CN115800456B - 一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制*** - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***。所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***包括电源端反接控制模组、锂离子电池模组和负载端反接控制模组；所述电源端反接控制模组的信号输入端分别与电源设备的正负极端口相连；所述电源端反接控制模组的信号采集端与所述锂离子电池模组的负极端相连接；所述负载端反接控制模组的信号输入端分别与负载设备的正负极端口相连；所述负载端反接控制模组的信号采集端与所述锂离子电池模组的负极端相连接。

Description

一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***

技术领域

本发明提出了一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，属于锂电池技术领域。

背景技术

锂离子电池是一种充放电次数有限的可充放电的电池，在现有锂离子电池进行充放电的过程中，如果锂离子电池出现反接的情况时，会产生大量的热量，易发生燃烧、***等危险。另外，当锂离子电池反接进行放电时，也会发生燃烧、***等危险。因此，现有的锂离子电池在充电或放电过程中均需要保护电路对其进行保护，以防发生意外。

发明内容

本发明提供了一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，用以解决现有技术中锂离子电池反接保护控制***在锂离子电池充放电同时进行时锂离子电池充电时长较大，充电效率较低的问题：

一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***包括电源端反接控制模组、锂离子电池模组和负载端反接控制模组；所述电源端反接控制模组的信号输入端分别与电源设备的正负极端口相连；所述电源端反接控制模组的信号采集端与所述锂离子电池模组的负极端相连接；所述负载端反接控制模组的信号输入端分别与负载设备的正负极端口相连；所述负载端反接控制模组的信号采集端与所述锂离子电池模组的负极端相连接。

进一步地，所述电源端反接控制模组包括第一开关电路和第一反接智能控制模块；所述第一开关电路设置于电源设备与锂离子电池模组的负极端相连线路上；所述第一反接智能控制模块的开关控制信号输出端与所述第一开关电路的控制信号输入端相连。

进一步地，所述第一反接智能控制模块的信号输入端分别与电源设备的正负极端口相连。

进一步地，所述负载端反接控制模组包括第二开关电路和第二反接智能控制模块；所述第二开关电路设置于负载设备与锂离子电池模组的负极端相连线路上；所述第二反接智能控制模块的开关控制信号输出端与所述第二开关电路的控制信号输入端相连。

进一步地，所述第二反接智能控制模块的信号输入端分别与负载设备的正负极端口相连。

进一步地，第一反接智能控制模块和第二反接智能控制模块均采用单片机为核心的控制电路模块。

进一步地，所述电源端反接控制模组的反接控制方法包括：

步骤1、在接入电源设备时，通过第一反接智能控制模块获取连接电源设备的两端的极性属性；

步骤2、根据获取的连接电源设备的两端的极性属性判断所述第一反接智能控制模块的正负极输入端连接的电源设备的信号端口是否为对应的正负极属性，并获得判断结果；

步骤3、如果所述判断结果为所述第一反接智能控制模块的正负极输入端连接的电源设备的信号端口不是对应的正负极属性，则所述第一反接智能控制模块控制所述第一开关电路断开，使电源设备与锂离子电池模组之间的充电电路处于开路状态。

进一步地，所述负载端反接控制模组的反接控制方法包括：

步骤1、在接入负载设备时，通过第二反接智能控制模块获取连接负载设备的两端的极性属性；

步骤2、根据获取的连接负载设备的两端的极性属性判断所述第二反接智能控制模块的正负极输入端连接的负载设备的信号端口是否为对应的正负极属性，并获得判断结果；

步骤3、如果所述判断结果为所述第二反接智能控制模块的正负极输入端连接的负载设备的信号端口不是对应的正负极属性，则所述第二反接智能控制模块控制所述第二开关电路断开，使负载设备与锂离子电池模组之间的放电电路处于开路状态。

进一步地，所述锂离子电池模组包括锂离子电池电路、充电控制电路模块和放电控制电路模块；所述充电控制电路模块的充电控制信号端与所述锂离子电池电路的充电控制信号输入端相连；所述充电控制电路模块的放电控制信号端与所述锂离子电池电路的放电控制信号输入端相连；所述充电控制电路模块的信号输入端与所述电源设备的电源信号输出端相连；所述放电控制电路模块的信号输入端与所述负载设备的接口端相连；所述放电控制电路的数据传输端与所述充电控制电路的数据传输端相连。

