[发明专利]一种电池管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池管理系统。

背景技术

在电池应用过程中，由于外部意外原因，电池放电正负端有可能会存在极大的负载，这将会引起电池组超负荷的大电流放电，如果不及时进行保护，将会烧毁电池或保护电路。

目前的主流过流保护采用比较器和门电路实现，配合MCU(Micro Control Unit，微控制单元)实现过流保护的目的，但这种保护电路实现复杂，需要外部门电路和MCU配合使用，器件繁多且成本高昂。

因此，亟需提供一种电池管理系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种电池管理系统，以解决现有技术器件繁多且成本高昂的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电池管理系统，用于检测电池的工作状态，并在电池处于过流工作状态时，切断电池与负载之间的连接并锁定，当外部过流情况解除后，自动连接电池与负载所组成的回路，其中，负载的第一端与电池的正极连接，负载的第二端与第一控制开关连接，电池管理系统包括：电流信号处理模块，检测电池与负载所组成的回路中的电流信号，并将电流信号转换成第一电压信号；单向开关模块，与负载的第二端连接，用于输出锁定信号；叠加模块，分别与电流信号处理模块和单向开关模块连接，叠加第一电压信号以及锁定信号，以获取叠加电压信号；比较模块，与叠加模块连接，将叠加电压信号与第一参考电压作比较，并在叠加电压信号大于或等于第一参考电压时，输出第一控制信号；缓冲模块，与比较模块连接，将第一控制信号转换为与第一控制信号相位相反的第二控制信号；第一受控开关，第一受控开关的第一端与电池的负极连接，第一受控开关的第二端与负载的第二端连接，第一受控开关的第三端在第二控制信号的控制下选择性断开第一受控开关的第一端与第二端之间的连接。

其中，电流信号处理模块包括：检流电阻，设置在电池的负极与第一受控开关之间，其中检流电阻的第一端与电池的负极连接，检流电阻的第二端与第一受控开关的第一端连接；以及运算放大电路，其包括：运算放大器；第一电阻，第一电阻的第一端连接于检流电阻的第一端，第一电阻的第二端连接于运算放大器的反相输入端；第二电阻，第二电阻的第一端与第一电阻的第二端连接，第二电阻的第二端与运算放大器的输出端连接；第三电阻，第三电阻的第一端与第二参考电压连接，第三电阻的第二端与运算放大器的同相输入端连接；第四电阻，第四电阻的第一端连接于运算放大器的同相输入端，第四电阻的第二端与第二参考电压连接；其中，第一电压信号从算放大器的输出端输出。

其中，叠加模块包括：第五电阻，第五电阻的第一端与运算放大器的输出端连接，第五电阻的第二端连接于单向开关模块；第六电阻，第六电阻的第一端与第二参考电压连接，第六电阻的第二端与第五电阻的第二端连接。

其中，比较模块为一比较器，比较器的同相输入端与第六电阻的第二端连接，以获取叠加信号，比较器的反相输入端与第一参考电压连接，比较器对叠加信号与第一参考电压进行比较，在叠加信号大于或等于第一参考电压时，比较器的输出端输出第一控制信号。

其中，单向开关模块包括第二受控开关、二极管以及第七电阻，其中：第二受控开关的第一端与第五电阻的第二端连接，第二受控开关的第二端与第七电阻的第二端连接，受控开关的第三端与比较器的输出端连接，用于获取第一控制信号，并且根据第一控制信号选择性连接第二受控开关的第一端以及第二端；二极管设置在负载的第二端与第二受控开关的第二端之间，其中，二极管的阳极与负载的第二端连接，阴极与第七电阻的第一端连接，第七电阻的第二端与第二受控开关的第二端连接。

其中，单向开关模块包括第二受控开关、二极管以及第七电阻，其中：第七电阻的第一端接负载第二端，第七电阻的第二端接二极管的阳极，二极管的阴极接第二受控开关的第二端，第二受控开关的第一端与第五电阻的第二端连接。

其中，单向开关模块包括第二受控开关、二极管以及第七电阻，其中：第七电阻的第一端接负载的第二端，第七电阻的第二端接第二受控开关的第二端，第二受控开关的第一端接二极管的阳极，二极管的阴极与第五电阻的第二端连接。

其中，第二受控开关为NMOS管。

其中，缓冲模块为反相器，第一控制信号输入至反相器的输入端，并从反相器的输出端输出第二控制信号。

其中，第一受控开关为NMOS管，NMOS管的源极与电池的负极连接，漏极与负载的第二端连接，第二控制信号输入至NMOS管的栅极。