一种可分离式锂离子电池组及其管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种可分离式锂离子电池组及其管理系统。
【背景技术】
[0002]锂离子电池由于具有较高的能量重量比、能量体积比、无记忆效应、可重复充电多次和使用寿命较长等优点，而得以在直流供电领域广泛应用，诸如作为电视摄像机、电影机以及其他便携式电子设备的直流供电电源等，但随着数字化及高清化的发展，这些便携式设备的功耗也越来越大，若想保证这些设备在没有外接电源的情况下，仍能持续地工作一段时间，就必须增加供电电池的容量，以满足这些便携式设备的实际工作需要。此外，随着国际上对航空运输安全的重视，要求单块锂离子电池容量超过八克锂当量的就必须按危险品运输，这就给人们的实际使用带来诸多不便，为了使供电的锂离子电池既满足便携式设备的实际需要又符合航空运输安全的要求，人们就不得不将大容量的锂离子电池分成若干个符合航空运输安全且彼此间具有电气连接特性的锂离子电池单元，以便在实际使用的过程中，只要将这些锂离子电池单元组合起来，即可满足便携式设备的实际需要。
[0003]然而，在将这些单个锂离子电池单元进行组合的过程中，由于锂离子电池的特殊性，使得在将不同锂离子电池单元进行组合过程中，需要考虑各个锂离子电池单元的实时电压、内阻、使用次数、容量和循环次数等参数是否匹配，一旦这些信息不匹配，便不能将它们组合在一起，同时，由于现有锂离子单元都是通过多个零件实现彼此间的拆分与组合，这种结构不仅给实际的使用带来不便，还有可能影响锂离子电池单元间的电气连接特性，造成彼此间接触不良，严重影响便携式设备的正常工作。人们在实际使用这些锂离子电池单元的过程中，经常出现因锂离子电池单元的参数不匹配而不能进行组合，或者虽能进行组合，但由于进行拆分与组合需要多个零件配合才能实现，使用起来很不方便，并且有时还会出现锂离子电池单元间的电气连接特性出现问题而无法为便携式设备供电的现象。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种可分离式锂离子电池组及其管理系统，能够依靠主壳体和相邻从壳体间、以及相邻两个从壳体间的锁扣结构，实现主锂离子电池组与相邻从锂离子电池组间、以及相邻两个从锂离子电池组间的拆分与组合，稳定可靠且不影响各个锂离子电池组间的电气连接特性；同时，能够根据主锂离子电池组与从锂离子电池组的标称电压是否相同而确定能否进行组合，从而避免因各个锂离子电池组的实时电压、内阻、使用次数、新旧程度、容量和循环次数等参数不匹配而不能进行组合的情况。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种可分离式锂离子电池组，包括一个主壳体和至少一个从壳体，且主壳体与相邻从壳体间、相邻两个从壳体间均可拆卸连接；所述主壳体上设有主电气槽口和充放电槽口，主壳体内设有主锂离子电池模块、主电气接口和充放电接口 ；所述从壳体上设有从电气槽口，从壳体内设有从锂离子电池模块和从电气接口，且主锂离子电池模块与从锂离子电池模块通过主电气接口和从电气接口实现电气连接，相邻两个从锂离子电池模块通过从电气接口实现电气连接，主锂离子电池模块和从锂离子电池模块均通过充放电接口进行充电和放电；
所述主壳体和从壳体内还分别设有电池主管理系统和电池从管理系统，且电池主管理系统和电池从管理系统经主电气接口和从电气接口实现信息传递；
所述电池主管理系统包括电池主管理芯片、主控制器、主供电切换电路和主反馈电路，电池主管理芯片的信息采集端连接主锂离子电池模块的正极和负极，电池主管理芯片的信号输出端连接主控制器的信号输入端；主控制器经主反馈电路与主电气接口相连，主控制器的控制信号输出端连接主供电切换电路的控制端；主供电切换电路串接于主锂离子电池模块的正极与充放电接口的正极之间，并控制主锂离子电池模块的正极与充放电接口的正极间的导通与断开；
所述电池从管理系统包括电池从管理芯片、从控制器、从供电切换电路和从反馈电路，电池从管理芯片的信息采集端连接从锂离子电池模块的正极和负极，电池从管理芯片的信号输出端连接从控制器的信号输入端；从控制器经从反馈电路与从电气接口相连，从控制器的控制信号输出端连接从供电切换电路的控制端；从供电切换电路串接于从锂离子电池模块的正极与从电气接口的正极之间，并控制从锂离子电池模块的正极与从电气接口的正极间的导通与断开；
