基于bq7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，支持9?15串鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組的保護模塊，特別適用于電動自行車、電動摩托車領域。
【背景技術】
[0002]使用鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護模塊的電動自行車、電動摩托車產品品種日益增加，隨著市場多元化的發展，普通鋰電池管理模塊已不能適應市場發展的需要，市場更需要智能化的鋰電池管理系統。
[0003]在日常使用中，通常需要對電池的實時狀態有更精確的監測和實時狀態的了解。
[0004]專利號ZL201320273639.8公開了一種基于smb開發智能鋰電池管理設備，它涉及一種電池管理設備。它包括管理設備主體、控制電路模塊、通信數據接口和報警閃爍燈，管理設備主體內部設置有控制電路模塊，管理設備主體側邊設置有多個通信數據接口和USB數據接口，管理設備主體上還設置有報警閃爍燈。本實用新型對電池采取智能化的管理方式，以求達到最有效使用電池容量和延長電池使用壽命的目的。
[0005]專利號ZL 201320584211.5提供一種基于RFID技術的智能化鋰電池綜合管理系統，包括鋰電池保護板單元、閱讀器和鋰電池服務管理器平臺，鋰電池保護板單元包括電池組保護模塊、鋰電池M⑶處理器和RFID電子標簽，閱讀器包括RF射頻模塊、閱讀器M⑶處理器、GPS模塊和網絡通信模塊，該管理系統可以實時檢測鋰電池的狀態，并可直接通過RFID電子標簽直接傳送給閱讀器，并直接通過Internet傳送至鋰電池管理服務器，Internet網絡具有連接實時性好、受干擾能力強、部署不收空間限制等優點，操作方式比較便利。使用該閱讀器作為鋰電池信息收集的節點，能夠將鋰電池數據實時的收集至上位機服務器管理平臺，實現鋰電池管理的各種應用。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于:提供一種基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，滿足電池組智能管理的同時，具有成本低、功能齊全的特點，以提高市場競爭力。
[0007]本實用新型目的通過述方案實現，一種基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，用于鋰電池組的充放電管理，包括鋰電池管理微處理器MCU、充放電場效應管Qc/Qd和通訊模塊，其中:
[0008]所述的鋰電池組通過I個鋰電池模擬前端芯片BQ7694003與MCU連接，且鋰電池模擬前端芯片BQ7694003和鋰電池組經精密電阻連接充放電場效應管Qc/Qd;
[0009 ] 在精密電阻和M⑶之間設置I個鋰電池電量監測芯片；
[0010]所述的通訊模塊為CAN通訊模塊，該CAN通訊模塊受M⑶控制，并經LDO模塊連接鋰電池組。
[0011]本實用新型利用鋰電池模擬前端芯片BQ7694003對鋰電池精確實的時監測功能，根據不同的情況對電池采取對應的保護措施，其具備鋰電池過充、過放、過流、過溫、均衡、放電短路等保護功能。利用BQ7694003對電壓信號的高精度采集特點，超低內阻的精密電阻檢測回路電流，使電路具有大電流放電，低發熱功效。
[0012]本實用新型全部由MCU控制的硬件實現對鋰電池組的管理，具有很高參數可調性，為設計電池組PACK電路提供了可變性，提高了應對市場多樣化需求的能力。
[0013]在上述方案基礎上，所述的充放電場效應管Qc/Qd中，充電場效應管Qc分別連接充電器和BQ7694003模擬前端，放電場效應管Qd分別連接負載和精密電阻。利用電量監測芯片BQ34Z100特性，對電池電量具有實時監測功能。
[0014]在上述方案基礎上，所述的鋰電池電量監測芯片選自BQ34Z100，其信號檢測端并聯在檢測回路精密電阻的兩端。
[0015]所述的BQ34Z100的信號檢測端為SRN和SRP，將SRN和SRP連接在精密電阻的兩端，通過外接轉接口，讀取BQ34Z100芯片數據。
