電池模組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電池模組，具有正極端和負(fù)極端，包括：電池單元，至少為兩個；所述每個電池單元包括一個單電池或兩個以上串聯(lián)的單電池；開關(guān)單元，與所述電池單元的數(shù)量對應(yīng)；所述每個電池單元串聯(lián)一個開關(guān)單元，并連接在所述正極端和負(fù)極端之間；控制模塊，與所有的開關(guān)單元連接控制所述開關(guān)單元的通斷，并且在所述電池模組放電時最多使一個所述開關(guān)單元導(dǎo)通。上述電池模組滿足爆炸環(huán)境下的接入要求可以用于防爆電器設(shè)備，并且減小電池失效帶來的電路故障的幾率。
【專利說明】電池模組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于防爆環(huán)境電子設(shè)備的電池模組。

【背景技術(shù)】
[0002]防爆標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1-2010第23條規(guī)定，安裝在防爆電器設(shè)備中的電池組只能由“幾個單體電池串聯(lián)組成”。這樣限定了爆炸性環(huán)境中電器設(shè)備使用的電池組連接方式。但是隨著串聯(lián)電池組單體電池數(shù)量增加，也增加了電池組的不可靠性。例如,如果電池組中的一個電池出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致這個電池組失效。另外，隨著單體電池串聯(lián)數(shù)量的增加，靠電池供電的電路輸入電壓升高，驅(qū)動轉(zhuǎn)換效率普遍不高，降低了電池能源利用率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種電池模組，可以用于防爆電器設(shè)備，并且減小電池失效帶來的電路故障的幾率，同時可提供與電路匹配的電壓輸入。
[0004]一種電池模組，具有正極端和負(fù)極端，包括:電池單元，至少為兩個；所述每個電池單元包括一個單電池或兩個以上串聯(lián)的單電池；開關(guān)單元，與所述電池單元的數(shù)量對應(yīng)；所述每個電池單元串聯(lián)一個開關(guān)單元，并連接在所述正極端和負(fù)極端之間；控制模塊，與所有的開關(guān)單元連接控制所述開關(guān)單元的通斷，并且在所述電池模組放電時最多使一個所述開關(guān)單元導(dǎo)通。
[0005]在其中一個實施例中，所述單電池為可充電電池，所述電池模組通過所述正極端和負(fù)極端充電或放電。
[0006]在其中一個實施例中，所述控制模塊為微控制單元。
[0007]在其中一個實施例中，所述微控制單元還與所述正極端或負(fù)極端連接，獲取充電信號或取電信號；當(dāng)所述電池模組充電時，所述微控制單元獲取外部充電器的充電信號，并控制所有的開關(guān)單元導(dǎo)通；當(dāng)所述電池模組放電時，所述微控制單元獲取外部電子設(shè)備發(fā)送的取電信號，并控制其中一個開關(guān)單元導(dǎo)通。
[0008]在其中一個實施例中，當(dāng)所述電池模組放電時，所述微控制單元檢測電池單元的電壓，并控制與電壓最高的電池單元連接的開關(guān)單元導(dǎo)通。
[0009]在其中一個實施例中，所述開關(guān)單元為三端的半導(dǎo)體開關(guān)管，所述控制模塊與半導(dǎo)體開關(guān)管的控制端連接。
[0010]在其中一個實施例中，所述開關(guān)單元連接在所述正極端和電池單元的正極輸出端之間。
[0011]在其中一個實施例中，所述電池單元還包括與所述一個或兩個以上的單電池連接的保護(hù)模塊。
[0012]上述電池模組通過控制模塊對開關(guān)單元的通斷控制，可以使電池單元選擇性地接入供電。在供電時，最多僅有一個電池單元在供電，該電池單元中的所有單電池之間是串聯(lián)的關(guān)系。因此，電池模組中多個電池單元之間并沒有直接并聯(lián)，所以仍然符合爆炸環(huán)境下對于多個電池供電方式的連接要求。而多個電池單元之間又可以互為備用，可以避免因單個電池失效引起的電路故障。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為一實施例的電池模組模塊圖；
[0014]圖2為圖1所示電池模組的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，為一實施例的電池模組模塊圖。該電池模組10具有正極端P+和負(fù)極端P-，電池模組10通過正極端P+和負(fù)極端P-與外部電路連接。外部電路可以是充電電路，也可以是用電電路。
[0016]電池模組10包括電池單元100、開關(guān)單元200以及控制模塊300。
