鋰電池組充放電保護板及鋰電池組保護系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋰電池柱保護領域，尤其是涉及一種鋰電池組充放電保護板及鋰電池組保護系統。
【背景技術】
[0002]鋰電池組由于具有體積小、質量輕、電壓高、功率大、自放電少以及使用壽命長等優點，使其逐漸成為動力電池的主流。但由于鋰電池組的內部能量密度高，在過度充電狀態下，內部熱量積聚過多有可能損傷電池性能和使用壽命。因此，鋰電池組必須配用設計優良的保護電路，以保證其在過度充、放電狀態下的安全性，并防止其性能劣化。
[0003]現有的鋰電池組保護用集成電路大多采用純模擬電路。但是純模擬電路的生產工藝比硬件復雜，軟件的可靠性不高，使用不穩定。并且，現有的鋰電池組保護方案中都沒有考慮鋰電池組的電池信息的資源共享，不利于鋰電池組的大數據收集和接入物聯網。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題在于，提供一種鋰電池組充放電保護板及鋰電池組保護系統。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種鋰電池組充放電保護板，配用的鋰電池組由多個單體鋰電池串聯組成，包括主控電路，以及與所述主控電路電性連接的充電控制電路和放電控制電路；還包括:
[0006]采樣模塊，與所述主控電路電性連接，用于采樣各個所述單體鋰電池的電池信息數據；
[0007]SMBUS通信端口，與所述主控電路電性連接，用于所述主控電路與上位機之間的數據通信，以將所述電池信息數據上報給所述上位機；
[0008]藍牙模塊，與所述主控電路電性連接，用于所述主控電路與便攜式智能設備之間的數據通信，以將所述電池信息數據無線發送給所述便攜式智能設備。
[0009]本發明的鋰電池組充放電保護板中，所述采樣模塊包括:
[0010]電壓采樣電路，與所述主控電路電性連接，用于采集各個所述單體鋰電池的端電壓；
[0011]電流采樣電路，與所述主控電路電性連接，用于采集串聯的多個所述單體鋰電池的回路電流；
[0012]溫度采樣電路，與所述主控電路電性連接，用于采集各個所述單體鋰電池的電芯表面溫度。
[0013]本發明的鋰電池組充放電保護板中，所述電池信息數據包括各個所述單體鋰電池的電池電壓、回路電流和電芯表面溫度，以及所述鋰電池組的充放電狀態信息和電量數據信息。
[0014]本發明的鋰電池組充放電保護板中，所述鋰電池組充放電保護板還包括連接在所述主控電路和鋰電池組之間的均衡電路，其中，所述鋰電池組的各個單體鋰電池并聯連接至少一個均衡電路。
[0015]本發明的鋰電池組充放電保護板中，所述鋰電池組充放電保護板還包括用于給所述主控電路、SMBUS通信端口和所述藍牙模塊供電的供電電路。
[0016]本發明的鋰電池組充放電保護板中，所述主控電路包括過充電電壓比較模塊、過放電電壓比較模塊和基準電壓源；所述基準電壓源分別為所述過充電電壓比較模塊和所述過放電電壓比較模塊提供供比較的基準電壓；
[0017]所述過充電電壓比較模塊的輸出端連接所述充電控制電路，所述過放電電壓比較模塊的輸出端連接所述放電控制電路。
[0018]本發明的鋰電池組充放電保護板中，所述充電控制電路和所述放電控制電路均包括用于作為回路開關器件的MOS管。
[0019]本發明的鋰電池組充放電保護板中，所述主控電路包括中穎SH79F329型號單片機。
[0020]本發明還提供了一種鋰電池組保護系統，包括鋰電池組，還包括上述的鋰電池組充放電保護板。
[0021]本發明的鋰電池組保護系統中，還包括上位機和便攜式智能設備，所述上位機通過SMBUS總線與所述鋰電池組充放電保護板連接并進行數據通信，所述便攜式智能設備與所述鋰電池組充放電保護板藍牙連接并進行數據通信。
[0022]實施本發明的技術方案，至少具有以下的有益效果:本發明中的鋰電池組充放電保護板能通過采集模塊實時采樣各個單體鋰電池的電池信息數據，且該主控電路還同時連接有SMBUS通信端口和藍牙模塊，使得該鋰電池組充放電保護板不僅能夠將采樣到的電池信息數據發送給上位機，還能夠將采樣到的電池信息數據發送給便攜式智能設備，從而能方便了用戶對鋰電池組的運行實現多途徑的管理，并實現了電池信息數據的資源共享，利于鋰電池組的大數據收集和接入物聯網。
【附圖說明】
[0023]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0024]圖1是本發明的一實施例中的鋰電池組充放電保護板的結構框圖；
[0025]圖2是本發明的一實施例中的均衡電路的電路圖；
[0026]圖3是本發明的一實施例中的供電電路的電路圖；
[0027]圖4是本發明的一實施例中的鋰電池組充放電保護板的工作原理圖；
