本发明涉及一种锂电池组，具体涉及一种带有自动检测和延时启动的锂电池组。
背景技术
在电动自行车领域用二次锂离子电池替代传统的铅酸电池的技术难点之一是需要为二次锂离子电池加装过流、过充和过放等保护电路以保证电池的安全运行。
由于在同等电压容量条件下，二次锂离子电池的放电倍率远远大于的铅酸电池，因此在用锂离子电池直接替换铅酸电池时，如电池管理系统的控制器参数不做相应调整，往往会造成上电瞬间电流过大，从而触发过流保护，导致无法正常启动的情况。此外，目前常见电池的输出或充放电端口为常闭型，即电池可以直接对外输出放电，因此在电池接入系统的瞬间极易产生电弧，这不仅有一定安全隐患，也会极易造成充放电端口的损坏。但由于电动自行车控制器和电机系统的种类繁多，工况各异，如果要求控制器根据实际情况进行调整以匹配电池的实现难度极大，因此设计一种具有延时启动功能和自动检测电池工作状态的电动自行车锂电池组以适应于不同车辆的控制器和电机系统变得极为重要。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种能够自动检测电池工作状态和根据检测的到的电池工作状态进行时序控制实现延时启动的锂电池组。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂电池组，用于给受控装置供电，其包括锂电池和电池管理系统，所述电池组还包括检测开关和延时启动电路；所述检测开关安装在锂电池的充放电接口内，用于检测所述锂电池的充放电接口是否接入；所述延时启动电路连接在受控装置和锂电池之间；
所述延时启动电路包括第一开关、第二开关、延时电阻和启动控制单元，所述延时电阻为负温度系数电阻；所述第一开关和延时电阻串联，所述第一开关和延时电阻串联后的整体与第二开关并联形成启动单元，所述启动单元串联在受控装置和锂电池之间；
所述启动控制单元电连接第一开关和第二开关，所述启动控制单元接收检测开关的检测信号，并输出控制信号，所述第一开关和第二开关根据所述控制信号导通或者关断；
启动所述受控装置时，导通第一开关、关断第二开关；
所述受控装置启动后，关断第一开关、导通第二开关。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述启动控制单元包括延时芯片，所述检测开关的一端连接锂电池，其另一端连接延时芯片的电源输入端，所述延时芯片的输出端连接所述电池管理系统；所述电池管理系统控制连接第一开关和第二开关，所述电池管理系统根据延时芯片输出的控制信号控制第一开关和第二开关导通或者关断。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述检测开关和延时芯片之间连接有自举电路，所述自举电路包括电容c和二极管z，所述电容和二极管并联后的整体一端接地，另一端连接串联在检测开关和延时芯片的电源输入端之间。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述检测开关和延时芯片之间连接有保护电路，所述保护电路包括保护电阻和保护二极管，所述保护电阻和保护二极管两者串联后的整体串联在检测开关和延时芯片的电源输入端之间。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第二开关具有依次串联的至少两个，各所述第二开关均根据所述控制信号导通或者关闭。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一开关或/和第二开关为功率开关管。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一开关和第二开关均为nmos管，分别为第一nmos管和第二nmos管。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一nmos管的源极连接延时电阻，其漏极连接受控装置，其栅极连接电池管理系统。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第二nmos管具有两个，两个第二nmos管的栅极均连接电池管理系统，两个第二nmos管的源极连接，其中一个第二nmos管的漏极连接电池，另外一个第二nmos管的漏极连接受控装置。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一开关或/和第二开关为pmos管。
