锂电池充放电系统

1.一种锂电池充放电系统，包括串联的锂电池、检流电阻、功率组件和电源/负载，其特征在于，还包括：
驱动单元，与所述功率组件连接，用于控制所述功率组件的开闭；
电池管理单元，与所述锂电池连接，用于监控所述锂电池的运行状态；
电流检测比较单元，与所述检流电阻、电池管理单元分别连接，用于检测流经所述检流电阻的电流，并基于流经所述检流电阻的电流唤醒/休眠所述电池管理单元。
2.如权利要求1所述的锂电池充放电系统，其特征在于，所述电流检测比较单元包括：
差分运放模块，与所述检流电阻连接，用于处理流经所述检流电阻的电流；
数字比较器，与所述差分运放模块、电池管理单元分别连接，用于基于流经所述检流电阻的电流唤醒/休眠所述电池管理单元。
3.如权利要求2所述的锂电池充放电系统，其特征在于，所述电流检测比较单元还包括：
第一电阻，一端与供电电压连接，另一端与所述数字比较器连接；
第二电阻，一端接地，另一端连接在所述第一电阻和数字比较器之间。
4.如权利要求1所述的锂电池充放电系统，其特征在于，所述驱动单元包括：
控制模块；
第三电阻，连接在所述功率组件和控制模块之间。
5.如权利要求4所述的锂电池充放电系统，其特征在于，所述驱动单元还包括：
第四电阻，一端连接在所述功率组件和第三电阻之间，另一端与所述控制模块连接。
6.如权利要求4或5所述的锂电池充放电系统，其特征在于，所述驱动单元还包括：
第五电阻，一端接地，另一端与所述控制模块连接。
7.如权利要求4或5所述的锂电池充放电系统，其特征在于，所述驱动单元还包括：
第一电容，一端与所述控制模块连接，另一端接地。
8.如权利要求4或5所述的锂电池充放电系统，其特征在于，所述控制模块包括LTC7003芯片。
9.如权利要求1‑5任一所述的锂电池充放电系统，其特征在于，所述功率组件包括场效应管或绝缘栅双极型晶体管。

锂电池充放电系统\n技术领域\n[0001] 本申请涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池充放电系统。\n背景技术\n[0002] 随着锂电产业链的成熟发展，车用锂电池的应用越来越广，传统车用电源采用铅酸电池，但随着锂电技术的快速发展，车用电池锂电化成为发展趋势。\n[0003] 目前锂电池应用输出必须借助外部信号(钥匙信号、充电信号、开关信号)的输入，才能激活电池管理单元，然后才会闭合动力回路输出电压和电流，此种模式一定程度上限制了锂电池在车用电源上的发展。\n实用新型内容\n[0004] 因此，本申请要解决锂电池应用输出必须借助外部信号的输入，才能激活电池管理单元的技术问题，从而提供一种锂电池充放电系统，包括串联的锂电池、检流电阻、功率组件和电源/负载，还包括：\n[0005] 驱动单元，与所述功率组件连接，用于控制所述功率组件的开闭；\n[0006] 电池管理单元，与所述锂电池连接，用于监控所述锂电池的运行状态；\n[0007] 电流检测比较单元，与所述检流电阻、电池管理单元分别连接，用于检测流经所述检流电阻的电流，并基于流经所述检流电阻的电流唤醒/休眠所述电池管理单元。\n[0008] 可选地，所述电流检测比较单元包括：差分运放模块，与所述检流电阻连接，用于处理流经所述检流电阻的电流；\n[0009] 数字比较器，与所述差分运放模块、电池管理单元分别连接，用于基于流经所述检流电阻的电流唤醒/休眠所述电池管理单元。\n[0010] 可选地，所述电流检测比较单元还包括：第一电阻，一端与供电电压连接，另一端与所述数字比较器连接；\n[0011] 第二电阻，一端接地，另一端连接在所述第一电阻和数字比较器之间。\n[0012] 可选地，所述驱动单元包括：控制模块；\n[0013] 第三电阻，连接在所述功率组件和控制模块之间。\n[0014] 可选地，所述驱动单元还包括：第四电阻，一端连接在所述功率组件和第三电阻之间，另一端与所述控制模块连接。\n[0015] 可选地，所述驱动单元还包括：第五电阻，一端接地，另一端与所述控制模块连接。