一种具有充电器功能的电动车锂电池管理系统的制作方法
【专利摘要】一种具有充电器功能的电动车锂电池管理系统，包括市电输入、单体电压采集和数据输出接口，AC/DC转换、单体电压采集、电源及充电管理电路，中央处理单元，充放电控制开关，报警模块和电池组采样电阻；AC/DC转换电路与电源、充电管理电路和市电输入接口连接；充电管理电路与电池总正极连接，充电负极与充电管理电路、充放电控制开关及负载电极连接；电源管理电路与中央处理单元、单体电压采集电路、电池总正负极和报警模块连接；中央处理单元与充放电控制开关、单体电压采集电路、报警模块、数据输出接口连接；单体电压采集接口和单体电压采集电路、电池总正负极连接；电池组采样电阻和电池总负极、中央处理单元、充放电控制开关电连接。
【专利说明】—种具有充电器功能的电动车锂电池管理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动车锂电池的电池管理系统，尤其是涉及一种具有充电器功能的锂电池管理系统。
【背景技术】
[0002]目前，电动车锂电池都有安装电池管理系统，但管理系统只具对电池的过充、过放、短路、过流等功能的保护，在对电池进行充电时，往往需要外接充电器，而在实际使用过程中，由于携带不方便或一时的忘记，往往在外出时没有带上充电器，如果电池没电，用户很可能就会找一不匹配的充电器给其电池充电，而因充电器的不匹配，很可能会造成电池组内部的管理系统的损坏，因而造成电池存在安全隐患。再者，由于部分用户对电池组的使用方法并不是很清楚，认为只要充电口能够接上就可以充电，所以有些用户会直接将市电交流220V接在电池组的充电口上给电池充电，造成电池组管理系统及电池本身的损坏，弓I发危险。
[0003]申请公布号CN 102545288 A，申请公布日2012.07.04，名称为“电动车电池的充电一体化系统模组”的中国发明专利申请公开文件“公开了一种电动车电池的充电一体化系统模组，包括电池组，还包括有与所述电池组集成在一体装置中的电池管理控制板、MCU控制器
[0004]和智能控制充电器；所述MCU控制器传信控制电池管理控制板和智能控制充电器，该电池管理控制板实时侦测及控制电池组的工作状态并传信于MCU控制器；该智能控制充电器上设有市电插头。电池管理控制板对电池组的充电和放电时的电压、电流控制，同时可以侦测每串电池电压，再通过MCU控制器来对充电和放电时的电流控制，达到均衡功能，使电池达到最佳的充电、放电性能；这样就避免了传统电动车电池组在使用外接充电器时，因型号匹配不对应等问题而影响电池组使用的状况。”存在的问题是:电池管理系统方面未有新的扩展功能，可靠性和稳定性存在问题。
【发明内容】
[0005]本实用新型的主要发明目的是提供一种不仅将充电器和电池管理系统综合为一体，同时在电池管理系统方面还增加了压差保护、报警模块、充电数据记录功能、最大放电电流及持续时间、过流保护发生次数及最近发生时间、短路保护发生次数及最近发生时间的记录功能。
[0006]本实用新型所用的技术方案是:一种具有充电器功能的电动车锂电池管理系统，包括市电输入接口、AC/DC转换电路、电源管理电路、充电管理电路、中央处理单元、充放电控制开关、单体电压采集电路、报警模块、单体电压采集接口、电池组采样电阻和数据输出接口 ；市电输入接口与AC/DC转换电路电连接，AC/DC转换电路还分别与电源管理电路、充电管理电路电连接；电源管理电路和充电管理电路还与电池总正极电连接，电源管理电路还与电池总负极电连接，而充电管理电路则还通过二极管和充电负极相连，充电负极则又与充放电控制开关及负载电极相连；电源管理电路还与中央处理单元的电源端、单体电压采集电路电源端电连接；中央处理单元还与充放电控制开关和单体电压采集电路电连接；报警模块分别和中央处理单元和电源管理电路电连接；单体电压采集接口和单体电压采集电路电连接，同时单体电压采集接口还分别与电池总正极、电池总负极电连接；电池组采样电阻的一端和电池总负极电连接，另一端分别和中央处理单元和充放电控制开关电连接；所述数据输出接口与中央处理单元相连。
