专利名称：一种充放电自动保护一体的车用锂电池的制作方法
技术领域：
本实用新型属于锂电池充放电技术领域，尤其是涉及一种充放电自动保护一体的车用锂电池。
背景技术：
目前，市场上的电动车锂电池经常会出现在充电过程中发热、起火甚至爆炸的危险情况，对使用者的人身及财产安全带来一定的安全隐患。主要是因为锂电池组和锂电池充电器，因生产厂家不同而产生不匹配，人为操作不当可能有伤亡危险；同时电池发生问题后锂电池组生产厂家和充电器生产厂家的责任划分问题也很难分清。
发明内容本实用新型要解决的问题是提供一种充放电自动保护一体的车用锂电池。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种充放电自动保护一体的车用锂电池，包括由至少两路以上锂动力电池串接组成的电池组、电池管理系统和充电电路，所述电池管理系统中设有与锂动力电池路数相等的监测保护电路，所述监测保护电路的输入端与锂动力电池的两端相连，所述电池管理系统的一端连接开关电路；所述充电电路的一输出端与电池组的一输入端连接，另一输出端通过开关电路与电池组的另一输入端连接，充电电路设有可连接交流220V/50HZ市电的端口 ；所述电池管理系统，用于检测电池组单体电压和电池组输出流，针对电池组实际工况，提供过充电、过放电、过电流及短路保护，且设有对外供电的输出端口。进一步的，与所述串接的第一个电池组连接的监测保护电路的一端依次串接若干个电位传递电路，所述最后一个电位传递电路与检测管理电路相连接，所述检测管理电路的两个输入端分别连接温度检测电路和电流检测电路；检测管理电路与电池组之间设有功率器件及电流采样单元，所述功率器件及电流采样单元的一端连接防干扰及功率器件保护电路。进一步的，所述开关电路由串接的放电FETs管和充电FETs管组成；所述电池管理系统的CHG和DSG引脚分别连接放电FETs管和充电FETs管。进一步的，所述充电电路主要由防雷单元、电磁干扰滤波器EMT、输入整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路和辅助电路，所述辅助电路主要由输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路和输出短路保护电路；所述防雷单元、电磁干扰滤波器EMT、输入整流滤波电路、功率变换电路和输出整流滤波电路依次串联后连接输出模块，其中功率变换电路连接到PWM控制器电路；在所述 PWM控制器电路与输入整流滤波电路之间设有输入过欠压保护电路；PWM控制器与输出模块之间设有并联的输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路和串联在一起的稳压电路和取样电路。进一步的，所述功率变换电路还连接PFC单元，PFC单元的两个输入端分别连接输入整流滤波电路和输入过欠压保护电路。进一步的，所述电磁干扰滤波器EMT采用双π型滤波网络对输入电源的电磁干扰噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。进一步的，所述PWM控制器采用德州仪器生产的专用PWM控制芯片TL494。进一步的，所述防雷单元采用压敏电阻组成的高压保护电路。进一步的，所述与锂动力电池路数相等的监测保护电路采用的精工生产的专用保护芯片S-8254。本实用新型具有的优点和积极效果是将锂电池以外的电池充电器部分，集成到锂电池的电源管理系统上，这样可以给锂电池组匹配的充电电压、电流和充电波形，避免锂电池组和锂电池充电器，因生产厂家不同而产生不匹配的问题，避免因为人为操作不当所发生的伤亡危险；也解决了电池发生问题后锂电池组生产厂家和充电器生产厂家的责任划分问题；同时打破了传统的电动车锂电池一个电池组和一个充电器的模式，将两部分集中到一起，使体积缩小、造价降低，减少资源浪费；还可为客户端解决到哪里都携带充电器的问题，节约了电动车的存储空间，也可使电池在外观上更美观统一。
图I是本实用新型的整体结构示意图； 图2是本实用新型的电池管理系统结构示意图；[0022]图3是本实用新型的充电电路结构示意图。
