本實(shí)用新型涉及動(dòng)力鋰電池充放電安全管理領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰電池安全管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

動(dòng)力鋰電池具有能量密度大、功率密度高的優(yōu)點(diǎn)，因此電動(dòng)汽車、電動(dòng)工具、應(yīng)急啟動(dòng)電源等大功率用電設(shè)備大多采用動(dòng)力鋰電池作為能量源。但動(dòng)力鋰電池固有的安全性問題一直沒有得到有效的解決，鋰電池過充、過放、溫度失控、電池電壓不一致等都會(huì)影響電池使用壽命，嚴(yán)重時(shí)將發(fā)生電池鼓包、著火、甚至爆炸等安全事故，危及人身財(cái)產(chǎn)安全。

現(xiàn)有的鋰電池管理系統(tǒng)具有一定的安全保護(hù)功能，但其對(duì)電池的保護(hù)和失效管理考慮不夠全面，僅具有簡(jiǎn)單的充放電控制功能，且只具有一級(jí)保護(hù)，可靠性較低，失效概率較大，仍會(huì)經(jīng)常發(fā)生著火、爆炸，無法滿足用電設(shè)備的安全使用，市場(chǎng)難以接受，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種鋰電池安全管理系統(tǒng)，提升鋰電池充電和放電的多級(jí)保護(hù)，提高鋰電池作為大功率用電設(shè)備能量源時(shí)的可靠性和使用安全性。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種鋰電池安全管理系統(tǒng)，包括：

控制管理單元；

依次串聯(lián)的第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)和第三可控開關(guān)；

第一電流采樣和第二電流采樣；

所述第一可控開關(guān)一端接充電端正極，另一端經(jīng)第二可控開關(guān)連接到電池組的正極，組成充電兩級(jí)保護(hù)結(jié)構(gòu)；

所述控制管理單元分別連接第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān)的控制端，從而控制第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān)開通或關(guān)斷；

所述第三可控開關(guān)一端接電池組正極，另一端作為放電端正極，其控制端連接控制管理單元；

所述第一電流采樣串接在充電端負(fù)極和電池組負(fù)極之間，用于采集充電電流并反饋給控制管理單元；

所述第二電流采樣串接在放電端負(fù)極和電池組負(fù)極之間，用于采集放電電流并反饋給控制管理單元；

所述電池組是由多節(jié)鋰電池串并聯(lián)組成至少2串的鋰電池組，所述電池組每一串之間還安裝有溫控裝置而在溫度過低時(shí)給電池組加熱。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述控制管理單元包括：

控制器；

正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1，連接在充電端P1，充電端P1連接外部充電器，常溫下，正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1為低阻態(tài)，保持正常充電；當(dāng)充電電流大于設(shè)定值時(shí)，正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1溫度升高，變?yōu)楦咦钁B(tài)，斷開充電回路，形成充電過流硬件保護(hù)；

充電信號(hào)監(jiān)測(cè)電路，包括：電阻R101、電阻R102和三極管Q101，電阻R101、電阻R102將充電器電壓分壓后送入三極管Q101，當(dāng)外部充電器接入時(shí)，IN_CHG端口產(chǎn)生中斷信號(hào)喚醒控制器，控制器判斷是否滿足充電條件，執(zhí)行下一步動(dòng)作；

電壓監(jiān)測(cè)電路，包括：電阻R104、電阻R105、電容C102和二極管D101，電阻R104、電阻R105將充電器電壓分壓后送入電容C102和二極管D101以及控制器AD_CHG端口，當(dāng)充電器電壓在正常范圍內(nèi)，控制器打開第二可控開關(guān)，即MOS管Q104，否則Q104處于斷開狀態(tài)；

第二可控開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，包括電阻R109、電阻R110、電阻R111和三極管Q105，電阻R109、電阻R110和三極管Q105串聯(lián)在MOS管Q104的源極與電池組負(fù)極接口之間，電阻R111連接在三極管Q105的基極和控制端EN_CHG2之間，受控制端EN_CHG2控制，作為充電一級(jí)保護(hù)機(jī)制；

同理，電阻R106、電阻R107、電阻R108和三極管Q103組成第一可控開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，第一可控開關(guān)即MOS管Q102，受控制端EN_CHG1控制，作為充電二級(jí)保護(hù)機(jī)制；

