一种多功能微型化电池管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及电池管理领域，特别是涉及一种多功能微型化电池管理系统。


背景技术：

2.近几年，人们对于环境友好、能源可持续发展的需求逐渐增加，新能源的发展日益成为能源发展战略上的主流；在新能源汽车产业发展的浪潮中，动力电池产业也保持持续快速增长的势头，企业产能建设规模迅速扩张，目前新能源汽车发展仍处于初级阶段，虽然其整车、电力驱动控制技术已基本成熟，但动力电池依旧是阻碍汽车产业发展的关键因素，存在电池续航里程短、电池循环寿命短等问题；在各类电子产品中，锂离子电池自身具有的能量密度高等优势，使得应用非常广泛，并逐步走向新能源汽车动力领域；在全球问题与环境问题日趋严峻的情况下，交通工具纷纷改用储存电池为主要动力源，锂离子电池则被纳入理想之选。
3.为了满足高压及大电容电池的电动汽车电力需求，常常将锂离子电池进行串并联组合使用，但由于电池在充电、放电的使用过程中过充、过放、过热等现象时常发生，或多或少电池间或存在不一致性问题，这也是不可避免的，进而降低其使用效率、缩短电池的使用寿命；不一致性问题会随着使用次数的增多而加剧，只能采取相关措施抑制其加剧，但不能在根本上去除这一问题产生。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型提供了一种多功能微型化电池管理系统，具有实时监测电池工作状态、不一致性的均衡与控制，防止电池组在充放电使用过程中因过充、过放、过热等现象而损坏电池的优点。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种多功能微型化电池管理系统，包括主控芯片，所述主控芯片与电压检测电路、电流检测电路、温度采集电路、报警电路连接，所述电压检测电路包括型号为ltc6804的锂离子电池监视器，所述锂离子电池监视器的引脚1与第一电阻r26的一端连接，所述第一电阻r26的另一端并联后第一电容c32和型号为czt5551的贴片三极管的引脚2连接，所述第一电容c32的另一端接地，所述锂离子电池监视器的引脚34、引脚35分别连接有第二电容c10和第三电容c8，所述锂离子电池监视器的引脚30、引脚31、第二电容c10的另一端和第三电容c8的另一端并联接地，所述锂离子电池监视器的引脚36和引脚40并联后接地，所述锂离子电池监视器的引脚41、引脚42、引脚43和引脚44分别与第二电阻23、第三电阻r22、第四电阻r21和第五电阻r20并联，所述第二电阻23、第三电阻r22、第四电阻r21和第五电阻r20的另一端并联后与vreg连接，所述锂离子电池监视器的引脚45、引脚46分别与第六电阻r25、第七电阻r26连接，所述第六电阻r25的另一端与第七电阻r26的另一端并联后接地，所述主控芯片的电源输出端与锂离子电池监视器的电源输入端连接。
7.锂离子电池组电压采集电路选用集成ic即型号为ltc6804的锂离子电池监视器，
12节串联的电池电压能够被单支芯片高精度采集；芯片内部adc的2.5v参考电压由一个型号为czt5551的贴片三极管提供，通过spi的方式进行通信，为确保能够稳定的与主控芯片进行通信，在电路中加入上拉电阻。
8.在进一步的技术方案中，所述电流检测电路与主控芯片的电源输出端连接，所述电流检测电路包括负载采样电路、第一电压差分放大器以及依次连接的第二电压差分放大器、第三电压差分放大器、第四电压差分放大器，第一电压差分放大器与第四电压差分放大器连接。
9.通过将采样电阻串接在回路，其两端电压采集选用型号为ina117的电压差分放大器，为实现电压放大。
10.在进一步的技术方案中，所述报警电路包括扬声器，所述扬声器的引脚p与主控芯片的电源vcc连接，所述扬声器的引脚g与三极管的引脚c连接，所述三极管的引脚b与第八电阻r1和第九电阻r2并联，所述第九电阻r2另一端与三极管的引脚e并联后接地。
11.锂离子电池组异常状态检测主要是电流、电压及荷电状态是否处在正常的范围内等情况，若出现异常情况时，蜂鸣器报警，提醒用户；报警电路的有源蜂鸣器选用三极管来驱动，主控芯片能够输出的电流非常小，蜂鸣器几乎不能被输出的ttl电平驱动，一个电流放大电路就需要被建立，三极管的集电极与蜂鸣器的一端相连接，基极通过电阻连接至主控芯片的引脚，发射极接地。