图中I、电池组2、电池管理系统 3、充电电路4、检测保护电路5、开关电路6、电位传递电路7、检测管理电路8、温度检测电路 9、电流检测电路10、功率器件及电流采样U、防干扰及功率器12、防雷单元电路13、EMT电路 件保护电路 14、输入整流滤波电 15、功率变换电路路16、输出整流滤波电路 18、输入过欠压保19、PFC单元 21、稳压电路22、取样电路 21、稳压电路 23 短路保护电路24、限流保护电路25、输出过欠压保护电路
具体实施方式
如图1、2、3所示[0034]本实用新型一种充放电自动保护一体的车用锂电池，包括由至少两路以上锂动力电池串接组成的电池组I、电池管理系统2和充电电路3，所述电池管理系统2中设有与锂动力电池组I路数相等的监测保护电路4，所述监测保护电路4的输入端与锂动力电池的两端相连，所述电池管理系统2的一端连接开关电路5 ;所述充电电路3的充电正极输出端与电池组I的正极连接，充电负极输出端通过开关电路5与电池组I的负极连接，充电电路3 设有可连接交流220V/50HZ市电的交流输入端口 L、N、E ;所述电池管理系统2，用于检测电池组I单体电压和电池组输出流，针对电池组实际工况，提供过充电、过放电、过电流及短路保护，且设有对外供电的输出端口 Pack+和 Pack-。与所述串接的第一个电池组I连接的监测保护电路4的一端依次串接若干个电位传递电路6，所述最后一个电位传递电路6与检测管理电路7相连接，所述检测管理电路7 的两个输入端分别连接温度检测电路8和电流检测电路9 ;检测管理电路7与电池组I之间设有功率器件及电流采样电路10，所述功率器件及电流采样电路10的一端连接防干扰及功率器件保护电路11。所述开关电路5由串接的放电FETs管和充电FETs管组成，所述电池管理系统2 的CHG和DSG引脚分别连接放电FETs管和充电FETs管。所述充电电路3主要由防雷单元12、电磁干扰滤波器EMT电路13、输入整流滤波电路14、功率变换电路15、PWM控制器20、输出整流滤波电路16和辅助电路组成，所述辅助电路主要由输入过欠压保护电路18、输出过欠压保护电路25、限流保护电路24和输出短路保护电路23组成；所述防雷单元12、电磁干扰滤波器EMT电路13、输入整流滤波电路14、 功率变换电路15和输出整流滤波电路16依次串联后连接输出模块17，其中功率变换电路 15连接到PWM控制器20 ;在所述PWM控制器20与输入整流滤波电路14之间设有输入过欠压保护电路18 ;PWM控制器20与输出模块17之间设有并联的输出过欠压保护电路25、限流保护电路24、短路保护电路23和串联在一起的稳压电路21和取样电路22。所述功率变换电路15还连接PFC单元19，所述PFC单元19的两个输入端分别连接输入整流滤波电路14和输入过欠压保护电路18。所述电磁干扰滤波器EMT电路13采用双型滤波网络对输入电源的电磁干扰噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。所述防雷单元12采用压敏电阻组成的高压保护电路。所述与锂动力电池组I路数相等的监测保护电路4采用的精工生产的专用保护芯片 S-8254。S-8254系列是内置闻精度电压检测电路和延迟电路的3节串联或者是4节串联用锂离子可充电池保护用1C，通过SEL端子的切换，可对应3节串联或者是4节串联用的电池保护。所述PWM控制器20采用德州仪器生产的专用PWM控制芯片TL494，包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。本实例的工作过程充电时，充电电路3的充电输入端口接入交流220V/50HZ市电，交流电通过充电电路3的各功能模块，输出恒定的充电电流，对电池组I进行充电，输出端口设有限流保护电路24及输出过欠压保护电路25，有效的防止了因外部短路，反接及输出电压过高,对电源及电池组I的损坏；充放电的整个过程中，电池管理系统2通过完善的功率器件保护措施，适用于各种条件的负载，温度检测电路8采用高精度温度控制器件，当温度异常时，提供可靠保护。以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