MOS管Q102、MOS管Q104形成多級(jí)串聯(lián)的保護(hù)機(jī)制，只有當(dāng)兩者都打開時(shí)才形成充電回路。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第一電流采樣包括采樣電阻RS1、電阻R103和電容C101，電阻R103和電容C101串聯(lián)在電池組負(fù)極和充電端負(fù)極之間，采樣電阻RS1兩端分別連接充電端負(fù)極和電池組負(fù)極，用于采集充電回路電流并通過FB_CHG端口反饋給控制器，控制器監(jiān)測(cè)充電電流大小，一旦超出正常值，就會(huì)通過EN_CHG2端口關(guān)閉MOS管Q104，形成充電過流軟件保護(hù)。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括電池組一級(jí)保護(hù)電路，所述電池組一級(jí)保護(hù)電路包括電池均衡電路和電池電壓采集電路。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電池均衡電路包括數(shù)條電阻耗能電路，用于消耗電壓較高的那一串電池組的電壓，維持各串電池組電壓相等，所述電阻耗能電路分別連接在控制器與對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，所述電阻耗能電路分別包括第一耗能電阻、耗能電路三極管、光耦、第二耗能電阻和第三耗能電阻，所述第一耗能電阻和耗能電路三極管串聯(lián)在對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，所述光耦、第二耗能電阻也串聯(lián)在對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，耗能電路三極管的基極連接在光耦和第二耗能電阻之間，所述第三耗能電阻串聯(lián)在光耦的控制端與控制器的控制端之間。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電池電壓采集電路分別包括控制三極管、電壓采集三極管、第一電壓采集電阻和第一RC濾波電路，所述電壓采集三極管、第一電壓采集電阻和第一RC濾波電路串聯(lián)在每一串電池組的正極和接地線之間，第一RC濾波電路與控制器的AD端口相連接，用于采集對(duì)應(yīng)一串電池組的電壓，電壓采集三極管的基極還分別串聯(lián)有第二電壓采集電阻，數(shù)個(gè)第二電壓采集電阻并聯(lián)后與控制三極管相連接，所述控制三極管的基極設(shè)置有第三電壓采集電阻，所述第三電壓采集電阻與控制器的EN_ADC端口相連接，控制器通過EN_ADC端口管理控制三極管的導(dǎo)通或關(guān)斷，當(dāng)管理系統(tǒng)滿足睡眠條件時(shí)，控制器關(guān)斷控制三極管，從而電壓采集三極管也被關(guān)斷，電壓采集通道關(guān)閉，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)電池組存儲(chǔ)時(shí)間。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括電池組二級(jí)保護(hù)電路，所述電池組二級(jí)保護(hù)電路包括：

電池保護(hù)芯片；

第二RC濾波電路，每一串電池組電壓分別通過第二RC濾波電路連接至電池保護(hù)芯片的VCX引腳，電池組總正極還通過一個(gè)第二RC濾波電路連接至電池保護(hù)芯片的VDD引腳進(jìn)行供電，未使用的電壓監(jiān)測(cè)引腳接地；

電阻R305和三極管Q301，電阻R305串聯(lián)在三極管Q301和電池保護(hù)芯片輸出引腳CO之間，三極管Q301集電極輸出端EN_CHG1控制第一可控開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，同時(shí)輸出端EN_CHG1還接在控制器的輸入端口，用于告知控制器EN_CHG1端口的輸出狀態(tài)；

當(dāng)電池保護(hù)芯片檢測(cè)到任一串電池組電壓過高時(shí)，輸出端CO輸出高電平，三極管Q301導(dǎo)通，端口EN_CHG1被拉低，三極管Q103斷開，MOS管Q102也隨之?dāng)嚅_，充電回路關(guān)閉，避免電池組出現(xiàn)過充，構(gòu)成電池組電壓二級(jí)保護(hù)，同時(shí)，EN_CHG1端口關(guān)斷信號(hào)還送入控制器，控制器進(jìn)一步將MOS管Q104也關(guān)斷，確保MOS管Q102、Q104都處于關(guān)斷狀態(tài)，避免出現(xiàn)安全事故。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電池電壓采集電路和電池組二級(jí)保護(hù)電路還具有斷線保護(hù)功能；當(dāng)電池電壓采集電路或電池組二級(jí)保護(hù)電路采集不到電池組電壓時(shí)，將關(guān)閉第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)和第三可控開關(guān)，禁止電池組充電或放電。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括溫度采集電路，所述溫度采集電路包括電阻R401和熱敏電阻RT4，電阻R401和熱敏電阻RT4分壓后接入控制器AD_TSN端口，熱敏電阻RT4置于電池組內(nèi)部，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組溫度，當(dāng)溫度超出正常充電或放電溫度時(shí)，控制器關(guān)閉充放電回路，禁止電池組在過高或過低溫度下充放電。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述溫控裝置包括：

