二次锂电池加热控制电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020524163.0 (22)申请日 2020.04.11 (73)专利权人 深圳市超力源科技有限公司 地址 518104 广东省深圳市宝安区沙井街 道共和社区丽城科技工业园三期J栋 九层共和社区第六工业区B区2栋3楼 (72)发明人 周小连 (74)专利代理机构 重庆百润洪知识产权代理有 限公司 50219 代理人 张建斌 (51)Int.Cl. H02J 7/00(2006.01) H01M 10/615(2014.01) H01M 10/625(2014.01) H。

2、01M 10/635(2014.01) H01M 10/63(2014.01) H01M 10/637(2014.01) H01M 10/6571(2014.01) H01M 10/633(2014.01) G01R 31/00(2006.01) G01K 13/00(2006.01) (54)实用新型名称 一种二次锂电池加热控制电路 (57)摘要 本实用新型公开了锂电池管理技术领域的 一种二次锂电池加热控制电路， 包括电池、 充电 器、 电流采样、 MCU控制、 温度采样、 充电器检测、 加热模块、 加热MOS、 放电MOS和充电MOS， 所述充 电器用于给电池充电， 所述电流采样用于检测充。

3、 电状态并输出电流信号给MCU控制， 所述温度采 样用于检测电池温度和加热模块温度并输出信 号给MCU控制， 所述充电器检测用于检测充电器 是否在位并输出信号给MCU， 所述加热模块、 加热 MOS、 放电MOS和充电MOS用于接收MCU控制信号并 启动或关闭， 所述加热模块用于给电池加热， 本 实用新型既可以检测环境温度和电池温度， 同时 防止加热膜块失效导致电池温度过高时提供安 全保护， 成本低， 可靠性高， 安全性高。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 211908418 U 2020.11.10 CN 211908418 U 1.一种二次锂电池加热控制电路， 其特征在于： 包。

4、括电池、 充电器、 电流采样、 MCU控制、 温度采样、 充电器检测、 加热模块、 加热MOS、 放电MOS和充电MOS， 所述充电器用于给电池充 电， 所述电流采样用于检测充电状态并输出电流信号给MCU控制， 所述温度采样用于检测电 池温度和加热模块温度并输出信号给MCU控制， 所述充电器检测用于检测充电器是否在位 并输出信号给MCU， 所述加热模块、 加热MOS、 放电MOS和充电MOS用于接收MCU控制信号并启 动或关闭， 所述加热模块用于给电池加热。 2.根据权利要求1所述的一种二次锂电池加热控制电路， 其特征在于： 所述MCU控制为 瑞萨的R7F0C805、 微芯的MCP6041或亿。

5、光的LTV-217。 3.根据权利要求1所述的一种二次锂电池加热控制电路， 其特征在于： 所述温度采样的 温度传感器仙桥为100K B3950， 所述加热MOS、 充电MOS和放电MOS为英飞凌IRLR8726。 4.根据权利要求1所述的一种二次锂电池加热控制电路， 其特征在于： 所述电流采样包 括采样电阻RS和运算放大器， 所述采样电阻与运算放大器电连接， 所述运算放大器输出端 与MCU输入端连接。 5.根据权利要求1所述的一种二次锂电池加热控制电路， 其特征在于： 所述充电器检测 包括隔离光耦G1， 所述隔离光耦G1输出端与MCU控制输入端连接， 输出端与充电器连接。 6.根据权利要求1所。

6、述的一种二次锂电池加热控制电路， 其特征在于： 所述加热模块包 括加热膜、 多个三极管， 所述多个三极管用于导通加热MOS进而导通加热膜实现加热。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211908418 U 2 一种二次锂电池加热控制电路 技术领域 0001 本实用新型涉及锂电池管理技术领域， 具体为一种二次锂电池加热控制电路。 背景技术 0002 随着科学技术的日新月异的发展和人们生活水平的提高， 以及人们素质提高， 对 环保要求越来越严， 人们生活中的二次锂电池使用也越来越广。 其中电动自行车电摩使用 的越来越多， 并且国家也出台很多政策规定。 新国标都是二次锂电池电动自行车和电摩， 由 于。

7、二次锂电池的技术厂家参差不齐， 造成很多二次锂电池在充电过程中燃烧爆炸会造成一 定的安全性事故。 国家和地方为了安全， 出台一些政策规定。 其中就有一项不允许电动自行 车和电动摩托车电池不允许拿到室内进行充电。 但是根据二次锂电池特性， 在低温零度以 下充电， 二次锂电池容易降低寿命甚至损坏二次锂电池， 特别是北方冬天在外面充电， 外面 低温是比较常见。 目前市场上的为了解决这一问题， 很多采用价格昂贵的纯软件电池管理 系统， 纯软件管理系统来进行在充电时， 给电池进行加热管理， 就可以解决在低温下充电问 题。 但是这样管理系统应用在电动自行车上应用， 成本昂贵， 现在市场上急需一种低成本 的。

