一种带多功能保护的锂电池BMS保护板的制作方法

一种带多功能保护的锂电池bms保护板
技术领域
1.本实用新型涉及bms保护板技术领域，具体是一种带多功能保护的锂电池bms保护板。


背景技术：

2.bms保护板，bms即电池管理系统，它是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池。为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
3.目前，公知的bms保护板均是采用将蜂鸣器集成在保护板上的方案。这在电池出现任何故障时，只能发出唯一性的“嘀嘀”响声，具体的电池故障信息不易被识别，且不易作出判断并加以处理。同时，集成蜂鸣器的保护板内置于电池箱内部后，蜂鸣器发出的“嘀嘀”响声声若苍蝇，不容易被察觉到，需要靠近电池，且在一定的距离内方可被听到，这样会导致电池在出现故障时，不能在一定的时间内得到快速有效的处理，大大增加了电池的危险性，降低了电池的维护时效性。特别是当电池面临高温、过充或短路等较高安全性隐患异常时，若不能及时发现制止，将会造成因电池失控而带来的不良影响，如财产损失或人员伤亡等比较严重的安全事故。
4.同时，现有的电池在进水后，用户很难在第一时间内知道自己的电池内部已经进水了，在不知情的情况下回会继续使用。电池在进水后，若不能及时处理，会对电池的内部电路以及电芯造成严重损坏，且继续使用会带来一定的危险性。
5.并且，市面上常规的保护板在电池内部电压采集线断线后会显示为相邻两串电芯的电压异常(如一串过压，一串低压)。电池在此情况下虽仍然可以断断续续使用，但是会给用户带来续航能力差，里程短的不良体验感，也会存在较大的安全隐患，会增加电池发生过充或短路的可能性。因此，本实用新型提供了一种带多功能保护的锂电池bms保护板，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种带多功能保护的锂电池bms保护板，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种带多功能保护的锂电池bms保护板，包括锂电池管理芯片、电池输入rc滤波电路单元、电流检测电路单元、充电电路单元、放电电路单元、充电mos管控制电路单元、放电mos管控制电路单元、语音提示电路单元、温湿度采集电路单元和光感防拆机电路单元；所述电池输入rc滤波电路单元耦接在电池组和所述锂电池管理芯片之间；所述电流检测电路单元耦接在所述电池系统的负极和所述锂电池管理芯片之间。
9.作为本实用新型进一步的方案，所述锂电池管理芯片通过所述充电mos管控制电路单元控制所述充电电路单元进行充电。
10.作为本实用新型再进一步的方案，所述锂电池管理芯片通过所述放电mos管控制电路单元控制所述放电电路单元进行放电。
11.作为本实用新型再进一步的方案，所述语音提示电路单元通过语音芯片产生语音信号，经过音频放大芯片驱动扬声器发出声音。
12.作为本实用新型再进一步的方案，所述温湿度采集电路单元通过温湿度专用传感器芯片采集数据。
13.作为本实用新型再进一步的方案，所述光感防拆机电路单元通过发光二极管和光敏电阻来判断是否被拆机。
14.作为本实用新型再进一步的方案，所述电池输入rc滤波电路单元耦接多组电池串联组成的串联电路，所述电池输入rc滤波电路单元包括多个rc低通滤波电路，每个rc低通滤波电路的两端耦接在整个串联电路的负极和一个电池组的正极，每个rc低通滤波电路中电阻和电容的共节点耦接所述电池管理芯片的电压测量引脚。
15.作为本实用新型再进一步的方案，所述电流检测电路单元包括四个并联分压电阻、弱信号滤波电路和并联滤波电路。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、保护板采用了“发光二极管 光传感器”双模式，打破了以往只有光传感器的被动方式，实现“主动 被动的双重保护效果”，让电池更安全。通过锂电管理芯片的级联可做到给5～32串电池组提供有效保护。
18.2、保护板集成湿度传感器，可根据客户要求灵活设置湿度值，对于不同环境下设定不同的温湿度值来满足实际的需求，提前告警，保护产品不损坏，应对如电池进水的情况。
19.3、保护板集成语音芯片，可根据客户要求灵活设置多种语音信号，对于不同故障设定不同的语音信号来满足实际的需求，应对如电池过充、电池低电量提示、电池过放等故障，大大增加了电池的维护效率。同时，也打破了以往的内置蜂鸣器在任何电池故障只能发出唯一性的“嘀嘀”响声的方式，让保护板更智能。
附图说明
20.图1为一种带多功能保护的锂电池bms保护板的电路原理图。
21.图2为图1中锂电池管理芯片、电池输入rc滤波电路单元、电流检测电路单元的电路原理图。
22.图3为图1中充电电路单元、放电电路单元、充电mos管控制电路单元和放电mos管控制电路单元的电路原理图。
23.图4为图1中语音提示电路单元、温湿度采集电路单元和光感防拆机电路单元的电路原理图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种带多功能保护的锂电池bms保护板，包括锂电池管理芯片、电池输入rc滤波电路单元、电流检测电路单元、充电电路单元、放电电路单元、充电mos管控制电路单元、放电mos管控制电路单元、语音提示电路单元、温湿度采集电路单元和光感防拆机电路单元；所述电池输入rc滤波电路单元耦接在电池组和所述锂电池管理芯片之间；所述电流检测电路单元耦接在所述电池系统的负极和所述锂电池管理芯片之间；所述锂电池管理芯片通过所述充电mos管控制电路单元控制所述充电电路单元进行充电；所述锂电池管理芯片通过所述放电mos管控制电路单元控制所述放电电路单元进行放电；所述语音提示电路单元通过语音芯片产生语音信号，经过音频放大芯片驱动扬声器发出声音；所述温湿度采集电路单元通过温湿度专用传感器芯片采集数据；所述光感防拆机电路单元通过发光二极管和光敏电阻来判断是否被拆机。