電阻R307，電阻R307為帶狀或絲狀電阻，均勻并緊貼纏繞每一串電池組；

開關(guān)SW3，開關(guān)SW3為常開型溫控開關(guān)，貼在電阻R307的表面；

MOS管Q302，電阻R307串聯(lián)在電池組總正極與MOS管Q302之間，開關(guān)SW3連接在MOS管Q302柵極與接地線之間，MOS管源極接地；

電阻R306，串聯(lián)在MOS管Q302柵極與控制器的EN_HEAT端口之間；

當(dāng)電池組在較低溫度下進(jìn)行充電或放電時(shí)，在此之前，控制器通過EN_HEAT端口打開MOS管Q302，電阻R307發(fā)熱，通過熱傳導(dǎo)的方式將熱量傳遞給電池組，電池組溫度升高，當(dāng)控制器AD_TSN端口檢測(cè)到電池溫度達(dá)到充電或放電的要求時(shí)，關(guān)閉MOS管Q302，停止加熱；

開關(guān)SW3在檢測(cè)到加熱溫度大于一定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)切換至閉合狀態(tài)，通過硬件斷開MOS管Q302，增加了1級(jí)溫控保護(hù)，提高了溫控裝置的可靠性。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，所述蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R402、電阻R403、三極管Q401和蜂鳴器B4，所述電阻R402與控制器相連接，所述電阻R402、三極管Q401、電阻R403和蜂鳴器B4依次串聯(lián)；

鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括散熱裝置，用于電池組溫度過高時(shí)打開散熱裝置加快給電池組降溫，避免溫度積蓄。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型指出的一種鋰電池安全管理系統(tǒng)，能夠?qū)﹄姵亟M進(jìn)行安全管理，延長(zhǎng)鋰電池使用壽命，降低電池失效風(fēng)險(xiǎn)，大大降低電池組充放電失控概率，保證電池組工作在正常溫度范圍內(nèi)，避免電池過充或過放，提高安全等級(jí)，系統(tǒng)功耗低，保證了鋰電池組長(zhǎng)時(shí)間的安全應(yīng)用，避免出現(xiàn)安全事故。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本實(shí)用新型一種鋰電池安全管理系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種鋰電池安全管理系統(tǒng)中充電管理的電路圖；

圖3 是本實(shí)用新型一種鋰電池安全管理系統(tǒng)中電池均衡電路和電池電壓采集電路的電路圖；

圖4是本實(shí)用新型一種鋰電池安全管理系統(tǒng)中電池組二級(jí)保護(hù)電路的電路圖；

圖5是本實(shí)用新型一種鋰電池安全管理系統(tǒng)中溫控裝置的電路圖；

圖6是本實(shí)用新型一種鋰電池安全管理系統(tǒng)中的控制器電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1至圖6，本實(shí)用新型實(shí)施例包括：

一種鋰電池安全管理系統(tǒng)，包括：

控制管理單元；

依次串聯(lián)的第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)和第三可控開關(guān)；

第一電流采樣和第二電流采樣；

所述第一可控開關(guān)一端接充電端正極，另一端經(jīng)第二可控開關(guān)連接到電池組的正極，組成充電兩級(jí)保護(hù)結(jié)構(gòu)；

所述控制管理單元分別連接第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān)的控制端，從而控制第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān)開通或關(guān)斷；

