锂电池充放电和均衡保护方法与流程

本发明属于新能源技术，涉及锂电池充电均衡控制方法及充电保护。。

背景技术：

在锂电池使用中，为了得到相应的功率及能量，锂电池通常需要大量的串联使用以得到更大的容量。对于锂电池的充电，有恒电压充电、恒电流充电、多级恒电流充电、恒电压限流充电以及脉冲充电等充电方法。但对于锂电池组的充电，由于锂电池串联成组，通常通过对电池组两端的电压控制来进行充电，不可避免地会导致电池之间存在一致性的问题。另一方面，由于锂电池的抗过充能力较差，因此易导致锂电池过放电及过充电问题的出现，使锂电池组的充电安全性存在一定的隐患。。

技术实现要素：

本发明的目的是使用尽可能简便的电路，在锂电池充电过程中监测电压变化，对充电电流进行控制，以达到均衡及保护的作用。

本发明锂电池充放电和均衡保护方法电路板主要包括，基准电压发生器、比较器组、信号输出、过充控制四部分。

基准电压发生器在充电过程中产生不随电池电压变化的基准电压，用于与电池电压相比较。

比较器组包含四个比较器，由lm339芯片提供，使电池电压与基准电压进行比较，发出不同的高低电平，以提供信号。

信号输出装置为tlp525，根据比较器所发出的高低电平，以导通或关断的形式发出信号。

过充控制由ksh127芯片控制，当电池充电电压高于3.7v时，芯片导通，该电池停止充电，由水泥电阻进行放电，对电池提供保护。

与现有技术相比，本发明简单、易懂，可根据电池组容量不同对放电电阻随时调节等优点。

附图说明：

图1为本发明所述锂电池充放电和均衡保护方法的电路原理图；

图2为本发明所述锂电池充放电和均衡保护方法保护板连接图；

图3为芯片u2blm339内部比较器组示意图；

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明电池充放电和均衡保护方法，是在锂电池充电过程中，根据电池电压的变化，控制其充电的进行，以达到对其过充保护的作用。

如图1所示，锂电池充电时，正极为vin+,负极为vin-，充电时，充电电流首先经过芯片ic-lt1004，产生大小恒为1.23v的基准电压v1.2。同时充电电流分别由r2、r5、r7以及r3、r6、r8两条分压支路产生vof与vlf两个比较电压，其作用是与基准电压v1.2进行比较。其中，vof与v1.2经过lm339内部比较器1、2进行比较，由1、2管脚输出；vlf与v1.2经过lm339内部比较器3、4进行比较，由13、14管脚输出。

同时，若锂电池处于充电状态，则led指示灯d1处于导通状态。

本发明的电池充放电和均衡保护方法，以图2的方式与锂电池并联，各保护板之间串联。

本发明的电池充放电和均衡保护方法，在对锂电池充电时，采用大电流充电的模式。

当锂电池电压小于最低值2.5v时，由r2、r5、r7以及r3、r6、r8两条分压支路所输出的电压vof与vlf均小于1.2v，此时，vof与v1.2经过图3所示lm339内部比较器1，由1管脚输出的voutof2为低电平；经过图3所示lm339内部比较器2，由2管脚输出的voutof1为高电平。vlf与v1.2经过图3所示lm339内部比较器3、4，由13、14管脚输出的voutlf1、voutlf2均为低电平。

由于voutof1处于高电平，因此与voutof1所连接的芯片ksh127关断。

由于voutof2与voutlf1均为低电平，因此由voutof2与voutlf1所控制的芯片tlp525关断。

由于voutlf2处于低电平，因此与voutlf2所连接的led负压指示灯d2导通。此时锂电池处于过放状态，需要对其进行充电。

在对锂电池充电过程中，当锂电池电压处于2.5v与3.6v之间时，由r2、r5、r7分压支路所输出的电压vof小于1.2v，此时，vof与v1.2经过lm339内部比较器1，由1管脚输出的voutof2为低电平；经过lm339内部比较器2，由2管脚输出的voutof1为高电平。由r3、r6、r8分压支路所输出的电压vlf大于1.2v，vlf与v1.2经过lm339内部比较器3、4，由13、14管脚输出的voutlf1、voutlf2均为高电平。

由于voutof1处于高电平，因此与voutof1所连接的芯片ksh127关断。

由于voutof2为低电平，voutlf1为高电平，因此由voutof2与voutlf1所控制的芯片tlp525导通。此时，由芯片tlp525管脚t1、t2所构成的回路，处于导通状态。

由于voutlf2处于高电平，因此与voutlf2所连接的led负压指示灯d2关断。

当锂电池电压高于3.6v时，由r2、r5、r7分压支路所输出的电压vof大于1.2v，此时，vof与v1.2经过lm339内部比较器1，由1管脚输出的voutof2为高电平；经过lm339内部比较器2，由2管脚输出的voutof1为低电平。由r3、r6、r8分压支路所输出的电压vlf大于1.2v，vlf与v1.2经过lm339内部比较器3、4，由13、14管脚输出的voutlf1、voutlf2均为高电平。

由于voutof1处于低电平，因此与voutof1所连接的芯片ksh127导通。此时，由于芯片ksh127导通所需压降产生端电压小于锂电池电压，因此，不再对锂电池进行充电，充电电流流经芯片ksh127所在支路，对锂电池起到保护作用。

由于voutof2与voutlf1均为高电平，因此由voutof2与voutlf1所控制的芯片tlp525关断。此时，由芯片tlp525管脚t1、t2所构成的回路，处于断路状态。

由于voutlf2处于高电平，因此与voutlf2所连接的led负压指示灯d2关断。

本发明的电池充放电和均衡保护方法，在使用中，有多个电池需进行保护，由于各个锂电池充电不能完全一致，即在充电过程中各锂电池电压不相同，因此各保护板会处于不同的保护状态。

当某一节或某几节锂电池的电压高于3.6v时，其电路板中voutof2与voutlf1均为高电平，使得芯片tlp525关断，同时，由芯片tlp525管脚t1、t2所构成的回路，处于断路状态。此时，控制其充电方式由大电流充电变为小电流充电。可使已饱和电池充电电流流经芯片ksh127所在支路，使锂电池免于过充，其他未饱和电池可缓慢充电，避免过充。

技术特征：

技术总结
一种新的锂电池充放电和均衡保护方法，由基准电压发生器、比较器组、信号输出、过充控制四部分构成。在锂电池充电过程中监测电压变化，对充电电流进行控制，以达到均衡及保护的作用。本发明简单、易懂，可根据电池组容量不同对放电电阻随时调节等优点。

技术研发人员：孙亚琨;姜殿波;邹黎
受保护的技术使用者：山东理工大学
技术研发日：2016.04.07
技术公布日：2017.10.20