所述主控制器用于确定主锂离子电池模块和从锂离子电池模块的充、放电顺序；
在确定主锂离子电池模块和从锂离子电池模块的充、放电顺序时，主控制器首先从电池主管理芯片提取主锂离子电池模块的电压信息，同时还通过主反馈电路经主电气接口，获取经电池从管理芯片所采集的从锂离子电池模块的电压信息；然后主控制器对获得的主锂离子电池模块的电压信息和从锂离子电池模块的电压信息进行分析，从而确定主锂离子电池模块和从锂离子电池模块的电压高低；最后主控制器根据整个锂离子电池组的工作状态和主锂离子电池模块和从锂离子电池模块的电压状况，确定主锂离子电池模块和从锂离子电池模块的充、放电顺序，当整个锂离子电池组处于充电状态时，电压较低的锂离子电池模块先进行充电，待各锂离子电池模块的电压相等时，同时进行充电；当整个锂离子电池组处于放电状态时，电压较高的锂离子电池模块先进行放电，待各锂离子电池模块的电压相等时，同时进行放电；
所述从控制器用于接收主控制器发出的控制信号，进而作用于从供电切换电路，实现对从锂离子电池模块充电和放电的控制；
所述电池主管理芯片和电池从管理芯片，分别用于获取主锂离子电池模块和从锂离子电池模块的电压信息；
所述主供电切换电路和从供电切换电路，用于配合主控制器和从控制器，实现对主锂离子电池模块和从锂离子电池模块进行充电和放电的控制；
所述主反馈回路和从反馈回路，用于配合主电气接口和从电气接口，实现主控制器和从控制器间的信息传递。
[0006]优选地，所述主壳体包括主封盖和主底壳，且所述主封盖的上端面上设有一个卡槽、一个主槽口和至少一个导向台；所述从壳体包括从封盖和从底壳，且所述从封盖的外端面上设有一个带有凸台的控制板、一个从槽口和至少一个导向槽，所述控制板的凸台与设在主封盖上端面上的卡槽相适配，导向槽与设在主封盖上端面上的导向台相适配，并共同构成锁扣结构。
[0007]优选地，所述的导向台包括第一导向台和第二导向台，且两者均为前、后侧面呈直角梯形的棱台结构，并平行固定在主盖板的上端面上；所述的导向槽包括第一导向槽和第二导向槽，且两者的尺寸分别与第一导向台和第二导向台相适配；所述带有凸台的控制板呈“L”形板状结构，包括水平部和竖直部，且水平部的厚度与从封盖相适配，所述水平部的一端与从封盖相连，且外端面设有凸台。
[0008]优选地，所述主壳体内还设有USB插座和双孔插座，且主壳体上还设有与USB插座和双孔插座的尺寸相适配的放电槽口 ；所述的充放电端口采用电池座块；所述从壳体内还设有显示单元，且从壳体上还设有与显示单元的尺寸相适配的显示槽口。
[0009]优选地，所述主锂离子电池模块和从锂离子电池模块均包括锂当量总和小于八克的锂离子电池单元、导电连接片和用于安放锂离子电池单元的电池支架，且锂离子电池单元的正、负极经导电连接片与对应的电池主管理系统或电池从管理系统相连；所述的电池主管理系统和电池从管理系统分别集成在电池主管理系统电路板和电池从管理系统电路板上。
[0010]一种可分离式锂离子电池组的电池管理系统，所述电池管理系统包括一个电池主管理系统和至少一个电池从管理系统，且电池主管理系统和电池从管理系统经主电气接口和从电气接口实现信息传递；
所述电池主管理系统包括电池主管理芯片、主控制器、主供电切换电路和主反馈电路，电池主管理芯片的信息采集端连接主锂离子电池模块的正极和负极，电池主管理芯片的信号输出端连接主控制器的信号输入端；主控制器经主反馈电路与主电气接口相连，主控制器的控制信号输出端连接主供电切换电路的控制端；主供电切换电路串接于主锂离子电池模块的正极与充放电接口的正极之间，并控制主锂离子电池模块的正极与充放电接口的正极间的导通与断开；
所述电池从管理系统包括电池从管理芯片、从控制器、从供电切换电路和从反馈电路，电池从管理芯片的信息采集端连接从锂离子电池模块的正极和负极，电池从管理芯片的信号输出端连接从控制器的信号输入端；从控制器经从反馈电路与从电气接口相连，从控制器的控制信号输出端连接从供电切换电路