专利名称：一种锂离子电池充放电监测控制装置的制作方法
技术领域：
本发明属于锂离子电池管理系统技术领域，主要涉及的是一种锂离子电池充放电监测控制装置。
背景技术：
锂离于电池在新能源产品中的应用越来越多，其管理系统作为控制核心，是锂离子电池应用系统中相当重要的一个环节。现今的锂离子电池存在成本高、寿命低的自身缺陷，为了更好的合理利用锂离子电池，就要对其充放电过程实时监测。防止过充过放降低锂离子电池使用寿命，甚至损坏锂离子电池。
发明内容
本发明的目的是提出一种锂离子电池充放电监测控制装置，通过对锂离子电池充放电过程的监测控制，保证充放电过程中不会损坏，使锂离子电池应用更合理，使用寿命得以延长。本发明实现上述目的采取的技术方案是一种锂离子电池充放电监测控制装置， 所述的监测控制装置包括充电电流控制、放电电压控制两部分；其中，所述充电电流控制部分主要由MOSFET管Q、限流电阻R、肖特基二极管VD组成；所述放电电压控制部分主要由肖特基二极管VD、电压比较器N、继电器开关K组成；所述的继电器开关K设置在放电电压控制部分中，起到接通或断开放电电路的作用；对应电压比较器N设置有基准电压V ；所述充电电流控制、放电电压控制部分中分别设置有肖特基二极管并使两个肖特基二极管反向并接后，与所述锂离子电池的正极连接；所述的监测控制装置中，设置用以控制MOSFET管Q导通或关闭，使锂离子电池充电或停止充电的单片机。当锂离子电池充电时，由单片机控制MOSFET管Q导通，经限流电阻R将充电电流稳定在锂离子电池充电安全值上，再经过肖特基二极管VD整流后给锂离子电池充电。当锂离子电池放电时，单片机控制充电MOSFET管关闭，通过电压比较器N实时监测锂离子电池电压，当电压值低到锂离子电池安全放电电压值时，电压比较器N控制的继电器开关K关闭，停止放电输出。在所述的锂离子电池组为多个时，所述的多个锂离子电池组之间并联，对应每个电池组分别设置监测控制单元；所述的多个监测控制单元之间并联构成所述的监测控制装置；所述的监测控制装置的充电电流控制部分中，对应每一个电池组均设置有肖特基二极管；放电电压控制部分中，对应每一个电池组均设置有肖特基二极管，并使肖特基二极管连接电压比较器N的输入正相端；对应每个电池组设置的两个肖特基二极管反向并联。本发明提出的一种锂离子电池充放电监测控制装置，通过对锂离子电池充放电过程的监测控制，保证充放电过程中不会损坏，使锂离子电池应用更合理，使用寿命得以延长。本发明提出的监测控制装置具有设计合理、成本低的特点。
图1是本发明的工作原理示意图；图2是多个锂离子电池组的充放电控制器工作原理示意图；图3是充放电控制器的系统框图；图中Q为 MOSFET 管，R 为限流电阻，VD1、VD2、VD3、VD4、VD&1-1、VD&1 为肖特基整
流二极管；K为继电器开关；N电压比较器；V提供电压比较器基准电压。
具体实施例方式结合给出的附图和实施例对本发明说明如下图1是本发明的工作原理示意图，所述的监测控制装置包括充电电流控制、放电电压控制两部分；其中，所述充电电流控制部分主要由MOSFET管Q、限流电阻R、肖特基二极管VDl组成；所述放电电压控制部分主要由肖特基二极管VD2、电压比较器N、继电器开关K组成；所述的继电器开关K设置在放电电压控制部分中，起到接通或断开放电电路的作用；所述充电电流控制、放电电压控制部分中分别设置有肖特基二极管并使两个肖特基二极管反向并接后，与所述锂离子电池的正极连接；所述的监测控制装置中，设置用以控制 MOSFET管Q导通或关闭，给锂离子电池充电或停止充电的单片机。当锂离子电池需要充电时，主控制器控制MOSFET管Q导通，MOSFET管选用低阻抗导通的N型场效应晶体管，其导通电阻在20m Q以下，功耗小、发热少；再经过限流电阻R将充电电流限制在锂离子电池安全充电电流所需值，此处选用功率型绕线电阻，其允许通过电流值大、寿命长；最后经过肖特基二极管VDl整流后给锂离子电池供电。此处肖特基二极管有两种用途一为整流，吸收电流的瞬间尖峰；二为防止因锂离子电池个体差异，各锂离子电池组间的电流相互倒灌。