8、， 高可靠性带低温加热管理的硬件保护二次锂电池管理系统。 0003 基于此， 本实用新型设计了一种二次锂电池加热控制电路， 以解决上述问题。 实用新型内容 0004 本实用新型的目的在于提供一种二次锂电池加热控制电路， 以解决上述背景技术 中提出的问题。 0005 为实现上述目的， 本实用新型提供如下技术方案： 0006 一种二次锂电池加热控制电路， 包括电池、 充电器、 电流采样、 MCU控制、 温度采样、 充电器检测、 加热模块、 加热MOS、 放电MOS和充电MOS， 所述充电器用于给电池充电， 所述电 流采样用于检测充电状态并输出电流信号给MCU控制， 所述温度采样用于检测电池温度和 。

9、加热模块温度并输出信号给MCU控制， 所述充电器检测用于检测充电器是否在位并输出信 号给MCU， 所述加热模块、 加热MOS、 放电MOS和充电MOS用于接收MCU控制信号并启动或关闭， 所述加热模块用于给电池加热。 0007 优选的， 所述MCU控制为瑞萨的R7F0C805、 微芯的MCP6041或亿光的LTV-217。 0008 优选的， 所述温度采样的温度传感器仙桥为100K B3950， 所述加热 MOS、 充电 MOS和放电MOS为英飞凌IRLR8726。 0009 优选的， 所述电流采样包括采样电阻RS和运算放大器， 所述采样电阻与运算放大 器电连接， 所述运算放大器输出端与MCU。

10、输入端连接。 0010 优选的， 所述充电器检测包括隔离光耦G1， 所述隔离光耦G1输出端与 MCU控制输 入端连接， 输出端与充电器连接。 0011 优选的， 所述加热模块包括加热膜、 多个三极管， 所述多个三极管用于导通加热 MOS进而导通加热膜实现加热。 说明书 1/4 页 3 CN 211908418 U 3 0012 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果是： 0013 本实用新型既可以检测环境温度和电池温度是否达到可以充电温度值， 同时也会 防止加热膜块失效导致电池温度过高时提供安全保护， 成本低， 可靠性高， 安全性高。 附图说明 0014 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术。

11、方案， 下面将对实施例描述所需要使 用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得 其他的附图。 0015 图1为本实用新型控制原理示意图； 0016 图2为本实用新型具体应用电路示意图； 0017 图3为本实用新型软件流程示意图。 具体实施方式 0018 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。

12、在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其它实施例， 都属于本实用新型保护的范围。 0019 请参阅图1-3， 本实用新型提供一种技术方案： 0020 一种二次锂电池加热控制电路， 包括电池、 充电器、 电流采样、 MCU控制、 温度采样、 充电器检测、 加热模块、 加热MOS、 放电MOS和充电MOS， 所述充电器用于给电池充电， 所述电 流采样用于检测充电状态并输出电流信号给MCU控制， 所述温度采样用于检测电池温度和 加热模块温度并输出信号给MCU控制， 所述充电器检测用于检测充电器是否在位并输出信 号给MCU， 所述加热模块、 加热MOS、 放电MOS和充电MOS用于接收MCU控制信号。

13、并启动或关闭， 所述加热模块用于给电池加热。 0021 其中， MCU控制为瑞萨的R7F0C805、 微芯的MCP6041或亿光的 LTV-217。 温度采样的 温度传感器仙桥为100K B3950， 所述加热MOS、 充电MOS和放电MOS为英飞凌IRLR8726。 电 流采样包括采样电阻RS和运算放大器， 所述采样电阻与运算放大器电连接， 所述运算放大 器输出端与MCU 输入端连接。 充电器检测包括隔离光耦G1， 所述隔离光耦G1输出端与MCU 控制输入端连接， 输出端与充电器连接。 加热模块包括加热膜、 多个三极管， 所述多个三极 管用于导通加热MOS进而导通加热膜实现加热。 0022 。

14、本实施例的一个具体应用为： 本实用新型如图1， 当充电器S给电池B1 充电， 电流 采样L就会把信号传递给MCU控制M， MCU控制M来判断电流方向， 检测到的是充电电流， 就立 即采样温度采样T， 来判断当前的温度是否低于设计的加热温度阈值， 如果低于设计的加热 阈值， 就立即发信号打开导通加热MOS K启动加热模块R， 同时也会关闭充电MOS C， 不让充 电器S 给电池B1充电， 而是让充电器S给加热模块R供电， 给电池包加热。 同时也会关闭放电 MOS Q， 不让电池B1给加热模块R供电加热。 在关闭放电MOS Q情况下， 也会通过充电器检测 C1， 实时监测充电器是否在位。 如果检测。