所述第三可控開關(guān)一端接電池組正極，另一端作為放電端正極，其控制端連接控制管理單元；

所述第一電流采樣串接在充電端負(fù)極和電池組負(fù)極之間，用于采集充電電流并反饋給控制管理單元；

所述第二電流采樣串接在放電端負(fù)極和電池組負(fù)極之間，用于采集放電電流并反饋給控制管理單元。

所述電池組是由多節(jié)鋰電池串并聯(lián)組成至少2串的鋰電池組，所述電池組每一串之間還安裝有溫控裝置而在溫度過低時(shí)給電池組加熱，能夠?qū)﹄姵亟M進(jìn)行安全管理，延長(zhǎng)鋰電池使用壽命、降低電池失效風(fēng)險(xiǎn)，消除安全隱患。

所述控制管理單元包括：

控制器U401；

正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1（PTC），連接在充電端P1，充電端P1連接外部充電器，P2為電池組正負(fù)極接口，常溫下，正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1為低阻態(tài)，保持正常充電；當(dāng)充電電流大于設(shè)定值時(shí)，正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1溫度升高，變?yōu)楦咦钁B(tài)，斷開充電回路，形成充電過流硬件保護(hù)；

充電信號(hào)監(jiān)測(cè)電路，包括：電阻R101、電阻R102和三極管Q101，電阻R101、電阻R102將充電器電壓分壓后送入三極管Q101，當(dāng)外部充電器接入時(shí)，IN_CHG端口產(chǎn)生中斷信號(hào)喚醒控制器，控制器判斷是否滿足充電條件，執(zhí)行下一步動(dòng)作；

電壓監(jiān)測(cè)電路，包括：電阻R104、電阻R105、電容C102和二極管D101，電阻R104、電阻R105將充電器電壓分壓后送入電容C102和二極管D101以及控制器AD_CHG端口，當(dāng)充電器電壓在正常范圍內(nèi)，控制器打開第二可控開關(guān)，即MOS管Q104，否則MOS管Q104處于斷開狀態(tài)；

第二可控開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，包括電阻R109、電阻R110、電阻R111和三極管Q105，電阻R109、電阻R110和三極管Q105串聯(lián)在MOS管Q104的源極與電池組負(fù)極接口之間，電阻R111連接在三極管Q105的基極和控制端EN_CHG2之間，受控制端EN_CHG2控制，作為充電一級(jí)保護(hù)機(jī)制；

同理，電阻R106、電阻R107、電阻R108和三極管Q103組成第一可控開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，第一可控開關(guān)即MOS管Q102，受控制端EN_CHG1控制，作為充電二級(jí)保護(hù)機(jī)制；

MOS管Q102、MOS管Q104形成多級(jí)串聯(lián)的保護(hù)機(jī)制，只有當(dāng)兩者都打開時(shí)才形成充電回路，大大降低電池組充電失控概率，避免電池過充或大電流充電，提高安全等級(jí)。

所述第一電流采樣包括采樣電阻RS1、電阻R103和電容C101，電阻R103和電容C101串聯(lián)在電池組負(fù)極和充電端負(fù)極之間，采樣電阻RS1兩端分別連接充電端負(fù)極和電池組負(fù)極，用于采集充電回路電流并通過FB_CHG端口反饋給控制器，控制器監(jiān)測(cè)充電電流大小，一旦超出正常值，就會(huì)通過EN_CHG2端口關(guān)閉MOS管Q104，形成充電過流軟件保護(hù)。

所述鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括電池組一級(jí)保護(hù)電路，所述電池組一級(jí)保護(hù)電路包括電池均衡電路和電池電壓采集電路。單串鋰電池組不存在電池電壓不一致的情況，因此不需要均衡電路，當(dāng)電池組大于等于2串時(shí)，會(huì)存在串與串之間電池組電壓不一致，如果不作處理，就產(chǎn)生木桶效應(yīng)，影響電池組使用壽命，當(dāng)電池電壓監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)或失效時(shí)必然導(dǎo)致電池組過充、過放，存在嚴(yán)重安全隱患。

所述電池均衡電路包括數(shù)條電阻耗能電路，用于消耗電壓較高的那一串電池組的電壓，維持各串電池組電壓相等。所述電阻耗能電路分別連接在控制器與對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，所述電阻耗能電路分別包括第一耗能電阻、耗能電路三極管、光耦、第二耗能電阻和第三耗能電阻，所述第一耗能電阻和耗能電路三極管串聯(lián)在對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，所述光耦、第二耗能電阻也串聯(lián)在對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，耗能電路三極管的基極連接在光耦和第二耗能電阻之間，所述第三耗能電阻串聯(lián)在光耦的控制端與控制器的控制端之間。