[0016]在電池包使用過程中，可以通過外接轉接口，讀取BQ34Z100芯片數據，從而可以實時監測電池包的電池容量、剩余容量、實時電流和溫度等信息。
[0017]在上述方案基礎上，CAN通訊模塊為CAN通訊收發器TJA1042T。利用CAN通訊收發器TJA1042T，實時接受和發送外部通訊，讀取鋰電池的電壓、電流、溫度、電量等信息。
[0018]本實用新型提供了更安全、經濟、便捷、高效的鋰離子或磷酸鐵鋰可充電電池組保護模塊控制裝置，使鋰電池在操作過程中更安全、更可靠。由于硬件由MCU控制，具有很高參數可調性，為設計電池組PACK電路提供了可變性，提高了應對市場多樣化需求的能力。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型保護模塊的整體電路框圖；
[0020]圖2模擬前端模塊框圖；
[0021 ]圖3為電量監測電路模塊框圖；
[0022]圖4 CAN通訊模塊框圖；
[0023]圖中標號說明
[0024]I——MCU; 2——BQ7694003芯片；
[0025]3——鋰電池組;4——精密電阻；
[0026]5——BQ34Z100芯片；6——CAN通訊模塊；
[0027]7——LDO模塊;8——充電器；
[0028]9--負載；10--電量顯不器；
[0029]11——上位機。
【具體實施方式】
[0030]請參閱圖1為本實用新型整體電路模塊框圖、圖2為本實用新型模擬前端模塊框圖、圖3為本實用新型電量監測電路模塊框圖和圖4為本實用新型CAN通訊模塊框圖:
[0031]如圖1所示，一種基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，用于鋰電池組3的充放電管理，包括鋰電池管理微處理器M⑶1、充放電場效應管Qc/Qd和通訊模塊，其中:
[0032]所述的鋰電池組3通過I個鋰電池模擬前端BQ7694003芯片2與M⑶I連接，且鋰電池模擬前端BQ7694003芯片2和鋰電池組3經精密電阻4連接充放電場效應管Qc/Qd;
[0033]在精密電阻4和MCUl之間設置I個鋰電池電量監測芯片，本實施例所述的鋰電池電量監測芯片選自BQ34Z100芯片5，其信號檢測端并聯在檢測回路精密電阻4的兩端；
[0034]所述的通訊模塊為CAN通訊模塊6，該CAN通訊模塊6受MCUl控制，并經LDO模塊7連接鋰電池組3。
[0035]本實用新型利用鋰電池模擬前端BQ7694003芯片2對鋰電池組3精確實時的監測功能，實時將采集信息(如通過I2C)通訊傳遞MCUl，MCU1再將命令回傳模擬前端，從而對鋰電池過充、過放、過流、過溫、均衡、放電短路等實施保護功能，根據不同的情況對電池采取對應的保護措施，使其具備對鋰電池過充、過放、過流、過溫、均衡、放電短路等保護功能。
[0036]如圖2所示，鋰電池組通過I個鋰電池模擬前端BQ7694003芯片2與MCUl連接，且鋰電池模擬前端BQ7694003芯片2和鋰電池組3經精密電阻4連接充放電場效應管Qc/Qd，充放電場效應管Qc/Qd中，充電場效應管Qc分別連接充電器8和模擬前端BQ7694003芯片2，放電場效應管Qd分別連接負載9和精密電阻4。利用前端BQ7694003芯片2對電壓信號的高精度采集特點，超低內阻的精密電阻4檢測回路電流，使電路具有大電流放電，低發熱功效。
[0037]如圖3所示，在精密電阻4和MCUl之間設置I個鋰電池電量監測芯片，鋰電池電量監測芯片選自BQ34Z100芯片5，其信號檢測端并聯在檢測回路精密電阻4的兩端，BQ34Z100芯片5的信號檢測端為SRN和SRP，將SRN和SRP并聯在精密電阻4的兩端，通過外接轉接口，在電量顯示器10上直接讀取BQ34Z100芯片5數據。利用電量監測BQ34Z100芯片5特性，對電池電量具有實時監測功能，將其信號檢測端并聯在回路精密電阻4兩端，利用對精密電阻4實時電流的監測，從而監測整個電路電流狀態。另外，通過檢測回路電流來計算容量，整個監測過程信息可通過BQ34Z100芯片5的信息輸出端子傳輸MCUl控制部分，而后可以通過電量顯示器10顯示。