进一步地，所述锂离子电池模组的充放电控制方法包括：

步骤1、在电源设备的正负极连接正确的情况下，通过充电控制电路模块按照预设的第一充电功率对锂离子电池电路进行充电；其中，所述第一充电功率为锂离子电池充电额定功率的92%；

步骤2、通过放电控制电路模块实时监测所述负载设备与锂离子电池模组之间的放电电路是否处于通路状态，当判断所述负载设备与锂离子电池模组之间的放电电路处于通路状态时，采集负载设备进行充电时的额定充电功率，并将所述额定充电功率发送至充电控制电路模块；其中，所述额定充电功率对应锂离子电池对所述负载设备进行放电时的放电功率；

步骤3、所述充电控制电路模块根据所述额定充电功率的具体数值调整和设置锂离子电池电路的充电功率和放电功率，获得第二充电功率和调整后的放电功率，并将调整后的放电功率对应数值信息发送至放电控制电路电路；其中，所述第二充电功率为锂离子电池充电额定功率，所述调整后的放电功率通过如下公式获取：

其中，P表示调整后的放电功率；P1表示第一充电功率；Pe表示负载设备进行充电时的额定充电功率；P2表示第二充电功率；

步骤4、所述充电控制电路模块按照第二充电功率控制所述锂离子电池进行充电，同时，所述放电控制电路按照调整后的放电功率控制所述锂离子电池对负载进行放电。

本发明有益效果：

本发明实施例提出了一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***通过在电源设备与锂离子电池之间，以及，锂离子电池和负载设备之间分别对应设置电源端反接控制模组和负载端反接控制模组，能够在锂离子电池充电过程中和锂离子对负载设备进行放电过程中均能够进行防反接检测，进而有效防止锂离子电池和负载设备的损坏机率。同时，第一充电功率的设置能够在不影响锂离子电池单独充电的充电效率的情况下进行次满额充电的方式有效提高锂离子电池的使用寿命，同时能够防止满额充电过程中的大电流增加电源端反接控制模组的老化降低使用寿命的问题发生。另一方面，通过第二充电功率和调整放电功率的方法能够有效提高锂离子电池在充电和放电同时进行的情况下充放电功率的匹配性，能够在不影响和降低负载充电效率的情况下提高锂离子电池的充电效率，防止放电效率过高导致锂离子电池在充放电同时进行过程中充电效率降低，长时间无法达到满电状态而降低锂离子电池性能的问题发生。

附图说明

图1为本发明所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***的***框图 ；

图2为本发明所述锂离子电池模组的结构示意图；

图3为本发明所述电源端反接控制模组的反接控制方法的流程图；

图4为本发明所述锂离子电池模组的充放电控制方法。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提出了一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，如图1所示，所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***包括电源端反接控制模组、锂离子电池模组和负载端反接控制模组；所述电源端反接控制模组的信号输入端分别与电源设备的正负极端口相连；所述电源端反接控制模组的信号采集端与所述锂离子电池模组的负极端相连接；所述负载端反接控制模组的信号输入端分别与负载设备的正负极端口相连；所述负载端反接控制模组的信号采集端与所述锂离子电池模组的负极端相连接。

其中，所述电源端反接控制模组包括第一开关电路和第一反接智能控制模块；所述第一开关电路设置于电源设备与锂离子电池模组的负极端相连线路上；所述第一反接智能控制模块的开关控制信号输出端与所述第一开关电路的控制信号输入端相连。所述第一反接智能控制模块的信号输入端分别与电源设备的正负极端口相连。

所述负载端反接控制模组包括第二开关电路和第二反接智能控制模块；所述第二开关电路设置于负载设备与锂离子电池模组的负极端相连线路上；所述第二反接智能控制模块的开关控制信号输出端与所述第二开关电路的控制信号输入端相连。所述第二反接智能控制模块的信号输入端分别与负载设备的正负极端口相连。并且，第一反接智能控制模块和第二反接智能控制模块均采用单片机为核心的控制电路模块。

其中，所述电源端反接控制模组的反接控制方法包括：

步骤1、在接入电源设备时，通过第一反接智能控制模块获取连接电源设备的两端的极性属性；

步骤2、根据获取的连接电源设备的两端的极性属性判断所述第一反接智能控制模块的正负极输入端连接的电源设备的信号端口是否为对应的正负极属性，并获得判断结果；

步骤3、如果所述判断结果为所述第一反接智能控制模块的正负极输入端连接的电源设备的信号端口不是对应的正负极属性，则所述第一反接智能控制模块控制所述第一开关电路断开，使电源设备与锂离子电池模组之间的充电电路处于开路状态。