本发明的锂电池组，检测开关自动检测锂电池的工作状态，延时启动电路根据检测开关反馈的检测信号调整受控装置的启动时间，通过启动延时确保受控装置的安全启动。
附图说明
图1是本发明优选实施例中锂电池组的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本实施例公开了一种锂电池组，用于给受控装置供电，本实施例技术方案中，锂电池组用于给电动自行车的控制器供电，在电动自行车控制器参数不做调整的情况下，自动检测锂电池的工作状态，并根据锂电池的工作状态停止给控制器供电或者安全启动控制器。
具体的，上述锂电池组包括锂电池、电池管理系统、检测开关s和延时启动电路。
上述检测开关s安装在锂电池的充放电接口内，用于检测上述锂电池的充放电接口是否接入：锂电池的充放电接口接入时，检测开关s闭合，锂电池的充放电接口没有接入时，检测开关s断开。本实施例技术方案中，检测开关s安装在锂电池的充放电接口内，一旦充放电接插件插入接口内就会触碰检测开关s，使得检测开关s导通；反之，充放电接插件从接口内拔出后，检测开关s自动断开，使得锂电池的充放电接口形成一个常开型状态。
另一方面，本实施例技术方案中，上述检测开关s可以为机械结构设计的微动开关或者光电开关。
上述延时启动电路连接在受控装置和锂电池之间，上述延时启动电路用于根据检测开关s反馈的检测信息安全启动受控装置或者停止给受控装置供电。
具体的，上述延时启动电路包括第一开关q1、第二开关q2、延时电阻ntc和启动控制单元，上述延时电阻ntc为负温度系数电阻；本实施例技术方案中，负温度系数的延时电阻的电阻值随温度增大而减小。上述第一开关q1和延时电阻ntc串联，上述第一开关q1和延时电阻ntc串联后的整体与第二开关q2并联形成启动单元，上述启动单元串联在受控装置和电池之间；
上述启动控制单元电连接第一开关q1和第二开关q2，上述启动控制单元接收检测开关s的检测信号，并输出控制信号，上述第一开关q1和第二开关q2根据上述控制信号导通或者关断；
启动上述受控装置时，导通第一开关q1、关断第二开关q2；
上述受控装置启动后，关断第一开关q1、导通第二开关q2。
以上结构的延时启动电路，其启动电动自行车控制器的过程如下：
检测开关s检测到锂电池的充放电接口接入时，输出启动信号，启动控制单元接收到启动信号后，输出控制信号导通第一开关q1、管段第二开关q2，此时锂电池经串联的第一开关q1和延时电阻ntc连接电动自行车的控制器，电路进入延时启动状态，由于延时电阻ntc的负温度系数限流作用，延时电阻ntc的电阻逐渐减小，锂电池的输出电流由小到大逐步增加，使得控制器的启动电流被限制在一个较小的范围内，不会触发锂电池的过流保护，以此通过启动延时确保控制器安全启动。控制器安全启动后，输出控制信号关断第一开关q1、导通第二开关q2，电池经第二开关q2连接电动自行车的控制器，电路进入正常工作状态。检测开关s检测到锂电池的充放电接口没有接入时，输出停止供电信号，启动控制单元接收到停止供电信号后，输出控制信号关断第一开关q1和第二开关q2，整个延时启动电路恢复初始状态。
本实施例技术方案中，通过调整第一开关q1的导通时间，能够对应不同型号的电动自行车控制器适用。
具体的，上述启动控制单元包括延时芯片mcu，上述检测开关s的一端连接锂电池，其另一端连接延时芯片mcu的电源输入端，上述延时芯片mcu的输出端连接上述电池管理系统；上述电池管理系统控制连接第一开关q1和第二开关q2，上述电池管理系统根据延时芯片mcu输出的控制信号控制第一开关q1和第二开关q2导通或者关断。
