CN104319841A - 锂电池充电管理装置 - Google Patents

锂电池充电管理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104319841A
CN104319841A CN201410589769.1A CN201410589769A CN104319841A CN 104319841 A CN104319841 A CN 104319841A CN 201410589769 A CN201410589769 A CN 201410589769A CN 104319841 A CN104319841 A CN 104319841A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
lithium battery
voltage
controller
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410589769.1A
Other languages
English (en)
Inventor
卫亚东
田学红
李仕胜
李仕炽
张海霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING HONGZHIDIANTONG TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
BEIJING HONGZHIDIANTONG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING HONGZHIDIANTONG TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical BEIJING HONGZHIDIANTONG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410589769.1A priority Critical patent/CN104319841A/zh
Publication of CN104319841A publication Critical patent/CN104319841A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00038—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange using passive battery identification means, e.g. resistors or capacitors
    • H02J7/00041—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange using passive battery identification means, e.g. resistors or capacitors in response to measured battery parameters, e.g. voltage, current or temperature profile
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0044—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction specially adapted for holding portable devices containing batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/10—Control circuit supply, e.g. means for supplying power to the control circuit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供了一种锂电池充电管理装置，其中，该装置包括：微控制单元、电压控制器、充电电流控制器和温度检测器，所述电压控制器、充电电流控制器和温度检测器分别于所述微控制器连接。利用该锂电池充电管理装置，能够在充电过程中动态地调整充电电流和充电电压，确保了整个充电过程的安全，使得充电时间尽可能缩短，提高了充电效率，并且可以避免MCU的响应速度不够或者MCU死机导致的风险。