15、到充电器已经移除， 就立即关闭加热MOS K同时也 会关闭充放电MOS Q和 MOS C。 这样就实现在充电时低温情况下， 用充电器的市电给电池B1 说明书 2/4 页 4 CN 211908418 U 4 进行加热运行而不充电， 同时温度采样T还有采集加热模块本身温度， 当加热模块本身的温 度高于一定阈值， MCU控制M就会发出信号关闭加热MOS K， 这是防止加热模块失效时设计 的， 当加热模块温度降低到一定阈值， MCU控制 M也会重新发信号导通加热MOS K。 这样设计 既可以检测环境温度电池温度是否达到可以充电温度值， 同时也会防止加热膜块失效导 致电池温度过高时安全保护。 本实用新。

16、型发明成本低， 可靠性高， 安全性高。 0023 本实用新型的具体应用如图2、 3， 当12V电池包接上充电器， 充电器就会给电池充 电， 电流在采样电阻RS产生一定电压， 再经过运放IC3MCP6041 把电压信号放大， 单片机 IC2R7F0C805的第9脚就会通过模数转换采样放大后电压信号， 单片机IC2R7F0C805通 过运算来判断是否充电。 在充电的情况下， 单片机IC2R7F0C805的第8脚就会通过模数转 换采样当前的电池温度值， 如果电池温度低于设计需要加热的温度值， 单片机IC2 R7F0C805 的第1脚就会输出高电平， 导通三极管QK4， 再导通三极管QK3， 驱动电源。

17、就会经过 QK3去导通加热MOS管QK， 加热膜就会流过电流， 开始加热。 同时单片机IC2R7F0C805的第6 脚输出高电平， 导通三极管QK2关闭充电 MOS管QC， 这样充电器不能给电池充电， 只能给加 热膜供电， 加热膜就给电池包加热。 单片机IC2R7F0C805在给电池加热同时也会通过第8 脚的模数转换， 再通过单片机IC2R7F0C805运算来判断当前电池的环境温度是否达到设 计的阈值， 如果达到或者高于设计阈值， 单片机IC2R7F0C805第1 脚输出低电平关闭加热 膜开关MOS管QK。 加热膜就会停止加热。 同时单片机IC2R7F0C805的第6脚和第7脚输出低 电平， 。

18、三极管QK1和QK2都关闭， 充放电MOS管QF和QC都导通， 这时充电器就会给电池充电而 不加热。 如果当前电池的环境温度低于设计阈值， 但是单片机IC2R7F0C805第10 脚通过 模数转换， 再通过算法计算判断当前的加热膜温度是否高于设计阈值。 如果高于设置阈值， 单片机IC2R7F0C805第1脚输出低电平关断加热MOS 管QK。 加热膜就会停止对电池加热。 如过单片机IC2R7F0C805第10脚通过模数转换， 再通过算法计算判断当前的加热膜温度 低于设计阈值。 单片机 IC2R7F0C805第1脚继续输出高电平导通三极管QK4和QK3， 驱动电 源就会导通加热MOS管QK。 加热。

19、膜就会继续对电池加热。 单片机IC2R7F0C805 在开始加热 MOS管QK和关闭充放电MOS管QF和QC时， 同时也会检测第3脚的电平变化来判断充电器是否 还挂在电池上； 如果是低电平， 则是充电器还挂着给电池加热。 如果是高电平， 则充电器已 经移除， 则单片机IC2 R7F0C805的第6脚和第7脚立即输出低电平， 三极管QK1和QK2立即 关闭， MOS管驱动电源就会立即导通充电MOS管QC和放电MOS管QF， 电池就会正常可以对外放 电。 本实用新型发明既达到了低温加热功能和加热保护功能， 又不影响电池包正常使用功 能， 同时价格成本低， 控制方案简单可靠安全。 0024 在本说明。

20、书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“示例” 、“具体示例” 等的描述意指 结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或者特点包含于本实用新型的至少一个 实施例或示例中。 在本说明书中， 对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或 示例。 而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例 中以合适的方式结合。 0025 以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。 优选实施例并 没有详尽叙述所有的细节， 也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。 显然， 根据本说 明书的内容， 可作很多的修改和变化。 本说明书选取并具体描述这些实施例， 是为了更好地 解释本实用新型的原理和实际应用， 从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本 说明书 3/4 页 5 CN 211908418 U 5 实用新型。 本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。 说明书 4/4 页 6 CN 211908418 U 6 图1 说明书附图 1/3 页 7 CN 211908418 U 7 图2 说明书附图 2/3 页 8 CN 211908418 U 8 图3 说明书附图 3/3 页 9 CN 211908418 U 9 。