一种多串电池控制保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及电池保护技术领域，尤其是指一种多串电池控制保护电路。


背景技术：

2.锂电池是新能源行业的焦点，具有能量密度高，体积小的优点，但锂电池由于稳定、安全方面的问题需要增加电池管理及保护。随着锂电池化学技术、生产装备配套技术、商业模式的快速发展，锂电池应用技术也愈发的渗入到生活的方方面面，特别是在家用领域产品上普及使用，锂电池在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电将会导致电池内部发生化学副反应，该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，且因用户误操作、使用环境、使用场景等原因导致的电路损坏、负载损坏、电池损坏、起火、爆炸、工具伤人等安全问题越来越多，因此需要对电池配置一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测。
3.现在市面上存在的电池控制及保护方案很多只有保护功能，没有获取数据的功能，在调试的时候不直观使用不方便，无法直接用来开发调试。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种多串电池控制保护电路，其主要是mcu主控模块通过iic总线与模拟前端芯片进行通讯获取信息，通过锂电池检测线来获取锂电池串的电池信息，以及通过串行调试模块进行二次开发调试，方便用户自己定制功能。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
6.一种多串电池控制保护电路，包括泄放均衡模块、mcu主控模块、外围晶振模块、串行调试模块、bms模拟前端模块、串口屏连接模块和锂电池监控模块，所述bms模拟前端模块与mcu主控模块通过iic总线连接，所述bms模拟前端模块还分别与泄放均衡模块、外围晶振模块和锂电池监控模块连接，所述mcu主控模块与串口屏连接模块以及串行调试模块连接，所述bms模拟前端模块包括ls76920芯片，所述锂电池监控模块包括放电短路保护模块、放电过流保护模块、充电过流保护模块、过/欠压保护模块和高/低温保护模块。
7.作为一种优选方案，还包括预留接口模块，所述预留接口模块与mcu主控模块连接。
8.作为一种优选方案，还包括按键模块，所述按键模块与mcu主控模块连接。
9.作为一种优选方案，所述mcu主控模块包括n32g031k8l7芯片。
10.本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是mcu主控模块通过iic总线与模拟前端芯片进行通讯获取信息，通过锂电池检测线来获取锂电池串的电池信息，以及通过串行调试模块进行二次开发调试，方便用户自己定制功能；通过设置泄放均衡电路来放电达到对电池的一致性的保护；通过设置高/低温保护模块获取外部温度来监控温度是否过高/过低，及时对电池及电路进行保护；
通过设置串口屏连接模块可实现将电池、温度、电流的信息显示到屏幕上方便直观的观察。
11.为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
附图说明
12.图1是本实用新型之实施例的bms模拟前端模块的原理简化图；
13.图2是本实用新型之实施例的工作原理图；
14.图3是本实用新型之实施例的bms模拟前端模块电路图；
15.图4是本实用新型之实施例的泄放均衡模块电路图；
16.图5是本实用新型之实施例的n32g031k8l7芯片的引脚连接示意图；
17.图6是本实用新型之实施例的iic总线的连接电路图；
18.图7是本实用新型之实施例的串行调试的连接电路图；
19.图8是本实用新型之实施例的串口屏连接的连接电路图；
20.图9是本实用新型之实施例的按键模块的连接电路图；
21.图10是本实用新型之实施例的预留接口模块的连接电路图；
22.图11是本实用新型之实施例的锂电池监控模块的连接电路图；
23.图12是本实用新型之实施例的高/低温保护模块的电路连接图。
24.ls76920芯片引脚说明：
25.dsg输出，放电mos驱动器的输出；
26.chg输出，充电mos驱动器的输出；
27.vss芯片地；
28.sda输入输出，i2c数据线；
29.scl输入，i2c时钟线；
30.ts1输入，此引脚电压高于一定阈值，将芯片从ship模式唤醒为正常模式；正常模式下此引脚也用于连接外部热敏电阻，测量外部温度信息；
31.cap1输出，给芯片内部模拟模块使用的ldo的输出脚，接1uf滤波电容；