\n[0016] 可选地，所述驱动单元还包括：第一电容，一端与所述控制模块连接，另一端接地。\n[0017] 可选地，所述控制模块包括LTC7003芯片。\n[0018] 可选地，所述功率组件包括场效应管或绝缘栅双极型晶体管。\n[0019] 本申请技术方案，具有如下优点：\n[0020] 本申请提供的锂电池充放电系统，驱动单元控制功率组件的开闭，以保证锂电池充放电系统的正常工作及安全。电流检测比较单元实时检测流经检流电阻的电流，并基于流经检流电阻的电流来唤醒/休眠电池管理单元，以减少系统的能源损坏，并保证系统安全。此设计不需要借助外部信号即可唤醒电池管理单元，可以实现和铅酸电池同样的效果，便于推动锂电池在车载电源的应用。\n附图说明\n[0021] 为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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。\n[0022] 图1为本申请实施例1中锂电池充放电系统的结构示意图；\n[0023] 图2为本申请实施例1中锂电池充放电系统的电路图。\n具体实施方式\n[0024] 下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。\n[0025] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。\n[0026] 锂电池作为一种清洁能源，在各行各业中得到广泛应用。能源汽车作为节能减排的重要途径，锂电池替代铅酸电池成为发展趋势。为保证锂电池充放电系统的安全，需要利用电池管理单元对锂电池进行监控、管理。现有设计下，锂电池应用输出必须借助外部信号的输入，才能激活电池管理单元，再闭合动力回路输出电压和电流，此种设计一定程度上限制了锂电池在车用电源上的发展。\n[0027] 实施例1\n[0028] 本实施例提供了一种锂电池充放电系统，如图1所示，包括串联的锂电池101、检流电阻102、功率组件103和电源/负载104，锂电池101、检流电阻102、功率组件103和电源/负载104可依次串联，也可不依次串联。电源/负载104是指可以为电源，也可以为负载。电源/负载104为电源时，电源可对锂电池101进行充电；电源/负载104为负载时，锂电池101可对负载104进行供电。\n[0029] 如图1所示，所述锂电池充放电系统还包括驱动单元107、电池管理单元105和电流检测比较单元106。驱动单元107与功率组件103连接，用于控制功率组件103闭合或断开，以保证锂电池充放电系统的正常工作和安全。电池管理单元105与锂电池101连接，用于监控锂电池的运行状态，即电池管理单元105监测锂电池的电压和温度等数据，根据所采集的数据控制管理锂电池101的运行状态。\n[0030] 电流检测比较单元106与检流电阻102连接，用于检测锂电池充放电系统中流经检流电阻102的电流；电流检测比较单元106还与电池管理单元105连接，用于根据流经检流电阻102的电流，来唤醒或休眠电池管理单元105。在休眠状态下，电池管理单元105不监控锂电池101的运行状态；在被唤醒状态下，电池管理单元105监控锂电池101的运行状态，以保证锂电池充放电系统的安全。例如，电流检测比较单元106检测到流经检流电阻102的电流，得到检测电流，将检测电流与电流阈值进行比较，如果检测电流大于或等于电流阈值，则唤醒电池管理单元105，以对锂电池101进行监控；如果检测电流小于电流阈值，且超过预设时间，则休眠电池管理单元105。需要说明的是，本领域技术人员可根据实际情况设定预设时间，例如10分钟、20分钟或30分钟等，在此不作限定。\n[0031] 综上所述，驱动单元控制功率组件的开闭，以保证锂电池充放电系统的正常工作及安全。电流检测比较单元实时检测流经检流电阻的电流，并基于流经检流电阻的电流来唤醒/休眠电池管理单元，以减少系统的能源损坏，并保证系统安全。此设计不需要借助外部信号即可唤醒电池管理单元，可以实现和铅酸电池同样的效果，便于推动锂电池在车载电源的应用。