[发明专利]一种锂离子电池组二级保护方法及其电路

权利要求书

1.一种锂离子电池组二级保护方法，其特征在于：通过电压监测电路(1)、电流监测模块(2)和温度监测电路(3)将锂离子电池组的电压、电流和温度信号送入单片机系统(4)，完成第一级保护的信号测量和运算处理；锂离子电池组的电压、电流和温度信号直接经专用保护芯片组(7)测量和处理，完成第二级保护的信号测量和运算处理；专用保护芯片组(7)与单片机系统(4)的处理结果一起送入信号综合和驱动电路(6)，驱动充电管(Q11)和放电管(Q12)动作，使锂离子电池组正常工作；当发生过充电、过放电或过温故障现象时，关断充电管(Q11)或放电管(Q12)，切除故障并报警；第二级保护的动作设定值大于第一级保护的动作设定值，但均在锂离子电池的安全范围内。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池组二级保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、n只单体锂离子电池(B1、B2、……、Bn)串联构成电池组，通过电压监测电路(1)，将电池组中各点对地(0)电位(CL1、CL2、……、CLn)，按不同比例转化成0～+5V的直流电压D1、D2、……、Dn，送入单片机系统(4)处理；电池组的充放电电流通过电流监测模块(2)，产生信号C-SAMPLING，送入单片机系统(4)处理；电池组的温度通过温度监测电路(3)，产生信号temp，送入单片机系统(4)处理；单片机系统(4)输出信号CO0、DO0，送入信号综合和驱动电路(6)；单片机系统(4)输出信号CC1、CC2、……、CCn，送入均衡电路(9)，在发生充电不均衡情况时，启动均衡电路工作；

(2)、专用保护芯片组(7)由第一专用保护芯片(71)、第二专用保护芯片(72)、……、第m个专用保护芯片(7m)相串联，对电池组中各点对地(O)电位(CL1、CL2、……、CLn)、电池组的充放电电流和电池组的温度进行处理，输出信号CO1、DO1、……、COm、DOm，送入信号综合和驱动电路(6)；

(3)、信号综合和驱动电路(6)根据单片机系统(4)和专用保护芯片组(7)的输入信号，产生驱动信号CC-ON和DCC-ON，驱动充电功率管(Q11)和放电功率管(Q12)，使锂离子电池组(B1、B2、……、Bn)正常工作或切除故障并报警。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池组二级保护方法，其特征在于：在锂离子电池组处于非充放电状态时，单片机系统(4)工作于休眠状态，同时电压监测电路(1)和温度监测电路(3)也处于休眠状态；一旦锂离子电池组发生充放电行为，将通过充电唤醒、放电唤醒和故障保持电路(5)，唤醒单片机系统(4)工作。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池组二级保护方法，其特征在于：当锂离子电池组(B1、B2、……、Bn)发生过充电、过放电或过温故障情况时，将首先由单片机系统(4)发出保护信号，实施第一级保护；若单片机系统(4)不能及时发出保护信号，或发出的保护信号未起作用，则经过一定的延时，由专用保护芯片组(7)发出保护信号，实施第二级保护；第二级保护的动作设定值大于第一级保护的动作设定值，但均在锂离子电池的安全范围内。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池组二级保护方法，其特征在于：锂离子电池组(B1、B2、……、Bn)通过稳压电路(8)产生+5V稳定电源，提供给单片机系统(4)、电流监测模块(2)、温度监测电路(3)和充电唤醒、放电唤醒和故障保持电路(5)使用。

6.实现权利要求1所说的锂离子电池组二级保护方法的电路，包括单片机系统(4)和专用保护芯片组(7)，连接于单片机系统(4)输入端的电压监测电路(1)、电流监测模块(2)、温度监测电路(3)和充电唤醒、放电唤醒和故障保持电路(5)，均衡电路(9)以及由信号综合和驱动电路(6)控制的、与电池组串联的充电管(Q11)和放电管(Q12)，其特征在于：单片机系统(4)和专用保护芯片组(7)的处理结果均送入信号综合和驱动电路(6)，产生充电管(Q11)和放电管(Q12)的驱动信号CC-ON和DCC-ON，从而驱动充电管(Q11)和放电管(Q12)；故障时，单片机系统(4)先发出保护信号，当由于某种原因，充放电主电路未动作，故障没切除，这时，专用保护芯片组(7)将发出保护信号，驱动充放电主电路动作，切除故障。