[发明专利]一种便携式的多节锂电池组管理系统

说明书

本发明公开了一种便携式的多节锂电池组管理系统，包括电池组：采用多节锂离子电池串联成组作为电源；电池管理芯片：通过外围检测电路实时监测锂电池组的当前电压、充放电电流和温度信息；主电流回路：包括预充放电控制电路和充放电控制电路，所述预充放控制电路用于防止电池组过度放电或过久自放电，所述充放电控制电路为电池组提供正常的充放电通路；保护电路：包括防反接保护电路和过压保护电路；外部电压充电平衡控制电路：通过场效应管控制电池均衡，用于消除单体电池成组后在使用过程中产生的不一致性。本发明能够有效地对锂电池组进行充放电管理，并实现了对锂电池重要参数的精确监测与评估。

技术领域

本发明涉及一种电池组管理系统，尤其涉及一种便携式的多节锂电池组管理系统。

背景技术

随着当前电子技术的发展，便携式设备变得越来越普及，对供电环境的要求也越来越趋于多样化。通常来说会用电池作为备份电源，当现场工作环境无市电供电时，利用电池对设备供电。锂电池具有性能稳定，体积小，重量轻，循环寿命长，自放电率低，能量密度高等优点，相比等容量的铅酸电池，其优越的性能越来越受到用户青睐。

目前，市场上虽然有众多锂电池专用的充电器，但大都局限于固定的电池节数(多为1-4节)，或是需要多芯片级联使用，导致外围电路复杂，成本较高，不适于便携式仪器。同时，对锂电池组来说，其充电放电的条件要求比较严苛，在充放电过程中，过电流过电压都会对电池寿命产生严重影响。而随着锂电池应用的普及，对锂电池容量的计算精度要求也越来越高。传统的电量统计算法都是利用库伦计来实现，通过前端采样流入流出电池芯的差值估算剩余电量，但此算法在锂电池寿命后期受电池芯自身老化影响，故其电量会失准，用户需要定期的老化循环测试来保证计算精度。相比普通的电子设备，对高标准、高要求的医疗电子设备供电方案的设计显得更加严苛。医疗设备在通过电池供电时，要能最大程度的延长设备运行时间，并保证设备的安全性和稳定性。随着技术的更新，便携式的医疗设备不断增长。因此，提供一套便携式、充放电可控、高精度的锂电池组管理系统对锂电池应用具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种便携式的多节锂电池组管理系统，能够有效地对锂电池组进行充放电管理，并实现了对锂电池重要参数的精确监测与控制。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种便携式的多节锂电池组管理系统，包括电池组：采用多节锂离子电池串联成组作为电源；电池管理芯片：通过外围检测电路实时监测锂电池组的当前电压、充放电电流和温度信息；主电流回路：包括预充放电控制电路和充放电控制电路，所述预充放控制电路用于防止电池组过度放电或过久自放电，所述充放电控制电路为电池组提供正常的充放电通路；保护电路：包括防反接保护电路和过压保护电路；外部电压充电平衡控制电路：通过FET开关控制电池均衡，用于消除单体电池成组后在使用过程中产生的不一致性。

上述的便携式的多节锂电池组管理系统，其中，所述电池管理芯片为BQ40z80，所述外围检测电路包括电压采样和电流检测，电压采样通过BQ40z80的引脚VC7EN连接N沟道MOS管Q10，将VC7EN引脚拉高，使得MOS管Q10导通，电压通过内置ADC进行模数转换，实时读取电压值；电流检测是通过在BQ40z80的SRN和SRP引脚之间接入一个1mΩ的检测电阻来进行，并采用集成于BQ40z80芯片内部的ADC进行库伦计数。

上述的便携式的多节锂电池组管理系统，其中，所述BQ40z80的TS1、TS2提供热敏电阻驱动控制，用于电池和场效应管的温度检测。

上述的便携式的多节锂电池组管理系统，其中，所述充放电控制电路的工作状态为：当充电时，该回路的电流从电池PACK+开始，经过用于控制充电和放电的场效应管和化学保险丝，然后通过锂电池组和电流采样电阻，最终回到PACK-，完成对整个锂电池组的充电；所述电池管理芯片的PACK引脚通过一个10k电阻与PACK+相连，所述电池管理芯片的SRN引脚通过RC滤波器与PACK-相连；当单节电池电压低于2.5V时，判定为电池欠压，放电回路截止；当单节电池电压高于4.2V时，充电回路立即断开防止电池过充。