所述负载端反接控制模组的反接控制方法包括：

步骤1、在接入负载设备时，通过第二反接智能控制模块获取连接负载设备的两端的极性属性；

步骤2、根据获取的连接负载设备的两端的极性属性判断所述第二反接智能控制模块的正负极输入端连接的负载设备的信号端口是否为对应的正负极属性，并获得判断结果；

步骤3、如果所述判断结果为所述第二反接智能控制模块的正负极输入端连接的负载设备的信号端口不是对应的正负极属性，则所述第二反接智能控制模块控制所述第二开关电路断开，使负载设备与锂离子电池模组之间的放电电路处于开路状态。

上述技术方案的工作原理及效果为：本发明实施例提出了一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***通过在电源设备与锂离子电池之间，以及，锂离子电池和负载设备之间分别对应设置电源端反接控制模组和负载端反接控制模组，能够在锂离子电池充电过程中和锂离子对负载设备进行放电过程中均能够进行防反接检测，进而有效防止锂离子电池和负载设备的损坏机率。

本发明的一个实施例，所述锂离子电池模组包括锂离子电池电路、充电控制电路模块和放电控制电路模块；所述充电控制电路模块的充电控制信号端与所述锂离子电池电路的充电控制信号输入端相连；所述充电控制电路模块的放电控制信号端与所述锂离子电池电路的放电控制信号输入端相连；所述充电控制电路模块的信号输入端与所述电源设备的电源信号输出端相连；所述放电控制电路模块的信号输入端与所述负载设备的接口端相连；所述放电控制电路的数据传输端与所述充电控制电路的数据传输端相连。

其中，所述锂离子电池模组的充放电控制方法包括：

步骤1、在电源设备的正负极连接正确的情况下，通过充电控制电路模块按照预设的第一充电功率对锂离子电池电路进行充电；其中，所述第一充电功率为锂离子电池充电额定功率的92%；

步骤2、通过放电控制电路模块实时监测所述负载设备与锂离子电池模组之间的放电电路是否处于通路状态，当判断所述负载设备与锂离子电池模组之间的放电电路处于通路状态时，采集负载设备进行充电时的额定充电功率，并将所述额定充电功率发送至充电控制电路模块；其中，所述额定充电功率对应锂离子电池对所述负载设备进行放电时的放电功率；

步骤3、所述充电控制电路模块根据所述额定充电功率的具体数值调整和设置锂离子电池电路的充电功率和放电功率，获得第二充电功率和调整后的放电功率，并将调整后的放电功率对应数值信息发送至放电控制电路模块；其中，所述第二充电功率为锂离子电池充电额定功率，所述调整后的放电功率通过如下公式获取：

其中，P表示调整后的放电功率；P1表示第一充电功率；Pe表示负载设备进行充电时的额定充电功率；P2表示第二充电功率；

步骤4、所述充电控制电路模块按照第二充电功率控制所述锂离子电池进行充电，同时，所述放电控制电路按照调整后的放电功率控制所述锂离子电池对负载进行放电。

上述技术方案的工作原理及效果为：通过第一充电功率的设置能够在不影响锂离子电池单独充电的充电效率的情况下进行次满额充电的方式有效提高锂离子电池的使用寿命，同时能够防止满额充电过程中的大电流增加电源端反接控制模组的老化降低使用寿命的问题发生。另一方面，通过第二充电功率和调整放电功率的方法能够有效提高锂离子电池在充电和放电同时进行的情况下充放电功率的匹配性，能够在不影响和降低负载充电效率的情况下提高锂离子电池的充电效率，防止放电效率过高导致锂离子电池在充放电同时进行过程中充电效率降低，长时间无法达到满电状态而降低锂离子电池性能的问题发生。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，其特征在于，所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***包括电源端反接控制模组、锂离子电池模组和负载端反接控制模组；所述电源端反接控制模组的信号输入端分别与电源设备的正负极端口相连；所述电源端反接控制模组的信号采集端与所述锂离子电池模组的负极端相连接；所述负载端反接控制模组的信号输入端分别与负载设备的正负极端口相连；所述负载端反接控制模组的信号采集端与所述锂离子电池模组的负极端相连接；

所述锂离子电池模组包括锂离子电池电路、充电控制电路模块和放电控制电路模块；所述充电控制电路模块的充电控制信号端与所述锂离子电池电路的充电控制信号输入端相连；所述放电控制电路模块的放电控制信号端与所述锂离子电池电路的放电控制信号输入端相连；所述充电控制电路模块的信号输入端与所述电源设备的电源信号输出端相连；所述放电控制电路模块的信号输入端与所述负载设备的接口端相连；所述放电控制电路的数据传输端与所述充电控制电路的数据传输端相连；

所述锂离子电池模组的充放电控制方法包括：

步骤1、在电源设备的正负极连接正确的情况下，通过充电控制电路模块按照预设的第一充电功率对锂离子电池电路进行充电；其中，所述第一充电功率为锂离子电池充电额定功率的92%；

步骤2、通过放电控制电路模块实时监测所述负载设备与锂离子电池模组之间的放电电路是否处于通路状态，当判断所述负载设备与锂离子电池模组之间的放电电路处于通路状态时，采集负载设备进行充电时的额定充电功率，并将所述额定充电功率发送至充电控制电路模块；其中，所述额定充电功率对应锂离子电池对所述负载设备进行放电时的放电功率；

步骤3、所述充电控制电路模块根据所述额定充电功率的具体数值调整和设置锂离子电池电路的充电功率和放电功率，获得第二充电功率和调整后的放电功率，并将调整后的放电功率对应数值信息发送至放电控制电路模块；其中，所述第二充电功率为锂离子电池充电额定功率，所述调整后的放电功率通过如下公式获取：

其中，P表示调整后的放电功率；P1表示第一充电功率；Pe表示负载设备进行充电时的额定充电功率；P2表示第二充电功率；

步骤4、所述充电控制电路模块按照第二充电功率控制所述锂离子电池电路进行充电，同时，所述放电控制电路模块按照调整后的放电功率控制所述锂离子电池电路对负载设备进行放电。

2.根据权利要求1所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，其特征在于，所述电源端反接控制模组包括第一开关电路和第一反接智能控制模块；所述第一开关电路设置于电源设备与锂离子电池模组的负极端相连线路上；所述第一反接智能控制模块的开关控制信号输出端与所述第一开关电路的控制信号输入端相连。

3.根据权利要求2所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，其特征在于，所述第一反接智能控制模块的信号输入端分别与电源设备的正负极端口相连。

4.根据权利要求1所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，其特征在于，所述负载端反接控制模组包括第二开关电路和第二反接智能控制模块；所述第二开关电路设置于负载设备与锂离子电池模组的负极端相连线路上；所述第二反接智能控制模块的开关控制信号输出端与所述第二开关电路的控制信号输入端相连。

5.根据权利要求4所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，其特征在于，所述第二反接智能控制模块的信号输入端分别与负载设备的正负极端口相连。

6.根据权利要求2或4所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，其特征在于，第一反接智能控制模块和第二反接智能控制模块均采用单片机为核心的控制电路模块。

7.根据权利要求2所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，其特征在于，所述电源端反接控制模组的反接控制方法包括：

步骤1、在接入电源设备时，通过第一反接智能控制模块获取连接电源设备的两端的极性属性；

步骤2、根据获取的连接电源设备的两端的极性属性判断所述第一反接智能控制模块的正负极输入端连接的电源设备的信号端口是否为对应的正负极属性，并获得判断结果；

步骤3、如果所述判断结果为所述第一反接智能控制模块的正负极输入端连接的电源设备的信号端口不是对应的正负极属性，则所述第一反接智能控制模块控制所述第一开关电路断开，使电源设备与锂离子电池模组之间的充电电路处于开路状态。

8.根据权利要求4所述锂离子电池模组充放电防反接智能保护控制***，其特征在于，所述负载端反接控制模组的反接控制方法包括：

步骤1、在接入负载设备时，通过第二反接智能控制模块获取连接负载设备的两端的极性属性；

步骤2、根据获取的连接负载设备的两端的极性属性判断所述第二反接智能控制模块的正负极输入端连接的负载设备的信号端口是否为对应的正负极属性，并获得判断结果；

步骤3、如果所述判断结果为所述第二反接智能控制模块的正负极输入端连接的负载设备的信号端口不是对应的正负极属性，则所述第二反接智能控制模块控制所述第二开关电路断开，使负载设备与锂离子电池模组之间的放电电路处于开路状态。

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