Description

锂电池充电管理装置
技术领域
本发明涉及一种锂电池充电管理装置。
背景技术
锂电池已经广泛应用于手机、电脑、便携设备、汽车等领域，但锂电池自身存在的安全隐患，会导致锂电池发生燃烧、***；带来重大人身损害和财务损失。因此在锂电池的应用中，针对锂电池的安全管理是一个关键的问题。针对锂电池的安全管理，重点在防止挤压/高温，已经有不少方案针对锂电池的安全使用提供保护。
现有技术中，为了安全管理对锂电池的充电，可以采用一种软壳锂电池过充的断电安全装置。该断电安全装置包括软壳锂电池及断电装置,软壳锂电池具有正极电柄及负极电柄,并且在其外部包覆有软性壳体,断电装置包含贴接于所述软壳锂电池的壳体表面的板片、及连接于板片上方且对应于所述电柄中的任一电柄的分离机构,其中软壳锂电池被过度充电后将令壳体产生膨胀,而使板片向软壳锂电池之外侧移动,并以分离机构对电柄进行分离断电。如此,不仅可简化整体结构而大幅降低成本,且能有效的防止软壳锂电池***及其所衍生的重大损害。但是，该技术方案使用机械的方法对锂电池的充电进行保护，通过过冲导致的电池膨胀的特性，来终止充电。因为电池膨胀是缓慢的，所以该方案在应用中会面临很大的可靠性问题。
还可以采用一种锂电池充电管理电路来安全管理对锂电池的充电。该充电管理电路通过充电接口连接充电器，并与组成锂电池包的各电池电芯两极均连接，该电路包括：前端采集单元，用于采集电池各电芯电压、温度参数并传输给下述的MCU(微控制单元)；MCU，实现***控制和充电管理；充电控制单元,与上述MCU连接,受控于MCU发出的PWM信号控制外部充电器工作。所述充电管理电路采取单节电芯电压反馈方式，有效避免了仅以锂电池包两极Pack+、Pack-电压为参考时进行充电管理的弊端；当某节电芯电压在充电过程中达到限幅值时，MCU即调整指令降低充电电流避免电池电压超限,确保了锂电池的安全，同时提高了充电效率。但是，该技术方案由于其整个充电管理是由MCU控制，控制响应的速度比较慢。另外主要依赖MCU控制，软件出现异常，将可能导致整个充电失控，带来安全隐患。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种锂电池充电管理装置，能够安全可靠地管理锂电池的充电。
一种锂电池充电管理装置，其中，该装置包括：微控制单元、电压控制器、充电电流控制器和温度检测器，所述电压控制器、充电电流控制器和温度检测器分别于所述微控制器连接，
所述电压控制器用于控制锂电池的充电电压，使得充电电压小于充电电压阈值；
所述充电电流控制器用于控制锂电池的充电电流，使得充电电流小于充电电流阈值；
所述温度检测器用于检测锂电池的温度，并将检测到的锂电池的温度传输到所述微控制器；
所述微控制器用于控制充电的开始和停止，根据从温度检测器接收到的锂电池的温度来设置锂电池的充电电压阈值和充电电流阈值，并将充电电压阈值传输到所述电压控制器，以及将充电电流阈值传输到所述电流控制器。
利用本发明的锂电池充电管理装置，能够在充电过程中动态地调整充电电流和充电电压，确保了整个充电过程的安全，使得充电时间尽可能缩短，提高了充电效率，并且可以避免MCU的响应速度不够或者MCU死机导致的风险。
在优选实施方式中，根据本发明的锂电池充电管理装置还包括放电电流控制器，从而可以在放电过程中动态地调整放电电流，确保放电过程的安全，而且提高了放电效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的锂电池充电管理装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1示出了根据本发明的锂电池充电管理装置的结构框图。参考图1，本发明提供了一种锂电池充电管理装置，其中，该装置包括：微控制单元、电压控制器、充电电流控制器和温度检测器，所述电压控制器、充电电流控制器和温度检测器分别于所述微控制器连接，所述电压控制器用于控制锂电池的充电电压，使得充电电压小于充电电压阈值；所述充电电流控制器用于控制锂电池的充电电流，使得充电电流小于充电电流阈值；所述温度检测器用于检测锂电池的温度，并将检测到的锂电池的温度传输到所述微控制器；所述微控制器用于控制充电的开始和停止，根据从温度检测器接收到的锂电池的温度来设置锂电池的充电电压阈值和充电电流阈值，并将充电电压阈值传输到所述电压控制器，以及将充电电流阈值传输到所述电流控制器。
其中，MCU进行参数的设置，包括设置锂电池的充电电压阈值和充电电流阈值；MCU把充电电压阈值配置给电压控制其，利用电压控制器，控制充电电压，使得充电电压不超过充电电压阈值；MCU还把充电电流阈值配置给充电电流控制器，利用充电电流控制器，控制充电电流，使得充电电流不超过充电电流阈值；利用一个电流控制器，进行输出电流管控；利用温度探测器，及时检测锂电池的温度，并及时向MCU反馈，当锂电池的温度超过危险温度时，微控制单元可以使充电停止，从而切断整个电池的工作。
优选的，所述微控制器当判断所述锂电池的温度超过警戒温度(例如，55摄氏度)时，降低所述充电电压阈值和所述充电电流阈值。这样，充电电流控制器和电压控制器可以控制电池的充电电流和充电电压，使得充电电流和充电电压降低。
进一步优选的，所述微控制器当判断所述锂电池的温度低于安全温度(例如，40摄氏度)时，提高所述充电电压阈值和所述充电电流阈值。这样，充电电流控制器和电压控制器可以控制电池的充电电流和充电电压，使得充电电流和充电电压提高。