所述電池電壓采集電路分別包括控制三極管、電壓采集三極管、第一電壓采集電阻和第一RC濾波電路，所述電壓采集三極管、第一電壓采集電阻和第一RC濾波電路串聯(lián)在每一串電池組的正極和接地線之間，第一RC濾波電路與控制器的AD端口相連接，用于采集對(duì)應(yīng)一串電池組的電壓，電壓采集三極管的基極還分別串聯(lián)有第二電壓采集電阻，數(shù)個(gè)第二電壓采集電阻并聯(lián)后與控制三極管相連接，所述控制三極管的基極設(shè)置有第三電壓采集電阻，所述第三電壓采集電阻與控制器的EN_ADC端口相連接，控制器通過EN_ADC端口管理控制三極管的導(dǎo)通或關(guān)斷，當(dāng)管理系統(tǒng)滿足睡眠條件時(shí)，控制器關(guān)斷控制三極管，從而電壓采集三極管也被關(guān)斷，電壓采集通道關(guān)閉，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)電池組存儲(chǔ)時(shí)間。

具體如圖3所示，以3串鋰電池組為例，每一串電池組都有均衡和電池電壓采集功能?？刂贫薉SC_VB1、DSC_VB2、DSC_VB3連接控制器U401，用于均衡對(duì)應(yīng)一串電池組的電壓；輸入端AD_VB1、AD_VB2、AD_VB3連接控制器的AD端口，用于采集對(duì)應(yīng)一串電池組的電壓?？刂破鬟€通過EN_ADC端口控制三極管Q207導(dǎo)通或關(guān)斷，當(dāng)管理系統(tǒng)滿足睡眠條件時(shí)，控制器關(guān)斷Q207，從而三極管Q204、Q205、Q206也被關(guān)斷，電壓采集通道關(guān)閉，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)電池組存儲(chǔ)時(shí)間與使用壽命。以控制端DSC_VB1、輸入端AD_VB1對(duì)應(yīng)的一串電池組為例，管理系統(tǒng)工作時(shí)，Q206導(dǎo)通，電池組電壓VB1經(jīng)電阻R218、R219分壓送入控制器AD_VB1端口，如檢測(cè)到VB1的電壓高于VB2、VB3的電壓，則控制端DSC_VB1控制光耦U203導(dǎo)通，三極管Q203也隨之導(dǎo)通，電池組BAT1通過電阻R203、三極管Q203放電。如果此時(shí)在正常充電，控制器還會(huì)通過控制端EN_CHG2關(guān)斷MOS管Q104，從而切斷充電回路，避免電池組VBT1過充。當(dāng)VB1電壓降至和VB2、VB3相等時(shí)，控制器關(guān)斷三極管Q203，有效解決了電池組電壓不一致的問題，如果此時(shí)滿足充電條件，MOS管Q104恢復(fù)至導(dǎo)通狀態(tài)，電池組繼續(xù)正常充電。當(dāng)VB1+VB2+VB3總電壓大于等于滿電電壓時(shí)，控制器也會(huì)關(guān)斷MOS管Q104，構(gòu)成電池組電壓一級(jí)保護(hù)。通過上述方式，不僅解決了電池組均衡和電池電壓精確監(jiān)測(cè)問題，還綜合了充電管理以及系統(tǒng)功耗的考慮，保證了鋰電池組長(zhǎng)時(shí)間的安全應(yīng)用。

所述鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括電池組二級(jí)保護(hù)電路，所述電池組二級(jí)保護(hù)電路包括：

電池保護(hù)芯片U301，單個(gè)芯片最大支持5串電池組的電壓監(jiān)測(cè)，并可進(jìn)行級(jí)聯(lián)使用；

第二RC濾波電路，每一串電池組電壓分別通過第二RC濾波電路連接至電池保護(hù)芯片的VCX引腳，X為1、2、3…，如圖4所示，3串電池組電壓VB1、VB2、VB3通過RC濾波網(wǎng)絡(luò)分別連接至U301的VC3、VC2、VC1引腳，VB3還通過R301、C301連接至U301的VDD引腳，未使用的電壓監(jiān)測(cè)引腳VC4、VC5以及VSS引腳接地；

