[发明专利]启动电池保护模块

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种应用于磷酸亚铁锂启动电池的保护模块。

背景技术

众所周知，锂电池在能量密度、比能量、记忆效果、充放电循环寿命以及环保等方面，均有着其它电池无可比拟的优势，应用锂电池制成的便携式产品，重量轻、体积小、使用寿命称，特别是对环境没有污染，因此受到了人们的广泛重视。由于锂电池结构特性的内在原因所致，决定了锂电池在实际使用中，必须安装一个管理电池安全特性的保护装置，用来防止电池在使用过程中过充电、过放电、过电流和短路时对电池和人们的生命财产造成伤害。目前市场上通用的锂电池保护板一般都是提供小功率、小电流密度保护板，对于瞬间和相对一段时间内能够提供大电流和功率密度足以转动电动机启动大型内燃机的电池保护板还不存在。

目前大多数汽车仍采用铅酸电池为汽车启动电源，但目前采用铅酸电池有以下缺点：1、铅酸电池污染严重；2、铅酸电池使用年限较短；3、不能控制使用电量，当汽车用电设备过度用电时会造成汽车无法启动。磷酸亚铁锂电池作为一种新型环保，高效、瞬间能大电流放电的动力电池，其独特的性能逐渐被市场接受，越来越多的汽车开始使用磷酸亚铁锂电池作为启动电池。

现有的汽车，由于没有设置启动保护器，因此使用磷酸亚铁锂电池作为启动电池，一般不安装电池保护板，或者安装的电池保护板能提供的功率密度不足以启动较大功率内燃机设备，并且这种电池保护板的电流密度和持续时间用户不可调整，不适合在复杂条件下使用。这样就造成磷酸亚铁锂电池在作为启动电池无法满足电流和功率密度要求时就不安装保护板，造成极大的安全隐患，使电池的使用寿命大幅度减少。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种启动电池保护模块，其可以对电池充放电均衡进行管理，保证内燃机高效启动。

为实现上述目的，本发明提供了一种启动电池保护模块，其包括：一基板，该基板上设有用于与启动电池电性连接的电源连接端，所述基板上还设有散热模块、控制芯片、分别与该控制芯片电性连接的数据采集接口、开关元件、电流选择开关、时间调节元件及平衡控制模块；所述散热模块设于开关元件外表面上，数据采集接口实时采集启动电池的电压，控制芯片根据当前启动电池的电压，通过控制开关元件、电流选择开关、时间调节元件及平衡控制模块，以对启动电池进行充放电保护和均衡管理。

本发明中，所述控制芯片、开关元件、电流选择开关及时间调节元件均设于基板一表面上，该表面上还设有对控制芯片起保护调节作用的周围原件。

其中，所述电源连接端、数据采集接口及平衡控制模块均设于基板的另一表面上，该电源连接端包括电源输出正极端与电源输出负极端，该电源输出正极端及电源输出负极端与启动电池的正、负极对应电性连接。

本发明所述的控制芯片包括IC芯片或者MCU，该控制芯片可以采用日本精工或美上美的电池保护IC芯片或MCU。

进一步地，所述开关元件包括多个MOS管和/或继电器，该多个MOS管和/或继电器并联或串联连接。

本发明中，所述启动电池内包括数节串联连接的电芯，IC芯片或MCU通过电源连接端与启动电池的正、负极电性连接，该IC芯片或MCU还通过数据采集接口与电芯电性连接。

更进一步地，所述IC芯片或MCU分别与一时间调节元件、两组开关元件及一电流选择开关电性连接，该时间调节元件、两组开关元件及电流选择开关电性连接后通过一电流检测电阻与电源输出负极端电性连接。

本发明中，所述时间调节元件可以为一可变电容，两组开关元件内包括相互并联连接的一放电开关及一充电开关。

具体的，所述平衡控制模块内包括电池平衡控制芯片，该电池平衡控制芯片包括正电压连接端子、负电压连接端子、充电用场效应晶体管（FET：Field Effect Transistor）控制端子、放电用FTE控制端子、充电控制用FET门极连接端子、放电控制用FET门极连接端子、延时时间设置端子及控制开关端子；所述正电压连接端子与一电芯的正极电性连接，负电压连接端子通过一放电电阻与该电芯的负极电性连接，该正电压连接端子与放电电阻之间连接有滤波电容，延时时间设置端子与放电电阻之间连接有延时电容，该滤波电容与延时电容之间并联连接；所述控制开关端子电性连接一NMOS管，该NMOS管的栅极与控制开关端子电性连接，其漏极通过一充电电阻连接于电芯的正极，其源极电性连接于放电电阻与电芯负极之间。