CN103825254A - 一种大型动力锂电池的充放电保护装置及保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电池技术领域，提供了一种大型动力锂电池的充放电保护装置，包括大型动力锂电池、电池管理***、第一温度检测器件、第二温度检测器件、电流传感器I、放电保护线路和充电保护线路，电池管理***均与放电保护线路和充电保护线路相连接；所述放电保护线路与所述充电保护线路均连接在所述大型动力锂电池的正极和充电负极端之间；所述第一温度检测器件和第二温度检测器件均与所述电池管理***相连接，电池管理***检测到第二温度检测器件或第一温度检测器件的温度超过一定值时，控制所述放电保护线路和所述充电保护线路均接通。所述的大型动力锂电池的充放电保持装置可以避免充电可放电时产生大量热量造成器件的损坏或安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种大型动力锂电池的充放电保护装置及保护方法。
背景技术
现有技术中的大型动力锂电池在充电或放电的过程中二极管会产生很大的热量，大量热量的产生会使二极管旁边的元器件损坏或发生***事故，造成严重损失。同时，大型动力锂电池在充放电时也不能很好地避免热量的产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种大型动力锂电池的充放电保护装置及保护方法，旨在解决锂电池在充放电时不能得到有效保护的问题。
本发明是这样实现的，一种大型动力锂电池的充放电保护装置，包括大型动力锂电池和电池管理***，还包括第一温度检测器件、第二温度检测器件、电流传感器I、放电保护线路和充电保护线路，所述电池管理***均与电流传感器I、所述放电保护线路和所述充电保护线路相连接；所述电流传感器I、所述放电保护线路与所述充电保护线路均连接在所述大型动力锂电池的正极和充电负极端之间；
所述第一温度检测器件与所述电池管理***相连接，用于检测放电过程中所述放电保护线路的温度；所述电池管理***检测到所述第一温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，且流过电流传感器I的电流为放电电流，控制所述放电保护线路和所述充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路；
所述第二温度检测器件与所述电池管理***相连接，用于检测充电过程中所述充电保护线路的温度；所述电池管理***检测到所述第二温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，且流过电流传感器I的电流为充电电流，控制所述放电保护线路和所述充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路。
进一步地，所述放电保护线路包括二极管D1和第一继电器，所述二极管D1的阳极连接所述大型动力锂电池的正极，所述二极管D1的阴极连接所述第一继电器的开关S2的一端，所述第一继电器中开关S2的另一端连接充电负极端；所述第一继电器的线圈的一端连接所述电池管理***，所述第一继电器的线圈的另一端接地。
进一步地，所述充电保护线路包括二极管D2和第二继电器，所述二极管D2的阳极连接所述充电负极端，所述二极管D2的阴极连接所述第二继电器的开关S1的一端；所述第二继电器的开关S1的一端连接充电负极端，所述第二继电器的开关S1的另一端连接所述大型动力锂电池的正极；所述第二继电器的线圈的一端连接所述电池管理***，所述第一继电器的线圈的另一端接地。
进一步地，所述第一温度检测器件为热敏电阻。
进一步地，所述第二温度检测器件为热敏电阻。
采用如上所述的大型动力锂电池充放电保护装置对动力锂电池进行保护的方法，包括以下步骤：
步骤1：当电流传感器I检测到有充电电流时，且检测到第二温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，放电保护线路和充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路；
步骤2：在大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路时，且检测到第二温度检测器件的温度下降到配置的保护恢复值时，断开所述放电保护线路，对动力锂电池进行充电；
步骤3：当电流传感器I检测到有放电电流时，且检测到第一温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，放电保护线路和充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路；
步骤4：在大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路时，且检测到第一温度检测器件的温度下降到配置的保护恢复值时，断开充电保护线路，使动力锂电池进行放电。
进一步地，所述步骤1后还包括：
步骤5：检测到充电电流转换为放电电流时，立即打开充电保护线路中第二继电器的开关S1，同时把放电保护线路中的第一继电器的开关S2闭合。
进一步地，所述步骤3后还包括：
步骤6：检测到放电电流转换为充电电流时，立即打开放电保护线路中第一继电器的开关S2，同时把充电保护线路中第二继器的开关S1闭合。
进一步地，所述步骤1和所述步骤3中的放电保护线路和充电保护线路均接通时，第一继电器的开关S2和第二继电器的开关S1均处于闭合状态。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：采用充放电保护器可以避免大型动力锂电池在充电或放电时产生大量的热量，同时能在产生的热量达到一定量时使电流不通过元器件直接输出或输入。
附图说明
图1是本发明大型动力锂电池的充放电保护装置的实施例提供的电路结构示意图；
图2是本发明大型动力锂电池的充放电保护装置的保护方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明一较佳的实施例，一种大型动力锂电池的充放电保护装置，包括大型动力锂电池101和电池管理***102，还包括第一温度检测器件、第二温度检测器件（未在图中标示出来）、电流传感器I106、放电保护线路103和充电保护线路，所述电池管理***102均与电流传感器I106、所述放电保护线路103和所述充电保护线路相连接；所述电流传感器I106、所述放电保护线路103与所述充电保护线路均连接在所述大型动力锂电池的正极和充电负极端1之间。所述第一温度检测器件与所述电池管理***102相连接，用于检测放电过程中所述放电保护线路的温度。所述电池管理***102检测到所述第一温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，且流过电流传感器I106的电流为放电电流，控制所述放电保护线路和所述充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路。所述第二温度检测器件与所述电池管理***102相连接，用于检测充电过程中所述充电保护线路的温度。所述电池管理***检测到所述第二温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，且流过电流传感器I106的电流为充电电流，控制所述放电保护线路和所述充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端1之间直接形成通路。所述第一温度检测器件与放电保护线路在物理上紧密连接，但电气性能上处于绝缘状态。同样，所述第二温度检测器件与充电保护线路在物理上紧密连接，但电气性能上处于绝缘状态。电池管理***102（Battery ManagementSystem，BMS）主要用于提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电的现象，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
所述放电保护线路包括二极管D1和第一继电器105，所述二极管D1的阳极连接所述大型动力锂电池101的正极，所述二极管D1的阴极连接所述第一继电器105的开关S2的一端，所述第一继电器105中开关S2的另一端连接充电负极端1；所述第一继电器105的线圈的一端连接所述电池管理***，所述第一继电器的线圈的另一端接地。
所述充电保护线路包括二极管D2和第二继电器104，所述二极管D2的阳极连接所述充电负极端，所述二极管D2的阴极连接所述第二继电器104的开关S1的一端；所述第二继电器104的开关S1的一端连接充电负极端1，所述第二继电器104的开关S1的另一端连接所述大型动力锂电池101的正极；所述第二继电器104的线圈的一端连接所述电池管理***102，所述第一继电器105的线圈的另一端接地。
所述第一温度检测器件和所述第二温度检测器件分别为热敏电阻R1和热敏电阻R2，热敏电阻R1的两端分别连接所述二极管D1的两端，热敏电阻R2的两端分别连接所述二极管D2的两端。
充电时，开关S1闭合，充电电流从二极管D2处流过，经过闭合的开关S1和电流传感器I106向大型锂电池101充电。电流流过充电保护线路时，会产生热量，由于热敏电阻R2在物理上与二极管D2紧密连接，但在电气性能上是绝缘的，当充电保护线路产生热量时热敏电阻R2也会产生热量，当热量达到一定值时，即达到配置的高温保护值，热敏电阻R2会控制第二继电器105使开关S2闭合，此时充电电流直接流经闭合的开关S2和开关S1向大型锂电池101充电。当热敏电阻R2检测到温度下降到配置的保护恢复值时，控制开关S2断开。当电流传感器I106检测到电流方向由充电转换为放电时，立即把开关S1打开，关闭开关S2。
放电时，开关S2闭合，放电电流从电流传感器I106和二极管D1处流过，经过闭合的开关S2向与大型锂电池101连接的设备进行放电。电流流过放电保护线路时会产生热量，由于热敏电阻R2在物理上与二极管D1紧密连接，但在电气性能上是绝缘的，当放电保护线路产生热量时热敏电阻R1也会产生热量，当热量达到一定值时，即达到配置的高温保护值，热敏电阻R1会控制第一继电器104使开关S1闭合，此时放电电流直接流经闭合的开关S1和开关S2向与大型锂电池101相连接的设备进行放电。当热敏电阻R1检测到温度下降到配置的保护恢复值时，控制开关S1断开。当电流传感器I106检测到电流方向由放电转换为充电时，立即把开关S2打开，关闭开关S1。
如图2所示，采用上述的大型动力锂电池充放电保护装置对动力锂电池进行保护的方法，包括以下步骤：步骤1：当电流传感器I106检测到有充电电流时，且检测到第二温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，放电保护线路和充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路；步骤2：在大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路时，且检测到第二温度检测器件的温度下降到配置的保护恢复值时，断开所述放电保护线路，对动力锂电池进行充电；步骤3：当电流传感器I106检测到有放电电流时，且检测到第一温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，放电保护线路和充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路；步骤4：在大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路时，且检测到第一温度检测器件的温度下降到配置的保护恢复值时，断开充电保护线路，使动力锂电池进行放电。
所述步骤1和所述步骤3中的放电保护线路和充电保护线路均接通时，第一继电器105的开关S2和第二继电器104的开关S1均处于闭合状态。
所述步骤1后还包括：步骤5：检测到充电电流转换为放电电流时，立即打开充电保护线路中第二继电器104的开关S1，同时把放电保护线路中的第一继电器105的开关S2闭合。
所述步骤3后还包括：步骤6：检测到放电电流转换为充电电流时，立即打开放电保护线路中第一继电器105的开关S2，同时把充电保护线路中的第二继器104的开关S1闭合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大型动力锂电池的充放电保护装置，包括大型动力锂电池和电池管理***，其特征在于，还包括第一温度检测器件、第二温度检测器件、电流传感器I、放电保护线路和充电保护线路，所述电池管理***均与电流传感器I、所述放电保护线路和所述充电保护线路相连接；所述电流传感器I、所述放电保护线路与所述充电保护线路均连接在所述大型动力锂电池的正极和充电负极端之间；
所述第一温度检测器件与所述电池管理***相连接，用于检测放电过程中所述放电保护线路的温度；所述电池管理***检测到所述第一温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，且流过电流传感器I的电流为放电电流，控制所述放电保护线路和所述充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路；
所述第二温度检测器件与所述电池管理***相连接，用于检测充电过程中所述充电保护线路的温度；所述电池管理***检测到所述第二温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，且流过电流传感器I的电流为充电电流，控制所述放电保护线路和所述充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路。
2.根据权利要求1所述的充放电保护装置，其特征在于，所述放电保护线路包括二极管D1和第一继电器，所述二极管D1的阳极连接所述大型动力锂电池的正极，所述二极管D1的阴极连接所述第一继电器的开关S2的一端，所述第一继电器中开关S2的另一端连接充电负极端；所述第一继电器的线圈的一端连接所述电池管理***，所述第一继电器的线圈的另一端接地。
3.根据权利要求1或2所述的充放电保护装置，其特征在于，所述充电保护线路包括二极管D2和第二继电器，所述二极管D2的阳极连接所述充电负极端，所述二极管D2的阴极连接所述第二继电器的开关S1的一端；所述第二继电器的开关S1的一端连接充电负极端，所述第二继电器的开关S1的另一端连接所述大型动力锂电池的正极；所述第二继电器的线圈的一端连接所述电池管理***，所述第一继电器的线圈的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的充放电保护装置，其特征在于，所述第一温度检测器件为热敏电阻。
5.根据权利要求1所述的充放电保护装置，其特征在于，所述第二温度检测器件为热敏电阻。
6.采用权利要求1至5任一所述的大型动力锂电池充放电保护装置对动力锂电池进行保护的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：当电流传感器I检测到有充电电流时，且检测到第二温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，放电保护线路和充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路；
步骤2：在大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路时，且检测到第二温度检测器件的温度下降到配置的保护恢复值时，断开所述放电保护线路，对动力锂电池进行充电；
步骤3：当电流传感器I检测到有放电电流时，且检测到第一温度检测器件的温度达到配置的高温保护值时，放电保护线路和充电保护线路均接通，使大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路；
步骤4：在大型动力锂电池的正极与充电负极端之间直接形成通路时，且检测到第一温度检测器件的温度下降到配置的保护恢复值时，断开充电保护线路，使动力锂电池进行放电。
7.根据权利要求6所述的大型动力锂电池充放电保护装置的保护方法，其特征在于，所述步骤1后还包括：
步骤5：检测到充电电流转换为放电电流时，立即打开充电保护线路中第二继电器的开关S1，同时把放电保护线路中的第一继电器的开关S2闭合。
8.根据权利要求6所述的大型动力锂电池充放电保护装置的保护方法，其特征在于，所述步骤3后还包括：
步骤6：检测到放电电流转换为充电电流时，立即打开放电保护线路中第一继电器的开关S2，同时把充电保护线路中第二继器的开关S1闭合。
9.根据权利要求6所述的大型动力锂电池充放电保护装置的保护方法，其特征在于，所述步骤1和所述步骤3中的放电保护线路和充电保护线路均接通时，第一继电器的开关S2和第二继电器的开关S1均处于闭合状态。
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