26.所述电池输入rc滤波电路单元耦接多组电池串联组成的串联电路，所述电池输入rc滤波电路单元包括多个rc低通滤波电路，每个rc低通滤波电路的两端耦接在整个串联电路的负极和一个电池组的正极，每个rc低通滤波电路中电阻和电容的共节点耦接所述电池管理芯片的电压测量引脚。
27.所述锂电池管理芯片的型号为sh367309。
28.所述电流检测电路单元包括四个并联分压电阻，分别是第七十三电阻r73、第七十四电阻r74、第七十五电阻r75和第七十六电阻r76，用来对地电流进行iv转换，第七十一电阻r71、第七十二电阻r72、第二十九电容c29、第三十电容c30和第三十一电容c31，作为iv转换之后的弱信号滤波电路，iv电路产生的电压信号由芯片sh367309的第十八号引脚和第十九号引脚输入芯片内部专用电流采集adc来采集电流数据，第二十九电容c29接输出滤波电阻第七十一电阻r71和第七十二电阻r72的两端，形成并联滤波电路，第三十电容c30和第三十一电容c31一端接地，形成对地滤波电路，对iv产生的微小信号进行滤波，保证sh367309内部adc采集到的电流信号可靠性。
29.所述放电mos管控制电路单元包括第九十八电阻r98、第九十九电阻r99、第一百电阻r100、第一百零一电阻r101、第一百零二电阻r102、第一百零三电阻r103、第一百一十电阻r110、第一百二十电阻r120、第二二极管d2、第十八三极管q18、第十九三极管q19、第二十三极管q20、第二十一三极管q21、第二十二三极管q22和第二十三三极管q23。放电信号通过第一百一十电阻r110耦接至第九十八电阻r98、第九十九电阻r99、第一百电阻r100、第一百零一电阻r101、第一百零二电阻r102和第一百零三电阻r103，用来控制第十八三极管q18、第十九三极管q19、第二十三极管q20、第二十一三极管q21、第二十二三极管q22和第二十三三极管q23的栅极。第一百零二电阻r102用来保证没有控制信号时，第九十八电阻r98、第九十九电阻r99、第一百电阻r100、第一百零一电阻r101、第一百零二电阻r102和第一百零三电阻r103的一端接地，通过第九十八电阻r98、第九十九电阻r99、第一百电阻r100、第一百零一电阻r101、第一百零二电阻r102和第一百零三电阻r103拉低第十八三极管q18、第十九三极管q19、第二十三极管q20、第二十一三极管q21、第二十二三极管q22和第二十三三极管q23的g极，关闭放电mos管，gnd为整个锂电池系统的负极。
30.所述充电mos管控制电路单元包括第一百零四电阻r104、第一百零五电阻r105、第一百零六电阻r106、第一百零七电阻r107、第一百零八电阻r108、第一百零九电阻r109、第
一百二十一电阻r121、第三二极管d3、第八二极管d8、第三十三极管q30、第一百一十一电阻r111、第一百一十二电阻r112和第一百一十三电阻r113、第二十四三极管q24、第二十五三极管q25、第二十六三极管q26、第二十七三极管q27、第二十八三极管q28和第二十九三极管q29。充电开关信号通过、第三十三极管q30、第一百一十一电阻r111、第一百一十二电阻r112和第一百一十三电阻r113来控制。第一百零四电阻r104、第一百零五电阻r105、第一百零六电阻r106、第一百零七电阻r107、第一百零八电阻r108、第一百零九电阻r109耦接至第二十四三极管q24、第二十五三极管q25、第二十六三极管q26、第二十七三极管q27、第二十八三极管q28和第二十九三极管q29的栅极，完成充电mos管的开关。
31.芯片u8和u9，语音芯片wt588和8002音频功率放大芯片，来驱动外部扬声器产生语音声音电路部分，语音芯片wt588通过语音芯片的第一号引脚、第二号引脚、第三号引脚与mcu通信并通过mcu控制wt588语音芯片播放音频段落。
32.通过u7、aht10芯片采集电池组温湿度电路部分，通过aht10第二引脚和第三引脚与mcu通信，第一引脚接地，第四引脚接3.3v，第五引脚接地，来完成温湿度数据采集。
33.can通信模块信号由mcu的第三十三引脚和第三十四引脚输出，用来控制can接口；芯片tja1050用来完成can通信，同时tja1050的第一引脚耦接至mcu的第三十四引脚，tja1050的第四引脚耦接至mcu的第三十三引脚，taj1050的第二引脚接地，taj1050的第三引脚接电源。
34.还包括ntc温度检测电路单元，所述ntc温度检测电路单元包括热敏电阻rt和第十三电阻r13，所述锂电池管理芯片的第十六引脚vtb耦接所述第十三电阻r13的一端，所述第十三电阻r13的另一端耦接所述热敏电阻rt的一端，所述热敏电阻rt的另一端接地，所述热敏电阻rt和所述第十三电阻r13的共节点耦接所述锂电池管理芯片的十五引脚ts。
35.本实用新型的工作原理是：通过mcu整合数据可对外通信，包括485接口芯片，兼容485通信，通过can接口芯片兼容can通信，并且保留uart接口基础通信，可对外界4g通信物联网模块。
36.保护板集成光感传感器和led发光二极管来达成防拆机功能。
37.保护板集成温湿度传感器，不同环境下设定不同的温湿度值来满足实际的需求，提前告警，以保护产品不受损坏。
38.通过mcu控制语音提示芯片来完成提醒功能，并通过语音芯片完成语音播放，如在电池充满电后，播放“电池已充满”的语音片段进行提醒。
39.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。