32.regout输出，2.5v ldo或3.3v ldo输出，给芯片内部iic模块和io供电，也可以给pcb板上其他芯片供电；
33.regsrc电源，regout ldo的输入电源；
34.bat电源，全芯片的输入电源，接最高节电池正端；
35.vc5输入，连第5节电池正端；
36.vc4输入，连第4节电池正端；
37.vc3输入，连第3节电池正端；
38.vc2输入，连第2节电池正端；
39.vc1输入，连第1节电池正端；
40.vc0输入，连第1节电池负端；
41.srp输入，库伦计的正输入端；
42.srn输入，库伦计的负输入端；
43.alert输入输出，连mcu的中断引脚或外部二次保护信号。
具体实施方式
44.为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
45.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
46.请参阅图1至图12，本实用新型实施例提供了一种多串电池控制保护电路，其特征在于：包括泄放均衡模块、mcu主控模块、外围晶振模块、串行调试模块、bms模拟前端模块、串口屏连接模块和锂电池监控模块，所述bms模拟前端模块与mcu主控模块通过iic总线连接，所述bms模拟前端模块还分别与泄放均衡模块、外围晶振模块和锂电池监控模块连接，所述mcu主控模块与串口屏连接模块以及串行调试模块连接，所述bms模拟前端模块包括ls76920芯片；所述锂电池监控模块包括放电短路保护模块、放电过流保护模块、充电过流保护模块、过/欠压保护模块和高/低温保护模块。
47.在本实施例中，还包括预留接口模块，所述预留接口模块与mcu主控模块连接。还包括按键模块，所述按键模块与mcu主控模块连接，用于控制调节电路的工作状态。所述mcu主控模块包括n32g031k8l7芯片。
48.bms模拟前端模块可通过iic总线通信接口实现对电池系统的管理，包括对电池基本信息的获取(电压、电流、温度)、mos驱动控制(充电、放电、预放或预充)、系统保护状态获取(过欠压、高低温、短路、过流)、均衡控制。
49.mcu主控模块通过iic总线与模拟前端芯片进行通讯获取信息，通过锂电池检测线来获取锂电池串的电池信息，以及通过串行调试模块进行二次开发调试，方便用户自己定制功能；
50.通过泄放均衡电路来放电达到对电池的一致性的保护；
51.高/低温保护模块获取外部温度来监控温度是否过高/过低，及时对电池及电路进行保护；
52.串口屏连接模块可实现将电池、温度、电流的信息显示到屏幕上方便直观的观察。
53.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多串电池控制保护电路，其特征在于：包括泄放均衡模块、mcu主控模块、外围晶振模块、串行调试模块、bms模拟前端模块、串口屏连接模块和锂电池监控模块，所述bms模拟前端模块与mcu主控模块通过iic总线连接，所述bms模拟前端模块还分别与泄放均衡模块、外围晶振模块和锂电池监控模块连接，所述mcu主控模块与串口屏连接模块以及串行调试模块连接，所述bms模拟前端模块包括ls76920芯片，所述锂电池监控模块包括放电短路保护模块、放电过流保护模块、充电过流保护模块、过/欠压保护模块和高/低温保护模块。2.根据权利要求1所述的一种多串电池控制保护电路，其特征在于：还包括预留接口模块，所述预留接口模块与mcu主控模块连接。3.根据权利要求1所述的一种多串电池控制保护电路，其特征在于：还包括按键模块，所述按键模块与mcu主控模块连接。4.根据权利要求1所述的一种多串电池控制保护电路，其特征在于：所述mcu主控模块包括n32g031k8l7芯片。

技术总结
本实用新型公开一种多串电池控制保护电路，包括泄放均衡模块、MCU主控模块、外围晶振模块、串行调试模块、BMS模拟前端模块、串口屏连接模块和锂电池监控模块，BMS模拟前端模块与MCU主控模块通过IIC总线连接，所述BMS模拟前端模块还分别与泄放均衡模块、外围晶振模块和锂电池监控模块连接，MCU主控模块与串口屏连接模块以及串行调试模块连接，BMS模拟前端模块包括LS76920芯片，锂电池监控模块包括放电短路保护模块、放电过流保护模块、充电过流保护模块、过/欠压保护模块和高/低温保护模块；其主要是MCU主控模块通过IIC总线与模拟前端芯片进行通讯获取信息，以及通过串行调试模块进行二次开发调试，方便用户自己定制功能。方便用户自己定制功能。方便用户自己定制功能。


技术研发人员：闭锦辉 梁文祥
受保护的技术使用者：深圳东裕华芯电子有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/9/3