充電電路，其特征在于:包括并聯(lián)于所述電池組充電正極和電池組充電負極之間的多組電池充電正極和電池充電負極,及串聯(lián)于電池組放電正極和電池組放電負極之間的多組電池放電正極和電池放電負極,在每組的電池充電正極、電池充電負極、電池放電正極、電池放電負極與對應的電池正極、電池負極之間連接有如權利要求I至5所述的任一一種充放電保護電路。
【文檔編號】H02J7/00GK203660569SQ201320751855
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】張國金, 許陵 申請人:閩南師范大學