[0038]在電池包的使用過程中，可以實時監測電池包的電池容量、剩余容量、實時電流和溫度等信息。
[0039]如圖4所示，通訊模塊為CAN通訊模塊6，該CAN通訊模塊6受MCUl控制，并經LD07模塊連接鋰電池組3。本實施例CAN通訊模塊6為CAN通訊收發器T JA1042T。利用CAN通訊收發器TJA1042T，實時接受和發送外部通訊，利用上位機11可讀取鋰電池的電壓、電流、溫度、電量等信息。
[0040]本實用新型的原理是:鋰電池組3通過鋰電池模擬前端BQ7694003芯片2、I個鋰電池電量監測芯片BQ34Z100芯片5和I個CAN通訊收發器TJA1042T，支持9-15節鋰電池串數，該智能鋰電池BMS具備了鋰電池過充、過放、過流、過溫、均衡、放電短路等保護功能、電池電量實時監測功能、CAN通訊功能和大電流放電，低發熱功效。
[0041]本實用新型裝置的硬件全部由MCUl控制，具有很高參數可調性，為設計電池組PACK電路提供了可變性，提高了應對市場多樣化需求的能力。
【主權項】
1.一種基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，用于鋰電池組的充放電管理，包括鋰電池管理微處理器MCU、充放電場效應管Qc/Qd和通訊模塊，其特征在于: 所述的鋰電池組通過I個鋰電池模擬前端芯片BQ7694003與M⑶連接，且鋰電池模擬前端芯片BQ7694003和鋰電池組經精密電阻連接充放電場效應管Qc/Qd; 在精密電阻和鋰電池組之間設置I個鋰電池電量監測芯片； 所述的通訊模塊為CAN通訊模塊，該CAN通訊模塊受MCU控制，并經LDO模塊連接鋰電池組； 其中，所述的充放電場效應管Qc/Qd中，充電場效應管Qc分別連接充電器和BQ7694003模擬前端，放電場效應管Qd分別連接負載和精密電阻。2.根據權利要求1所述的基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，其特征在于:所述的鋰電池電量監測芯片選自BQ34Z100，其信號檢測端并聯在檢測回路精密電阻的兩端。3.根據權利要求2所述的基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，其特征在于:所述的BQ34Z100的信號檢測端為SRN和SRP，將SRN和SRP連接在精密電阻的兩端，通過外接轉接口，讀取BQ34Z100芯片數據。4.根據權利要求1所述的基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，其特征在于:CAN通訊模塊為CAN通訊收發器TJAl 042T。5.根據權利要求1所述的基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，其特征在于:所述的鋰電池組通過I個鋰電池電量監測芯片BQ34Z100和I個CAN通訊收發器TJA1042T，支持9-15節鋰電池串數。
【專利摘要】本實用新型涉及基于BQ7694003模擬前端的智能鋰電池管理系統裝置，用于鋰電池組的充放電管理，包括鋰電池管理微處理器MCU、充放電場效應管Qc/Qd和通訊模塊，鋰電池組通過1個鋰電池模擬前端芯片BQ7694003與MCU連接，且鋰電池模擬前端芯片BQ7694003和鋰電池組經精密電阻連接充放電場效應管Qc/Qd；在精密電阻和鋰電池組之間設置1個鋰電池電量監測芯片；通訊模塊為CAN通訊模塊，受MCU控制，并經LDO模塊連接鋰電池組。本實用新型提供了更經濟、便捷、高效的鋰電池保護裝置，使鋰電池在操作過程中更安全、可靠。由于硬件受MCU控制，具有很高參數可調性，為設計電池組PACK電路提供了可變性，提高了應對市場多樣化需求的能力。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN205304339
【申請號】
【發明人】柯玉龍, 毛衛清
【申請人】上海長園維安電子線路保護有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月20日