12.本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型具有实时监测电池工作状态、不一致性的均衡与控制，防止电池组在充放电使用过程中因过充、过放、过热等现象而损坏电池的功能。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例所述多功能微型化电池管理系统的电压检测电路的结构示意图；
15.图2是本实用新型实施例所述多功能微型化电池管理系统的电流检测电路的结构示意图；
16.图3是本实用新型实施例所述多功能微型化电池管理系统的主控电路的结构示意图；
17.图4是本实用新型实施例所述多功能微型化电池管理系统的报警电路的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
19.实施例：
20.如图1
‑
图4所示，一种多功能微型化电池管理系统，包括主控芯片，所述主控芯片与电压检测电路、电流检测电路、温度采集电路、报警电路连接，所述电压检测电路包括型号为ltc6804的锂离子电池监视器，所述锂离子电池监视器的引脚1与第一电阻r26的一端连接，所述第一电阻r26的另一端并联后第一电容c32和型号为czt5551的贴片三极管的引脚2连接，所述第一电容c32的另一端接地，所述锂离子电池监视器的引脚34、引脚35分别连
接有第二电容c10和第三电容c8，所述锂离子电池监视器的引脚30、引脚31、第二电容c10的另一端和第三电容c8的另一端并联接地，所述锂离子电池监视器的引脚36和引脚40并联后接地，所述锂离子电池监视器的引脚41、引脚42、引脚43和引脚44分别与第二电阻23、第三电阻r22、第四电阻r21和第五电阻r20并联，所述第二电阻23、第三电阻r22、第四电阻r21和第五电阻r20的另一端并联后与vreg连接，所述锂离子电池监视器的引脚45、引脚46分别与第六电阻r25、第七电阻r26连接，所述第六电阻r25的另一端与第七电阻r26的另一端并联后接地，所述主控芯片的电源输出端与锂离子电池监视器的电源输入端连接。
21.锂离子电池组电压采集电路选用集成ic即型号为ltc6804的锂离子电池监视器，12节串联的电池电压能够被单支芯片高精度采集；芯片内部adc的2.5v参考电压由一个型号为czt5551的贴片三极管提供，通过spi的方式进行通信，为确保能够稳定的与主控芯片进行通信，在电路中加入上拉电阻；本实施例中温度采集电路包括了与主控芯片连接的型号为ds18b20的温度采集芯片；采用ds18b20芯片进行锂离子电池组表明温度的获取，通过充分的热传递准确地获得电池表面温度；该温度经过处理后通过dq以12位数字量串行输出给主控板，rup是上拉电阻，通过另一端接上vcc实现对主控芯片i/o口的电压上拉，防止i/o口的电平出现不确定状态从而失去对ds18b20的控制，上拉电阻rup可以选择4.7kω或者10kω；vcc通过vdd引脚实现对ds18b20的供能，vcc可以选择3.0～5.5v的直流电压源；主控芯片获得来自ds18b20的温度后，根据据该温度对锂离子电池组soc值进行必要的修正，并且对温度进行实时的显示，供用户使用。
22.在另外一个实施例中，如图2所示，所述电流检测电路与主控芯片的电源输出端连接，所述电流检测电路包括负载采样电路、第一电压差分放大器以及依次连接的第二电压差分放大器、第三电压差分放大器、第四电压差分放大器，第一电压差分放大器与第四电压差分放大器连接。
23.通过将采样电阻串接在回路，其两端电压采集选用型号为ina117的电压差分放大器，为实现电压放大。
24.在另外一个实施例中，如图4所示，所述报警电路包括扬声器，所述扬声器的引脚p与主控芯片的电源vcc连接，所述扬声器的引脚g与三极管的引脚c连接，所述三极管的引脚b与第八电阻r1和第九电阻r2并联，所述第九电阻r2另一端与三极管的引脚e并联后接地。
25.锂离子电池组异常状态检测主要是电流、电压及荷电状态是否处在正常的范围内等情况，若出现异常情况时，蜂鸣器报警，提醒用户；报警电路的有源蜂鸣器选用三极管来驱动，主控芯片能够输出的电流非常小，蜂鸣器几乎不能被输出的ttl电平驱动，一个电流放大电路就需要被建立，三极管的集电极与蜂鸣器的一端相连接，基极通过电阻连接至主控芯片的引脚，发射极接地。
26.以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。