電阻R305和三極管Q301，電阻R305串聯(lián)在三極管Q301和電池保護(hù)芯片輸出引腳CO之間，三極管Q301集電極輸出端EN_CHG1控制第一可控開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，同時(shí)輸出端EN_CHG1還接在控制器的輸入端口，用于告知控制器EN_CHG1端口的輸出狀態(tài)；

當(dāng)電池保護(hù)芯片檢測(cè)到任一串電池組電壓過高時(shí)，輸出端CO輸出高電平，三極管Q301導(dǎo)通，端口EN_CHG1被拉低，三極管Q103斷開，MOS管Q102也隨之?dāng)嚅_，充電回路關(guān)閉，避免電池組出現(xiàn)過充，構(gòu)成電池組電壓二級(jí)保護(hù)，同時(shí)，EN_CHG1端口關(guān)斷信號(hào)還送入控制器，控制器進(jìn)一步將MOS管Q104也關(guān)斷，確保MOS管Q102、Q104都處于關(guān)斷狀態(tài)，避免出現(xiàn)安全事故。

所述電池電壓采集電路和電池組二級(jí)保護(hù)電路還具有斷線保護(hù)功能；當(dāng)控制器AD_VBX端口電池保護(hù)芯片U301的VCX引腳采集不到電池組電壓時(shí)，將關(guān)閉第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)和第三可控開關(guān)，禁止電池組充電或放電。

所述鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括溫度采集電路，所述溫度采集電路包括電阻R401和熱敏電阻RT4，電阻R401和熱敏電阻RT4分壓后接入控制器AD_TSN端口，熱敏電阻RT4置于電池組內(nèi)部，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組溫度，當(dāng)溫度超出正常充電或放電溫度時(shí)，控制器關(guān)閉充放電回路，禁止電池組在過高或過低溫度下充放電。

所述溫控裝置包括：

電阻R307，電阻R307為帶狀或絲狀電阻，均勻并緊貼纏繞每一串電池組；

開關(guān)SW3，開關(guān)SW3為常開型溫控開關(guān)，貼在電阻R307的表面；

MOS管Q302，電阻R307串聯(lián)在電池組總正極與MOS管Q302之間，開關(guān)SW3連接在MOS管Q302柵極與接地線之間，MOS管源極接地；

電阻R306，串聯(lián)在MOS管Q302柵極與控制器的EN_HEAT端口之間；

當(dāng)電池組在較低溫度下進(jìn)行充電或放電時(shí)，在此之前，控制器通過EN_HEAT端口打開MOS管Q302，電阻R307發(fā)熱，通過熱傳導(dǎo)的方式將熱量傳遞給電池組，電池組溫度升高，當(dāng)控制器AD_TSN端口檢測(cè)到電池溫度達(dá)到充電或放電的要求時(shí)，關(guān)閉MOS管Q302，停止加熱；

開關(guān)SW3在檢測(cè)到加熱溫度大于一定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)切換至閉合狀態(tài)，通過硬件斷開MOS管Q302，增加了1級(jí)溫控保護(hù)，提高了溫控裝置的可靠性。避免電池組低溫或過溫時(shí)工作，保證電池組在安全溫度范圍內(nèi)使用，避免由溫度失控引起的安全事故。

所述鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，所述蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R402、電阻R403、三極管Q401和蜂鳴器B4，所述電阻R402與控制器相連接，所述電阻R402、三極管Q401、電阻R403和蜂鳴器B4依次串聯(lián)，用于正常工作時(shí)產(chǎn)生必要的提示音，以及異常時(shí)（如溫度過高、過低，電池組過充、過放等）發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警示異常狀況，提示使用者盡快處理，以免情況進(jìn)一步惡化。鋰電池安全管理系統(tǒng)還包括散熱裝置，用于電池組溫度過高時(shí)打開散熱裝置加快給電池組降溫，避免溫度積蓄，充分保證電池組安全使用，延長(zhǎng)鋰電池使用壽命。

綜上所述，本實(shí)用新型指出的一種鋰電池安全管理系統(tǒng)，對(duì)電池組充、放電時(shí)的電壓、電流、溫度進(jìn)行多級(jí)監(jiān)測(cè)，構(gòu)成對(duì)電池組的多級(jí)獨(dú)立串聯(lián)保護(hù)機(jī)制，顯著降低電池組失控風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，提高安全等級(jí)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。