具体的，上述第一开关q1或/和第二开关q2为功率开关管，本实施例技术方案中，第一开关q1和第二开关q2均优选使用nmos管，分别为第一nmos管和第二nmos管，上述第一nmos管的源极连接延时电阻ntc，其漏极连接受控装置，其栅极连接电池管理系统；上述第二nmos管根据需要可以设计一个或者串联的两个或者串联的多个，设计一个时，起到开关作用；设计串联的两个或者串联的多个同样是起到开关作用，但是起到的是级联的开关作用，串联的两个或者多个nmos管，只有所有的nmos管全部导通的情况下整个链路才会导通，而当中的一个断开则整个链路都断开，通过设计多个串联的nmos管能够提高第二开关q2的控制精度。
第二nmos管为一个时，其漏极连接电池，其源极连接受控装置，其栅极连接电池管理系统；第二nmos管为两个时，两个第二nmos管的栅极均连接电池管理系统，两个第二nmos管的源极连接，其中一个第二nmos管的漏极连接电池，另外一个第二nmos管的漏极连接受控装置。
作为本发明的另一实施例，上述第一开关和第二开关还可以选择pmos管，同样能够受控于电池管理系统而起到开关作用。
上述检测开关s和延时芯片mcu之间连接有自举电路，上述自举电路包括电容c和二极管z，上述电容c和二极管z并联后的整体一端接地，另一端连接串联在检测开关s和延时芯片mcu的电源输入端之间。检测开关s1闭合后，激活延时芯片mcu，电容c和二极管z和组成的自举电路锁定延时芯片mcu。自举电路使得只有在电池组处于工作状态时，才会给mcu供电，以减少电池组的静态功耗。
上述检测开关s和延时芯片mcu之间连接有保护电路，上述保护电路包括保护电阻r和保护二极管d，上述保护电阻r和保护二极管d两者串联后的整体串联在检测开关s和延时芯片mcu的电源输入端之间。保护电阻r起到分压作用，保护二极管d起到防反向电流作用，保护电阻r和保护二极管d保护延时芯片mcu触发后的安全运行。
以上优选实施例的延时启动电路，其控制电动自行车控制器安全启动的过程如下：
①、锂电池在初始状态(电池的充放电接口没有接入时)，第一开关q1和第二开关q2均关闭，电池无法对外放电。
②、锂电池的充放电接口接入后，检测开关s1闭合，锂电池为延时芯片供电激活延时芯片mcu，同时通过自举电路锁定延时芯片mcu，延时芯片mcu的输出端控制电源管理系统首先触发po，使得第一开关q1导通，锂电池通过延时电阻rtc和第一开关q1这一回路启动控制器，电路进入延时启动状态。
③、根据控制器内部参数，将第一开关的导通时间设置为200ms，在200ms后，导通第二开关q2，关断第一开关q1，电路进入正常工作状态。
④、在电路进入正常工作状态后，延时芯片mcu进入低功耗休眠状态。
⑤、检测开关s断开后，电路恢复到初始状态。
以上设计的锂电池组，具有以下技术优势：
1、利用充放电端口接入检测开关产生触发信号并为延时芯片mcu供电的方法解决了常见带有mcu的电池管理系统bms设计中需要专用辅助电源所带来的高功耗、高成本的问题。
2、利用充放电端口接入检测开关产生触发信号并为mcu供电的方法解决了如何控制mcu的唤醒和休眠问题。
3、将放电电路分为大电流主回路和小电流启动回路两部分，解决了现有常规设计中的2个问题：
①、充放电口接入时拉弧，接入系统前，锂电池的输出处于关闭状态，彻底杜绝了拉弧现象。
②、控制器上电时容易触发过流保护，该设计在不提高过流保护点的情况下，提高过流保护的容错能力，从而使得电池管理系统bms保护参数更加安全合理，延长了电池的使用寿命，并且有效地保护使用者的安全。
4、使用负温度系数电阻限流：依靠负温度系数电阻自身的物理特性，实现了可靠的时间和电流控制功能，不需要额外的专用时路或程序。与常规设计中使用的使用大功率固定电阻相比，还具有空间小、散热快，功耗低等明显优势。
5、延时启动电路全部为小电流元器件，电路简单，环境适应力强，容错率高极大地提高了系统的可靠性。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。