通过三种器件完成对锂离子电池的充电控制。当锂离子电池放电时，锂离子电池正端接入电压比较器N输入正相端，电压比较器N输入反相端接入一个基准电压V ；其工作原理为当电压比较器N正相端输入电压值高于反相端输入电压值时， 电压比较器N输出高电平，此时继电器开关K线圈上不会有电流，因此继电器不会吸合，锂离子电池处于输出状态。反之，当电压比较器正相端输入电压值低于反相端输入电压值时， 电压比较器输出低电平，使继电器开关K线圈上有电流通过，因此继电器吸合，锂离子电池处于断开输出状态。通过电压比较器N与继电器开关K完成对锂离子电池的放电控制。图2是多个锂离子电池组的充放电控制器工作原理示意图；它由多个锂离子电池组组成，其工作原理与单组锂离子电池充放电工作原理相同。只是由N组锂离子电池充放电控制单元并联组成而已。图3是充放电控制器的系统框图，单片机通过控制管脚对锂离子电池充放电控制部分进行控制。其通信必须用光耦芯片进行隔离增加其抗干扰能力及电磁兼容性能。充放电控制部分分别控制锂离子电池的充电与放电状态。由此可见，通过MOSFET管Q、限流电阻R、电压比较器N、继电器开关K基本器件，完成了对锂离子电池应用中的充放电管理控制与实时监测。大幅度的提高了电池应用效率，解决了锂离子电池使用过程中的安全度问题。 从而延长了锂离子电池的使用寿命。
权利要求
1.一种锂离子电池充放电监测控制装置，其特征在于所述的监测控制装置包括充电电流控制、放电电压控制两部分；其中，所述充电电流控制部分主要由MOSFET管Q、限流电阻R、肖特基二极管VD组成；所述放电电压控制部分主要由肖特基二极管VD、电压比较器 N、继电器开关K组成；所述的继电器开关K设置在放电电压控制部分中，起到接通或断开放电电路的作用；对应电压比较器N设置有基准电压V;所述充电电流控制、放电电压控制部分中分别设置有肖特基二极管并使两个肖特基二极管反向并接后，与所述锂离子电池的正极连接；所述的监测控制装置中，设置用以控制MOSFET管Q导通或关闭，使锂离子电池充电或停止充电的单片机。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池充放电监测控制装置，其特征在于所述的锂离子电池组为多个时，所述的多个锂离子电池组之间并联，对应每个电池组分别设置监测控制单元；所述的多个监测控制单元之间并联构成所述的监测控制装置；所述的监测控制装置的充电电流控制部分中，对应每一个电池组均设置有肖特基二极管；放电电压控制部分中，对应每一个电池组均设置有肖特基二极管，并使肖特基二极管连接电压比较器N 的输入正相端；对应每个电池组设置的两个肖特基二极管反向并联。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池充放电监测控制装置，其特征在于单片机通过控制管脚控制MOSFET管Q导通或关闭，用以控制锂离子电池是否充电，并设置光耦芯片进行隔离。
全文摘要
本发明属于锂离子电池管理系统技术领域，提出的一种锂离子电池充放电监测控制装置，包括充电电流控制、放电电压控制两部分；充电电流控制部分主要由MOSFET管Q、限流电阻R、肖特基二极管VD组成；放电电压控制部分主要由肖特基二极管VD、电压比较器N、继电器开关K组成；充电电流控制、放电电压控制部分中分别设置有肖特基二极管并使两个肖特基二极管反向并接后与所述锂离子电池的正极连接；所述的监测控制装置中，设置用以控制MOSFET管Q使锂离子电池充电或停止充电的单片机。本发明通过对锂离子电池充放电过程的监测控制，保证充放电过程中不会损坏，使锂离子电池应用更合理，使用寿命得以延长，具有设计合理、成本低的特点。
文档编号H02J7/00GK102496984SQ20111040515
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者张智峰, 李亚军, 谢永进, 赵星, 陈可南 申请人:凯迈(洛阳)电子有限公司