[0028]圖5是本發明的一實施例中的鋰電池組保護系統的結構框圖；
[0029]其中，1、主控電路；11、過充電電壓比較模塊；12、過放電電壓比較模塊；13、基準電壓源；
[0030]2、充電控制電路；3、放電控制電路；4、采樣模塊；41、電壓采樣電路；42、電流采樣電路；43、溫度采樣電路；
[0031]5、SMBUS通信端口 ；6、藍牙模塊；7、均衡電路；8、供電電路；
[0032]10、鋰電池組；20、鋰電池組充放電保護板；30、上位機；40、便攜式智能設備。
【具體實施方式】
[0033]為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的【具體實施方式】。
[0034]圖1至圖4示出了本發明中的一種鋰電池組充放電保護板，該鋰電子組充放電保護板能夠起到延長鋰電池組的使用壽命，加強電池的使用安全性的作用，一般情況下，其配用的鋰電池組由多個單體鋰電池串聯組成，當然，其配用的鋰電池組也可以由多個單體鋰電池并聯組成，即該鋰電池組充放電保護板的適用范圍廣，可運用于市面上大部分的鋰電池組中。
[0035]圖1是本發明的一實施例中的鋰電池組充放電保護板的結構框圖。圖2是本發明的一實施例中的均衡電路(7)的電路圖。圖3是本發明的一實施例中的供電電路(8)的電路圖。圖4是本發明的一實施例中的鋰電池組充放電保護板的工作原理圖。
[0036]如圖1所示，該鋰電池組充放電保護板包括主控電路(I)，以及與該主控電路(I)電性連接的充電控制電路⑵和放電控制電路(3)。該主控電路⑴的主要作用在于根據編制的程序、算法，實現電池充放電的管理，保證電池正常運行，防止過充、過放、過流、短路等異常現象發生。而該充電控制電路⑵和放電控制電路⑶的主要作用在于負責開啟/關斷充、放電回路，從而達到充放電保護的功能。
[0037]參閱圖1，該鋰電池組充放電保護板除了包括上述的主控電路(I)、充電控制電路
(2)和放電控制電路(3)外，該鋰電池組充放電保護板還包括采樣模塊(4)、SMBUS通信端口(5)和藍牙模塊(6)。
[0038]該采樣模塊(4)與主控電路⑴電性連接，該采樣模塊⑷的主要作用在于采樣各個單體鋰電池的電池信息數據。一般情況下，該電池信息數據可包括各個單體鋰電池的電池電壓、回路電流和電芯表面溫度，以及鋰電池組的充放電狀態信息和電量數據信息。
[0039]該SMBUS通信端口(5)與主控電路(I)電性連接，該SMBUS通信端口(5)的主要用于主控電路(I)與上位機之間的數據通信，以將電池信息數據上報給上位機。即該鋰電池組充放電保護板通過SMBUS總線連接到上位機時，上位機上的軟件可以顯示采樣到的電池信息數據。
[0040]該藍牙模塊(6)與主控電路⑴電性連接，該藍牙模塊(6)的主要作用在于主控電路(I)與便攜式智能設備之間的數據通信，以將電池信息數據無線發送給便攜式智能設備。即該鋰電池組充放電保護板可以與便攜式智能設備之間建立藍牙等無線連接。一般情況下，便攜式智能設備包括常見的智能手機、平板電腦等。則建立無線連接后，該鋰電池組充放電保護板采樣到的電池信息數據可以無線發送給智能手機，并通過APP軟件界面進行顯不O
[0041]可以理解地，要實現該鋰電池組充放電保護板與便攜式智能設備之間的無線連接，除了使用上述的藍牙模塊(6)外，還可以使用WiFi模塊或3G通信模塊等。
[0042]綜上，本發明中的鋰電池組充放電保護板能通過采集模塊實時采樣各個單體鋰電池的電池信息數據，且該主控電路(I)還同時連接有SMBUS通信端口(5)和藍牙模塊(6)，使得該鋰電池組充放電保護板不僅能夠將采樣到的電池信息數據發送給上位機，還能夠將采樣到的電池信息數據發送給便攜式智能設備，從而能方便了用戶對鋰電池組的運行實現多途徑的管理，并實現了電池信息數據的資源共享，利于鋰電池組的大數據收集和接入物聯網。
[0043]進一步地，如圖1所示，該采樣模塊⑷包括電壓采樣電路(41)、電流采樣電路
(42)和溫度采樣電路(43)。
[0044]該電壓采樣電路(41)與主控電路(I)電性連接，該電壓采樣電路(41)的主要作用在于采集各個單體鋰電池的端電壓。具體實施時，該電壓采樣電路(41)負責將鋰電池組的各單體鋰電池的電壓接入給主控電路(I)中的單片機的AD端口進行差分采樣，以得到單體鋰電池的電壓的數字量。
[0045]該電流采樣電路(42)與主控電路(I)電性連接，該電流采樣電路(42)的主要作用在于采集串聯的多個單體鋰電池的回路電流。具體實施時，該電流采樣電路(42)負責將流經回路的電流信號轉換成電壓信號提供給主控電路(I)中的單片機，該單片機采集到該信號后再將其變成數字量。
[0046]該溫度采樣電路(43)與主控電路⑴電性連接，該溫度采樣電路(43)的主要作用在于采集各個單體鋰電