[0007]本实用新型，中央处理器通过电池组采样电阻检测动力电池组的放电电流，并记录放电电流的最大值及最大电流的持续时间、过流保护的次数及最近发生的时间、短路保护的次数及最近发生的时间，所记录的数据可以通过数据输出接口输出到与数据输出接口相连的计算机上，以便对电池组的使用情况进行分析判断。本实用新型中，单体电池电压采集电路采集每个单体电池的电压，并将这些电压数据发送给中央处理单元，中央处理单元则对这些电压数据进行处理，当存在单体电池的电压大于或小于预设的电压值时，中央处理单元控制充放电控制开关停止工作，从而停止电动车锂电池充放电，进而防止电池过充或过放。而当中央处理单元检测到动力锂电池内的单体电池电压从一预设值升高至另一预设值时，则认为电池组进行一次成功充电，并进行累积记录充电次数。当中央处理单元检测到单体电压差压超过预设值时，则会停止电池工作，从而本实用新型具有压差保护功能。本实用新型，当中央处理单元检测到电动车电池组的运行出现故障或其它异常情况时，报警模块就会发出报警信号，提醒用户注意对电动车电池进行及时的检修维护。因此，本实用新型不仅将充电器和电池管理系统综合为一体，而且在电池管理系统方面还增加了压差保护、报警模块、充电数据记录功能、最大放电电流及持续时间、过流保护发生次数及最近发生时间、短路保护发生次数及最近发生时间的记录功能。本实用新型具有使用方便、可靠和维护容易的优点。
[0008]作为优选，所述报警模块包括发光二极管、扬声器、电阻R13、电阻R14和三极管Q ；电阻R13的一端与三极管Q的基极电连接，报警模块和中央处理单元相连于电阻R13的另一端电；三极管Q的发射极接地，三极管Q的集电极与发光二极管的阴极和扬声器的负极电连接，发光二极管的阳极与电阻R14的一端电连接；电阻R14的另一端与扬声器正极相连，电阻R14的另一端还与电源管理电路相连于电源管理电路的正极输出端，从而实现报警模块与电源管理电路的相连。本优选方案，报警模块具有声光报警功能，且结构简单、工作可
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[0009]作为优选，充放电控制开关包括有N-MOS管。本优选方案，充放电控制开关的结构简单，工作可靠性高。
[0010]综上所述，本实用新型带来的有益效果是:将充电器和电池管理系统综合为一体，电动车外出无需携带充电器，有220V的电源既可以对电动车电池充电，而且在电池管理系统方面还增加了压差保护、报警模块、充电数据记录功能、最大放电电流及持续时间、过流保护发生次数及最近发生时间、短路保护发生次数及最近发生时间的记录功能，便于用户对电动电池运行情况的掌握和使用维护。本实用新型具有使用方便、可靠和维护容易的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的一种结构示意图；
[0012]图2是报警模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0014]如图1、图2所示，本实用新型包括市电输入接口 1、AC/DC转换电路2、电源管理电路3、充电管理电路4、中央处理单元5、充放电控制开关6、单体电压采集电路7、报警模块
8、单体电压采集接口 9、电池组采样电阻11和数据输出接口 10;市电输入接口 I与AC/DC转换电路2电连接，AC/DC转换电路2还分别与电源管理电路3、充电管理电路4电连接；电源管理电路3和充电管理电路4还与电池总正极电连接，电源管理电路3还与电池总负极电连接，而充电管理电路4则还通过二极管和充电负极相连，充电负极则又与充放电控制开关6及负载电极相连；电源管理电路3还与中央处理单元5的电源端、单体电压采集电路7电源端电连接；中央处理单元5还与充放电控制开关6和单体电压采集电路7电连接；所述报警模块8分别和中央处理单元5和电源管理电路3电连接；单体电压采集接口 9和单体电压采集电路7电连接，同时单体电压采集接口 9还分别与电池总正极、电池总负极电连接；电池组采样电阻11的一端和电池总负极电连接，另一端分别和中央处理单元5和充放电控制开关6电连接；所述数据输出接口 10与中央处理单元相连。