利用上述优选的实施方式，通过实时监测电池温度，可以经由电压控制器和充电电流控制器来控制充电电压和充电电流，一方面可以提供灵活而可靠的充电管理，另一方面，MCU只负责设置参数和总体控制，而具体的操作过程由于通过硬件来控制，可以防止软件的响应速度不够以及MCU出现死机导致的诸如过冲或短路的危险。
优选的，所述微控制器还用于获取电池的电压，并根据电池的电压确定锂电池的充电模式。所述锂电池的充电模式可以包括涓流充电模式、恒流充电模式和恒压充电模式中的至少一种。其中，涓流充电模式为对完全放电的锂电池进行恢复性充电的模式，即预充，恒流充电模式为以恒定电流充电的模式，以及恒压充电模式为以恒定电压充电的模式。一般的，在锂电池电压低于3V时选择涓流充电模式，在该涓流充电模式下，充电电流阈值例如可以为0.1C或256mA；当电池电压上升到涓流充电阈值以上后，开始进入恒流充电模式，恒流充电电流在0.2C～1.5C之间，本移动电源最大可以做到4.5A，相当于5300mAh电池的0.85C；以及在电池电压上升到4.2V的情况下，可以选择恒压充电模式，在恒压充电模式下，电池两端电压不变，流经电池的电流逐步减小，当电流减小到设定阈值时，恒压充电结束；本方案中电流阈值为128mA。
为了还能够对锂电池的放电过程进行安全控制，优选的，该装置还可以包括放电电流控制器，所述放电电流控制器与所述微控制单元相连，用于控制锂电池的放电电流，使得放电电流小于放电电流阈值；所述微控制器还用于根据从温度检测器接收到的锂电池的温度来设置锂电池的放电电流阈值，并将放电电流阈值传输到所述电流控制器。
优选的，MCU设置锂电池的放电电流阈值，当MCU获取到的锂电池的温度超过警戒温度(例如，55摄氏度)时，降低所述放电电流阈值，这样，放电电流控制器可以控制电池的放电电流，使得放电电流降低。
进一步优选的，所述微控制器当判断所述锂电池的温度低于安全温度(例如，40摄氏度)时，提高所述放电电流阈值。这样，放电电流控制器可以控制电池的放电电流，使得放电电流提高。
通过上述优选的实施方式，还可以根据电池的温度自动控制电池的放电电流，保证电池放电过程的安全。
利用本发明提供的锂电池充电管理装置，综合考虑了影响锂电池充放电的安全的各种因素，通过MCU设置充电电流阈值、放电电流阈值和充电电压阈值等，并通过硬件来直接控制电池的电流和电压，可以安全有效地控制电池的充电和放电，实现对电池充放电过程的精细管理，同时，可以避免MCU的响应速度不够或者MCU死机导致的各种风险。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种锂电池充电管理装置，其中，该装置包括：微控制单元、电压控制器、充电电流控制器和温度检测器，所述电压控制器、充电电流控制器和温度检测器分别于所述微控制器连接，
所述电压控制器用于控制锂电池的充电电压，使得充电电压小于充电电压阈值；
所述充电电流控制器用于控制锂电池的充电电流，使得充电电流小于充电电流阈值；
所述温度检测器用于检测锂电池的温度，并将检测到的锂电池的温度传输到所述微控制器；
所述微控制器用于控制充电的开始和停止，根据从温度检测器接收到的锂电池的温度来设置锂电池的充电电压阈值和充电电流阈值，并将充电电压阈值传输到所述电压控制器，以及将充电电流阈值传输到所述电流控制器。
2.根据权利要求1所述的锂电池充电管理装置，其中，所述微控制器当判断所述锂电池的温度超过警戒温度时，降低所述充电电压阈值和所述充电电流阈值。
3.根据权利要求1所述的锂电池充电管理装置，其中，所述微控制器还用于获取电池的电压，并根据电池的电压确定锂电池的充电模式。
4.根据权利要求2所述的锂电池充电管理装置，其中，所述锂电池的充电模式包括涓流充电模式、恒流充电模式、恒压充电模式和脉冲充电模式中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的锂电池充电管理装置，其中，该装置还包括：放电电流控制器，所述放电电流控制器与所述微控制器相连，
所述放电电流控制器用于控制锂电池的放电电流，使得放电电流小于放电电流阈值；
所述微控制器还用于根据从温度检测器接收到的锂电池的温度来设置锂电池的放电电流阈值，并将放电电流阈值传输到所述电流控制器。
6.根据权利要求5所述的锂电池充电管理装置，其中，所述微控制器当判断所述锂电池的温度超过警戒温度时，降低所述放电电流阈值。
CN201410589769.1A 2014-07-08 2014-10-28 锂电池充电管理装置 Pending CN104319841A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410589769.1A CN104319841A (zh) 2014-07-08 2014-10-28 锂电池充电管理装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410323865.1 2014-07-08
CN201410323865 2014-07-08
CN201410589769.1A CN104319841A (zh) 2014-07-08 2014-10-28 锂电池充电管理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104319841A true CN104319841A (zh) 2015-01-28

