[发明专利]大功率锂电池保护器

说明书

技术领域

本发明属于锂电池保护技术领域，具体地来说，是一种大功率锂电池保护器。

背景技术

锂电池，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。其中，锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。

随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用，并在逐步向其他产品应用领域发展，目前已成为锂电池的主流产品。

锂电池无记忆效应，因而循环次数多、使用寿命长。与此同时，锂电池也存在一些缺陷，例如不能出现过充或过放，否则将极大地损害锂电池的使用寿命。

特别地，对于大功率锂电池而言，该情况将更为严重。为此，需要对锂电池的充放电过程进行保护。由于大功率锂电池的保护较为复杂，并非简单的叠加即可实现，现有结构多需要使用专用驱动芯片。而专用驱动芯片成本极为昂贵，不利于生产制造。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种大功率锂电池保护器，。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种大功率锂电池保护器，包括采集单元、控制单元、驱动单元、执行单元：

所述采集单元用于采集锂电池包的充放电电流、所述锂电池包中单体锂电池的电压及所述锂电池包与充电器及负载的通断状态，并将采集到的数据输出至所述控制单元；

所述控制单元用于根据所述采集到的数据与预定阈值对比，根据对比结果向所述驱动单元发出指令信号；

所述驱动单元用于根据所述指令信号，驱动所述执行单元执行动作，所述驱动单元具有至少一个放电驱动半桥和/或充电驱动半桥；

所述执行单元用于执行对所述锂电池包及所述单体锂电池的通断切换。

作为上述技术方案的改进，所述采集单元包括：

电压监测器，用于采集所述单体锂电池的电压；

电流监测器，用于采集所述锂电池包的充放电电流。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制单元包括运算器、比较器与信号发生器：

所述运算器用于根据所述采集到的数据进行计算；

所述比较器用于将所述采集到的数据或所述运算器的计算值与所述预定阈值进行比较，并将比较结果输出至所述信号发生器；

所述信号发生器用于根据比较结果而发生对应的所述指令信号，并将所述指令信号输出至所述驱动单元。

作为上述技术方案的进一步改进，所述充电驱动半桥包括第一NPN型三极管、第二NPN型三极管与一个PNP型三极管：

所述第一NPN型三极管的发射极与所述PNP型三极管的发射极连接；

所述第一NPN型三极管的基极、所述第二NPN型三极管的集电极与所述PNP型三极管的发射极同时连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述充电驱动半桥为多个时，多个所述充电驱动半桥之间并联连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述放电驱动半桥包括第一NPN型三极管、第二NPN型三极管与一个PNP型三极管：

所述第一NPN型三极管的发射极与所述PNP型三极管的发射极连接；

所述第一NPN型三极管的基极、所述第二NPN型三极管的集电极与所述PNP型三极管的发射极同时连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述放电驱动半桥为多个时，多个所述放电驱动半桥之间并联连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述执行单元包括至少一个充电执行器与至少一个放电执行器：

所述充电执行器用于接通/切断所述锂电池包与所述单体锂电池的充电电路；

所述放电执行器用于接通/切断所述锂电池包与所述单体锂电池的放电电路。

作为上述技术方案的进一步改进，所述充电执行器包括多个并联连接的MOS管(金属-氧化物半导体场效应晶体管)，所述MOS管的栅极与所述驱动单元连接，所述MOS管的源极与所述充电器的负极连接，所述充电侧MOS管的漏极与所述锂电池包的负极连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述放电执行器包括多个并联连接的MOS管，所述MOS管的栅极与所述驱动单元连接，所述MOS管的源极与所述单体锂电池的负极连接，所述MOS管的漏极与所述锂电池包的负极连接。