[0015]作为优选，本实施例所述报警模块8包括发光二极管8.1、扬声器8.2、电阻R13、电阻R14和三极管Q ;电阻R13的一端与三极管Q的基极电连接，报警模块8和中央处理单元5相连于电阻R13的另一端电；三极管Q的发射极接地，三极管Q的集电极与发光二极管
8.1的阴极和扬声器18.2的负极电连接，发光二极管8.1的阳极与电阻R14的一端电连接；电阻R14的另一端与扬声器8.2正极相连，电阻R14的另一端还与电源管理电路2相连于电源管理电路的正极输出端VCC，从而实现报警模块8与电源管理电路2的相连。
[0016]作为优选，充放电控制开关6包括有N-MOS管，结构简单，工作可靠性高。
[0017]以上所述之具体实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围。凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种具有充电器功能的电动车锂电池管理系统，包括市电输入接口( I )、AC/DC转换电路(2)、电源管理电路(3)、充电管理电路(4)、中央处理单元(5)、充放电控制开关(6)、单体电压采集电路(7);市电输入接口(I)与AC/DC转换电路(2)电连接，AC/DC转换电路(2)还分别与电源管理电路(3)、充电管理电路(4)电连接；电源管理电路(3)和充电管理电路(4 )还与电池总正极电连接，电源管理电路(3 )还与电池总负极电连接，而充电管理电路(4)则还通过二极管和充电负极相连，充电负极则又与充放电控制开关(6)及负载电极相连；电源管理电路(3 )还与中央处理单元(5 )的电源端、单体电压采集电路(7 )电源端电连接；中央处理单元(5)还与充放电控制开关(6)和单体电压采集电路(7)电连接；其特征是，还包括有报警模块(8 )、单体电压采集接口( 9 )、电池组采样电阻(11)和数据输出接口(10);所述报警模块(8)分别和中央处理单元(5)和电源管理电路(3)电连接；单体电压采集接口(9)和单体电压采集电路(7)电连接，同时单体电压采集接口(9)还分别与电池总正极、电池总负极电连接；电池组采样电阻(11)的一端和电池总负极电连接，另一端分别和中央处理单元(5)和充放电控制开关(6)电连接；所述数据输出接口(10)与中央处理单元相连。
2.根据权利要求1所述的一种具有充电器功能的电动车锂电池管理系统，其特征是:所述报警模块(8)包括发光二极管(8.1)、扬声器(8.2)、电阻R13、电阻R14和三极管Q ;电阻R13的一端与三极管Q的基极电连接，报警模块(8)和中央处理单元(5)相连于电阻R13的另一端电；三极管Q的发射极接地，三极管Q的集电极与发光二极管(8.1)的阴极和扬声器(8.2)的负极电连接，发光二极管(8.1)的阳极与电阻R14的一端电连接；电阻R14的另一端与扬声器(8.2)正极相连，电阻R14的另一端还与电源管理电路(2)相连于电源管理电路的正极输出端，从而实现报警模块(8)与电源管理电路(2)的相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有充电器功能的电动车锂电池管理系统，其特征是:充放电控制开关(6)包括有N-MOS管。
【文档编号】H02J7/10GK203951248SQ201420379025
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】任宁, 孙延先, 王玉龙, 潘健健, 刘启凯 申请人:浙江超威创元实业有限公司