Family

ID=52375040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410589769.1A Pending CN104319841A (zh) 2014-07-08 2014-10-28 锂电池充电管理装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104319841A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105471050A (zh) * 2016-01-13 2016-04-06 惠州市美亚飞电器有限公司 一种锂电池智能保护管理方法
CN105490334A (zh) * 2015-12-18 2016-04-13 上海优思通信科技有限公司 便携式电子装置充电***及充电方法
CN105932740A (zh) * 2016-06-01 2016-09-07 惠州市蓝微新源技术有限公司 电动汽车动力电池的自适应充电方法及充电装置
CN106374586A (zh) * 2016-11-20 2017-02-01 鹰星精密工业（深圳）有限公司 一种可用于电池组的充电器
CN106816915A (zh) * 2015-11-30 2017-06-09 现代自动车株式会社 用于为车辆高压电池充电的控制方法和***
CN106921180A (zh) * 2015-12-24 2017-07-04 杭州骑客智能科技有限公司 一种电动平衡车锂电池防爆***
CN107167736A (zh) * 2016-03-07 2017-09-15 丰田自动车株式会社 电池的电压测定方法
CN111009948A (zh) * 2019-12-26 2020-04-14 无锡全裕电子科技有限公司 可主动调整充放电电流的锂电池保护板及其电流调整方式
CN111049228A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 杰之深(苏州)科技有限公司 一种手持式吸尘器的整合式锂电池充放电管理***
CN116826920A (zh) * 2023-07-06 2023-09-29 深圳市恒能达科技有限公司 一种基于大数据的机器人锂电池储能控制***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050253561A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Tibbs Bobby L Temperature sensitive charging of batteries with simple chargers
CN101118979A (zh) * 2006-08-04 2008-02-06 诺基亚公司 用于在升高的温度下对电池进行充电的方法和设备
CN103904746A (zh) * 2014-04-04 2014-07-02 西北工业大学 一种智能型正负脉冲动力电池快速充电机及充电方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050253561A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Tibbs Bobby L Temperature sensitive charging of batteries with simple chargers
CN101118979A (zh) * 2006-08-04 2008-02-06 诺基亚公司 用于在升高的温度下对电池进行充电的方法和设备
CN103904746A (zh) * 2014-04-04 2014-07-02 西北工业大学 一种智能型正负脉冲动力电池快速充电机及充电方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106816915A (zh) * 2015-11-30 2017-06-09 现代自动车株式会社 用于为车辆高压电池充电的控制方法和***
CN105490334A (zh) * 2015-12-18 2016-04-13 上海优思通信科技有限公司 便携式电子装置充电***及充电方法
CN106921180A (zh) * 2015-12-24 2017-07-04 杭州骑客智能科技有限公司 一种电动平衡车锂电池防爆***
CN105471050A (zh) * 2016-01-13 2016-04-06 惠州市美亚飞电器有限公司 一种锂电池智能保护管理方法
CN105471050B (zh) * 2016-01-13 2018-06-26 惠州市美亚飞电器有限公司 一种锂电池智能保护管理方法
CN107167736A (zh) * 2016-03-07 2017-09-15 丰田自动车株式会社 电池的电压测定方法
CN105932740B (zh) * 2016-06-01 2018-11-30 惠州市蓝微新源技术有限公司 电动汽车动力电池的自适应充电方法及充电装置
CN105932740A (zh) * 2016-06-01 2016-09-07 惠州市蓝微新源技术有限公司 电动汽车动力电池的自适应充电方法及充电装置
CN106374586B (zh) * 2016-11-20 2018-06-22 鹰星精密工业（深圳）有限公司 一种可用于电池组的充电器
CN106374586A (zh) * 2016-11-20 2017-02-01 鹰星精密工业（深圳）有限公司 一种可用于电池组的充电器
CN111009948A (zh) * 2019-12-26 2020-04-14 无锡全裕电子科技有限公司 可主动调整充放电电流的锂电池保护板及其电流调整方式
CN111049228A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 杰之深(苏州)科技有限公司 一种手持式吸尘器的整合式锂电池充放电管理***
CN116826920A (zh) * 2023-07-06 2023-09-29 深圳市恒能达科技有限公司 一种基于大数据的机器人锂电池储能控制***
CN116826920B (zh) * 2023-07-06 2024-06-21 深圳市恒能达科技有限公司 一种基于大数据的机器人锂电池储能控制***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104319841A (zh) 锂电池充电管理装置
WO2021217315A1 (zh) 充电控制方法、充电器、充电***及存储介质
WO2013044917A3 (en) Battery control system
CN103078384B (zh) 一种不间断电源
CN101908775A (zh) 一种锂离子电池组充电控制方法及***
CN106208223A (zh) 电流充电方法及装置
WO2018019127A1 (zh) 一种大功率便携式电动工具用锂电池包
CN103683439A (zh) 锂电池组充电控制***及方法
CN104078716A (zh) 一种电池充电方法及处理器
EP3160002B1 (en) Active equalizing charging device
CA3010924A1 (en) Power supply system and method for controlling same
CN105762898A (zh) 一种智能手机充电器
CN106026294B (zh) 一种充电器及其控制方法
CN202405763U (zh) 过放电保护电路及使用该电路的电池
CN104407304A (zh) 一种蓄电池检测仪及其工作状态监测***
CN104716720A (zh) 一种电池管理***
US8493023B2 (en) Charge apparatus and method using the same
KR102197409B1 (ko) 배터리 팩 및 이를 이용한 배터리 팩 보호 방법
CN206313507U (zh) 汽车应急启动电源
CN105048579A (zh) 一种解决不同电池组之间相互充放电问题的方法
CN105449729A (zh) 一种充电方法和装置
CN204103608U (zh) 一种电容快速充电电路
CN204205573U (zh) 电池充电保护电路
CN203026980U (zh) 充电提示装置及充电电池电路
CN202260411U (zh) 磷酸铁锂电池专用保护板

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150128

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication