鋰電池短路保護方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)揭示了一種鋰電池短路保護方法及系統(tǒng)，包括步驟：檢測鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部主回路電流的檢測電阻上的電壓信號，并將該電壓信號依次經(jīng)過濾波電路和放大電路處理，得到設(shè)定的延遲時間內(nèi)的電壓值；通過比較鎖存電路，將該電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出結(jié)果至恢復(fù)電路。如比較結(jié)果為負載短路，則通過恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至開關(guān)管驅(qū)動電路，通過開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉鋰電池的主輸出回路。一種鋰電池短路保護方法及系統(tǒng)，能夠靈活調(diào)節(jié)保護閾值和設(shè)定的延遲時間，適應(yīng)各種型號的電芯和不同的應(yīng)用場合，可以靈活配置為人手動恢復(fù)或自動恢復(fù)，使電池可以適應(yīng)有人監(jiān)控和無人監(jiān)控等多種情況，保護后靈活的關(guān)閉和開啟方式以提高可靠性與實用性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及到電池保護領(lǐng)域，特別是涉及到鋰電池短路保護方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著通信基站、數(shù)據(jù)中心、戶外應(yīng)急、家庭儲能等領(lǐng)域鋰電池使用量越來越大，對鋰電池管理系統(tǒng)的可靠性要求也越來越高。短路保護作為鋰電池管理系統(tǒng)中一項非常關(guān)鍵的保護，對整個系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性有著重要的影響?，F(xiàn)有鋰電池中一些使用鋰電池單節(jié)保護IC來實現(xiàn)短路保護，則保護閾值和延遲時間都不能靈活調(diào)節(jié)，恢復(fù)方式也很單一；還有一些直接使用所述MCU中斷信號進行短路保護處理，則延遲時間設(shè)置無法精確到微秒級，且穩(wěn)定性較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的為提供一種保護閾值和延遲時間都能靈活調(diào)節(jié)的，且恢復(fù)方式多樣的鋰電池短路保護方法及系統(tǒng)。本專利技術(shù)提出一種鋰電池短路保護方法，包括以下步驟：檢測鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部主回路電流的檢測電阻上的電壓信號，并將該電壓信號依次經(jīng)過濾波電路和放大電路處理，得到設(shè)定的延遲時間內(nèi)的電壓值；通過比較鎖存電路將電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出比較結(jié)果至恢復(fù)電路；如果比較結(jié)果為負載短路，則通過恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至開關(guān)管驅(qū)動電路，通過開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉鋰電池的主輸出回路。進一步地，通過比較鎖存電路將電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出比較結(jié)果至恢復(fù)電路的步驟之后，還包括：如果比較結(jié)果為負載短路，則通過恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至MCU，該MCU控制開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉鋰電池的主輸出回路。進一步地，通過比較鎖存電路將電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出比較結(jié)果至恢復(fù)電路的步驟之后，還包括：通過恢復(fù)電路延遲第一指定時間后發(fā)送恢復(fù)信號至比較鎖存電路，強制比較鎖存電路發(fā)出負載非短路信號至恢復(fù)電路；通過恢復(fù)電路發(fā)送正常信號至MCU，該MCU延遲第二指定時間后控制開關(guān)管驅(qū)動電路啟動鋰電池的主輸出回路。進一步地，通過恢復(fù)電路延遲第一指定時間后發(fā)送恢復(fù)信號至比較鎖存電路，強制比較鎖存電路發(fā)出負載非短路信號至恢復(fù)電路的步驟之后，還包括：通過恢復(fù)電路發(fā)送正常信號至所述MCU；同時，通過負載阻抗檢測電路發(fā)送負載阻抗移除信號至MCU；通過MCU根據(jù)正常信號和負載阻抗移除信號，控制開關(guān)管驅(qū)動電路啟動鋰電池的主輸出回路。進一步地，一種鋰電池短路保護系統(tǒng)，包括：電壓值采集模塊：檢測鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部主回路電流的檢測電阻上的電壓信號，并將該電壓信號依次經(jīng)過濾波電路和放大電路處理，得到設(shè)定的延遲時間內(nèi)的電壓值；比較鎖存模塊：通過比較鎖存電路將電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出比較結(jié)果至恢復(fù)電路；控制模塊：如果比較結(jié)果為負載短路，則通過恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至開關(guān)管驅(qū)動電路，通過開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉鋰電池的主輸出回路。進一步地，還包括：重復(fù)關(guān)閉模塊：如果比較結(jié)果為負載短路，則通過恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至MCU，該MCU控制開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉鋰電池的主輸出回路。進一步地，還包括：恢復(fù)開啟模塊：通過恢復(fù)電路延遲第一指定時間后發(fā)送恢復(fù)信號至比較鎖存電路，強制比較鎖存電路發(fā)出負載非短路信號至恢復(fù)電路；計時恢復(fù)模塊：通過恢復(fù)電路發(fā)送正常信號至MCU，該MCU延遲第二指定時間后控制開關(guān)管驅(qū)動電路啟動鋰電池的主輸出回路。進一步地，還包括：條件恢復(fù)模塊：通過恢復(fù)電路發(fā)送正常信號至MCU；同時，通過負載阻抗檢測電路發(fā)送負載阻抗移除信號至MCU；通過MCU根據(jù)正常信號和負載阻抗移除信號，控制開關(guān)管驅(qū)動電路啟動鋰電池的主輸出回路。本專利技術(shù)提供一種鋰電池短路保護方法及系統(tǒng)，能夠靈活調(diào)節(jié)保護閾值和設(shè)定的時間，以適應(yīng)各種型號的電芯和不同的應(yīng)用場合，還可以靈活配置為人手動恢復(fù)或自動恢復(fù)，使電池可以適應(yīng)有人監(jiān)控和無人監(jiān)控等多種情況，保護后靈活的關(guān)閉和開啟方式以提高可靠性與實用性。附圖說明圖1本專利技術(shù)所述鋰電池短路保護方法一種實施方式方法示意圖；圖2本專利技術(shù)所述鋰電池短路保護方法另一種實施方式方法示意圖；圖3本專利技術(shù)所述鋰電池短路保護方法中自動恢復(fù)模式時一種實施方式方法示意圖；圖4本專利技術(shù)所述鋰電池短路保護方法中人手動恢復(fù)模式時一種實施方式方法示意圖；圖5本專利技術(shù)所述鋰電池短路保護系統(tǒng)一種實施方式的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本專利技術(shù)所述鋰電池短路保護系統(tǒng)另一種實施方式的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖7本專利技術(shù)所述鋰電池短路保護系統(tǒng)第三種實施方式的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖5所示鋰電池短路保護系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖9本專利技術(shù)所述鋰電池短路保護系統(tǒng)一種實施方式中人手動恢復(fù)模式時各部隨時序變化示意圖；圖10本專利技術(shù)所述鋰電池短路保護系統(tǒng)一種實施方式中自動恢復(fù)模式時各部隨時序變化示意圖。本專利技術(shù)目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。參照圖1-7，本專利技術(shù)鋰電池短路保護方法的一種實施方式為包括以下步驟：S1、檢測鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部主回路電流的檢測電阻上的電壓信號，并將該電壓信號依次經(jīng)過濾波電路和放大電路處理，得到設(shè)定的延遲時間內(nèi)的電壓值；S2、通過比較鎖存電路將電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出比較結(jié)果至恢復(fù)電路；S3、如果比較結(jié)果為負載短路，則通過恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至開關(guān)管驅(qū)動電路，通過開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉鋰電池的主輸出回路?？梢钥焖訇P(guān)閉主輸出回路保證電池的可靠性和安全性。在上述步驟S1中，檢測電阻為電池放電電流必須經(jīng)過的電阻，是監(jiān)測負載是否短路的直觀反映點，其通過的電流變化可由其上電壓變化直觀體現(xiàn)；負載是鋰電池被應(yīng)用的產(chǎn)品，其短路時會導(dǎo)致電池持續(xù)的輸出變大的電流；檢測電阻上的電壓變化經(jīng)過濾波電路過濾后，經(jīng)過放大電路處理，濾波電路和放大電路結(jié)合可以設(shè)定延遲時間，得到在設(shè)定好的延遲時間內(nèi)在檢測電阻處的電壓值。在上述步驟S2中，比較鎖存電路包括比較電路和鎖存電路，在比較電路中設(shè)有預(yù)設(shè)的閾值，該閾值為安全閾值，當超過閾值時判定為短路，當沒超過閾值時判定為非短路，當短路電流帶來的電壓值在比較電路與閾值比較，比較結(jié)果會發(fā)到恢復(fù)電路，鎖存電路會將比較電路比較結(jié)果進行鎖存。在上述步驟S3中，恢復(fù)電路根據(jù)比較鎖存電路的結(jié)果，具有不同反應(yīng)，在收到短路信號時，發(fā)送相應(yīng)的短路信號到開關(guān)管驅(qū)動電路和MCU，開關(guān)管驅(qū)動電路控制主輸出電路的開關(guān)管，當收到比較鎖存電路的短路信號時發(fā)送關(guān)閉信號到開關(guān)管使開關(guān)管關(guān)閉，保護電池。S2的步驟之后，還包括：S21、如果比較結(jié)果為負載短路，則通過恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至MCU，該MCU控制開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉鋰電池的主輸出回路。此為恢復(fù)電路發(fā)送相應(yīng)的短路信號到MCU的情況，該步驟可以使開關(guān)管驅(qū)動電路在設(shè)定的時間后再次收到短路信號，之后開關(guān)管驅(qū)動電路再次發(fā)送關(guān)閉信號到開關(guān)管確保開關(guān)管關(guān)閉，保護電池，提高電池的安全性。在上述步驟S3中，恢復(fù)電路根據(jù)比較鎖存電路的結(jié)果，具有不同反應(yīng)，在收到短路信號時，除了會發(fā)送相應(yīng)的短路信號到開關(guān)管驅(qū)動電路還會開始計時第一指定時間，恢復(fù)電路中第一指定時間可調(diào)。在自動恢復(fù)模式下S2的步驟之后，還包括：S22、通過恢復(fù)電路延遲第一指定時間后發(fā)送恢復(fù)信號至比較鎖存電路，強制比較鎖存電路發(fā)出負載非短路信號至恢復(fù)電路；可以在設(shè)定的第一指定時間后嘗試恢復(fù)供電，實現(xiàn)自動供電觸發(fā)條件。S23、通過恢復(fù)電路發(fā)送正常信號至MCU，該MCU延遲第二指定時間后控制開關(guān)管驅(qū)動電路啟動鋰電池的主輸出回路。第二指定時間可調(diào)節(jié)，可以在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種鋰電池短路保護方法，其特征在于，包括以下步驟：檢測鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部主回路的電流檢測電阻上的電壓信號，并將該電壓信號依次經(jīng)過濾波電路和放大電路處理，得到設(shè)定的延遲時間內(nèi)的電壓值；通過比較鎖存電路將所述電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出比較結(jié)果至恢復(fù)電路；如果比較結(jié)果為所述負載短路，則通過所述恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至開關(guān)管驅(qū)動電路，通過開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉所述鋰電池的主輸出回路。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋰電池短路保護方法，其特征在于，包括以下步驟：檢測鋰電池系統(tǒng)內(nèi)部主回路的電流檢測電阻上的電壓信號，并將該電壓信號依次經(jīng)過濾波電路和放大電路處理，得到設(shè)定的延遲時間內(nèi)的電壓值；通過比較鎖存電路將所述電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出比較結(jié)果至恢復(fù)電路；如果比較結(jié)果為所述負載短路，則通過所述恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至開關(guān)管驅(qū)動電路，通過開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉所述鋰電池的主輸出回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池短路保護方法，其特征在于，所述通過比較鎖存電路將所述電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出比較結(jié)果至恢復(fù)電路的步驟之后，還包括：如果比較結(jié)果為所述負載短路，則通過所述恢復(fù)電路發(fā)送關(guān)閉信號至MCU，該MCU控制所述開關(guān)管驅(qū)動電路關(guān)閉所述鋰電池的主輸出回路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池短路保護方法，其特征在于，所述通過比較鎖存電路將所述電壓值與預(yù)設(shè)的保護閾值進行比較，并輸出比較結(jié)果至恢復(fù)電路的步驟之后，還包括：通過所述恢復(fù)電路延遲第一指定時間后發(fā)送恢復(fù)信號至所述比較鎖存電路，強制比較鎖存電路發(fā)出所述負載非短路信號至所述恢復(fù)電路；通過所述恢復(fù)電路發(fā)送正常信號至所述MCU，該MCU延遲第二指定時間后控制所述開關(guān)管驅(qū)動電路啟動所述鋰電池的主輸出回路。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池短路保護方法，其特征在于，所述通過所述恢復(fù)電路延遲第一指定時間后發(fā)送恢復(fù)信號至所述比較鎖存電路，強制比較鎖存電路發(fā)出所述負載非短路信號至所述恢復(fù)電路的步驟之后，還包括：通過所述恢復(fù)電路發(fā)送正常信號至所述MCU；同時，通過負載阻抗檢測電路發(fā)送負載...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐智慧，梁俊紅，彭兵，
申請(專利權(quán))人：欣旺達電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44