\n[0032] 在一个或多个实施例中，如图2所示，电流检测比较单元106包括差分运放模块\n1061(如INA225)和数字比较器1062(如TLV1701)。差分运放模块1061连接在检流电阻102的两端，以处理流经检流电阻102的电流。数字比较器1062的输入端与差分运放模块1061的输出端连接，数字比较器1062的输出端与电池管理单元105连接，用于基于流经检流电阻102的电流来唤醒/休眠电池管理单元。即对比流经检流电阻的电流与电流阈值，如果流经检流电阻的电流大于或等于电流阈值，则输出信号至电池管理单元105，以唤醒电池管理单元；\n如果流经检流电阻的电流小于电流阈值，则休眠电池管理单元。\n[0033] 当电流流过检流电阻102时，在检流电阻102的两端产生压降，差分运放模块1061可根据压降计算出流经检流电阻102的电流。\n[0034] 在一个或多个实施例中，如图2所示，电流检测比较单元还包括第一电阻1064和第二电阻1063。第一电阻1064一端与供电电压VCC连接，另一端与数字比较器1062连接；第二电阻1063一端与接地端GND连接，另一端连接在第一电阻1064和数字比较器1062之间。第一电阻1064和第二电阻1063决定唤醒电流的阈值大小，可通过改变第一电阻1064和第二电阻\n1063的阻值来改变负载唤醒电流的阈值。\n[0035] 在一个或多个实施例中，如图2所示，驱动单元107包括控制模块1071和第三电阻\n1072，第三电阻1072一端与功率组件103连接，另一端与控制模块1071连接，控制模块1071用于控制功率组件103的断开和闭合，第三电阻1072的阻值决定控制模块1071闭合功率组件103的速度。\n[0036] 驱动单元107还包括第四电阻1073，第四电阻1073一端连接在功率组件103和第三电阻1072之间，另一端与控制模块1071连接，第四电阻1073的阻值决定控制模块1071断开功率组件103的速度。\n[0037] 驱动单元107还包括第五电阻1074。第五电阻1074一端与接地端GND连接，另一端与控制模块1074连接，第五电阻1074的阻值决定电流阈值，通过改变第五电阻1074的阻值，改变过流保护的电流阈值。\n[0038] 驱动单元107还包括第一电容1075。第一电容1075的一端与控制模块1071连接，另一端与接地端GND连接，利用第一电容1075来设置过流保护反应的时间和静置时间。\n[0039] 驱动单元107还包括第二电容1076。第二电容1076一端与供电电压VCC连接，另一端连接在控制模块1071与第二电容1075之间，第二电容1076可用于滤波处理。\n[0040] 在一个或多个实施例中，控制模块1071包括LTC7003芯片，LTC7003芯片通过各个引脚与功率组件103等电子元件连接，功率组件103包括场效应管(MOS管)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。例如，当功率组件103包括场效应管时，控制模块1071与场效应管的栅极连接，以控制场效应管的断开和闭合。\n[0041] LTC7003芯片在低功耗模式下驱动功率组件103处于闭合状态，如果负载工作或者有充电电流通过检流电阻102，且流经检流电阻102的电流达到电流阈值，电流检测比较单元106唤醒电池管理单元105，进入正常工作模式；如果外部负载断开或者充电状态截止，电流检测比较单元106判断并进入低功耗模式，直到电流通过检流电阻102，以再次唤醒电池管理单元105。该系统硬件方案简单，不需要借助软件逻辑即可满足系统功能，而且可以实现锂电池的低功耗输出，不会额外消耗电池电量，非常适合锂电池车载的使用环境。\n[0042] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

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