权利要求1.一种充放电自动保护一体的车用锂电池，包括由至少两路以上锂动力电池串接组成的电池组和电池管理系统，所述电池管理系统中设有与锂动力电池路数相等的监测保护电路，所述监测保护电路的输入端与锂动力电池的两端相连，所述电池管理系统的一端连接开关电路，其特征在于还包括充电电路，所述充电电路的一输出端与电池组的一输入端连接，另一输出端通过开关电路与电池组的另一输入端连接，充电电路设有可连接市电的端口 ；所述电池管理系统，用于检测电池组单体电压和电池组输出流，针对电池组实际工况， 提供过充电、过放电、过电流及短路保护，且设有对外供电的输出端口。
2.根据权利要求I所述的充放电自动保护一体的车用锂电池，其特征在于与所述串接的第一个电池组连接的监测保护电路的一端依次串接若干个电位传递电路，所述最后一个电位传递电路与检测管理电路相连接，所述检测管理电路的两个输入端分别连接温度检测电路和电流检测电路；检测管理电路与电池组之间设有功率器件及电流采样单元，所述功率器件及电流采样单元的一端连接防干扰及功率器件保护电路。
3.根据权利要求I所述的充放电自动保护一体的车用锂电池，其特征在于所述开关电路由串接的放电FETs管和充电FETs管组成；所述电池管理系统的CHG和DSG引脚分别连接放电FETs管和充电FETs管。
4.根据权利要求I所述的充放电自动保护一体的车用锂电池，其特征在于所述充电电路主要由防雷单元、电磁干扰滤波器EMT、输入整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路和辅助电路，所述辅助电路主要由输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路和输出短路保护电路；所述防雷单元、电磁干扰滤波器EMT、输入整流滤波电路、功率变换电路和输出整流滤波电路依次串联后连接输出模块，其中功率变换电路连接到PWM控制器电路；在所述PWM控制器电路与输入整流滤波电路之间设有输入过欠压保护电路；PWM控制器与输出模块之间设有并联的输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路和串联在一起的稳压电路和取样电路。
5.根据权利要求4所述的充放电自动保护一体的车用锂电池，其特征在于所述功率变换电路还连接PFC单元，PFC单元的两个输入端分别连接输入整流滤波电路和输入过欠压保护电路。
6.根据权利要求4所述的充放电自动保护一体的车用锂电池，其特征在于所述电磁干扰滤波器EMT采用双π型滤波网络对输入电源的电磁干扰噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
7.根据权利要求4所述的充放电自动保护一体的车用锂电池，其特征在于所述PWM 控制器采用德州仪器生产的专用PWM控制芯片TL494。
8.根据权利要求4所述的充放电自动保护一体的车用锂电池，其特征在于所述防雷单元采用压敏电阻组成的高压保护电路。
9.根据权利要求I所述的充放电自动保护一体的车用锂电池，其特征在于所述与锂动力电池路数相等的监测保护电路采用的精工生产的专用保护芯片S-8254。
专利摘要本实用新型提供一种充放电自动保护一体的车用锂电池，包括由至少两路以上锂动力电池串接组成的电池组、电池管理系统和充电电路，所述电池组连接电池管理系统，并通过电池管理系统输出供电；所述充电电路的一输出端与电池组的一输入端连接，另一输出端通过开关电路与电池组的另一输入端连接，充电电路设有可连接交流220V/50HZ市电的端口。本实用新型的有益效果是，打破了传统的电动车锂电池一个电池组和一个充电器的模式，将两部分集中到一起，避免因为人为操作不当所发生的伤亡危险。
文档编号H02J7/00GK202352778SQ20112045621
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者齐孝毅 申请人:天津钒钧科技发展有限公司