[0017]電池單元100至少為兩個，每個電池單元100包括一個單電池或兩個以上串聯(lián)的單電池。電池單元100包括的單電池的數(shù)量與其所要供電的電路和單電池本身的電壓有關(guān)，當(dāng)一個單電池即可滿足其所要供電的電路的電壓要求時，即采用單電池供電。當(dāng)一個單電池的電壓不足以滿足其所要供電的電路的電壓要求時，應(yīng)當(dāng)采用相應(yīng)數(shù)量的單電池。當(dāng)有兩個以上的單電池時，所有的單電池之間是串聯(lián)的關(guān)系，這符合爆炸環(huán)境下對于多個電池供電方式的連接要求。在一個實施例中，所述單電池為可充電電池。電池模組10通過正極端P+和負(fù)極端P-充電或放電。
[0018]開關(guān)單元200與電池單元100的數(shù)量對應(yīng)，且每個電池單元100串聯(lián)一個開關(guān)單元200。電池單元100和開關(guān)單元200串聯(lián)后并連接在正極端P+和負(fù)極端P-之間。也即是說，多對電池單元100和開關(guān)單元200串聯(lián)支路直接是并聯(lián)的。
[0019]控制模塊300與所有的開關(guān)單元200連接控制所述開關(guān)單元的通斷，并且在電池模組10放電時最多使一個開關(guān)單元200導(dǎo)通。通過控制模塊300對開關(guān)單元200的通斷控制，可以使電池單元100選擇性地接入供電。在供電時，最多僅有一個電池單元100在供電，該電池單元100中的所有單電池之間是串聯(lián)的關(guān)系。因此，電池模組10中多個電池單元100之間并沒有直接并聯(lián)，所以仍然符合爆炸環(huán)境下對于多個電池供電方式的連接要求。而多個電池單元100之間又可以互為備用，可以避免因單個電池失效引起的電路故障。
[0020]請參考圖2，電池單元100還包括與所述一個或兩個以上的單電池連接的保護(hù)模塊110。保護(hù)模塊110用于對單電池進(jìn)行過放和/或過充進(jìn)行保護(hù)，屬于本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，在此不贅述。
[0021]開關(guān)單元200為三端的半導(dǎo)體開關(guān)管，控制模塊300與半導(dǎo)體開關(guān)管的控制端連接。具體地，開關(guān)單元200可以是MOS管或三極管及其外圍電路，并且配置為開關(guān)模式。控制模塊300則與MOS管的柵極或者三極管的基極連接。在將開關(guān)單元200接入電路時，既可以連接在正極端P+和電池單元100之間，也可以連接在負(fù)極端P-和電池單元100之間，兩種連接方式均可以起到通斷控制作用。本實施例中，開關(guān)單元200連接在正極端P+和電池單元100的正極輸出端之間。
[0022]控制模塊300為微控制單元(MCU)，其可以根據(jù)預(yù)先配置的邏輯根據(jù)所獲得的信號輸出相應(yīng)的信號。具體地，微控制單元與正極端P+連接，獲取充電信號或取電信號。當(dāng)電池模組10充電時，其通過正極端P+和負(fù)極端P-與外部充電器連接。微控制單元獲取外部充電器的充電信號，并控制所有的開關(guān)單元導(dǎo)通；當(dāng)電池模組10放電時，其通過正極端P+和負(fù)極端P-與外部電子設(shè)備連接。所述微控制單元獲取外部電子設(shè)備發(fā)送的取電信號，并控制其中一個開關(guān)單元導(dǎo)通。
[0023]當(dāng)電池模組10放電時，所述微控制單元檢測所有電池單元100的電壓，并控制與電壓最高的電池單元100連接的開關(guān)單元200導(dǎo)通。最高電壓的電池單元100具有較多的電量，可以將其優(yōu)先接入以供電。在電池單元100因過放而關(guān)斷后，再由控制模塊300根據(jù)上述規(guī)則選擇其他電池單元100。
[0024]在充電時，一般已經(jīng)脫離用電設(shè)備的爆炸環(huán)境，不再需要滿足電池之間不能并聯(lián)的條件，因此使所有的電池單元100 —起充電以提高效率。而在放電時，僅使一個電池單元100接入，又滿足了爆炸環(huán)境的使用要求。
[0025]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池模組，具有正極端和負(fù)極端，其特征在于，包括: 電池單元，至少為兩個；所述每個電池單元包括一個單電池或兩個以上串聯(lián)的單電池； 開關(guān)單元，與所述電池單元的數(shù)量對應(yīng)；所述每個電池單元串聯(lián)一個開關(guān)單元，并連接在所述正極端和負(fù)極端之間； 控制模塊，與所有的開關(guān)單元連接控制所述開關(guān)單元的通斷，并且在所述電池模組放電時最多使一個所述開關(guān)單元導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組，其特征在于，所述單電池為可充電電池，所述電池模組通過所述正極端和負(fù)極端充電或放電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模組，其特征在于，所述控制模塊為微控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模組，其特征在于，所述微控制單元還與所述正極端或負(fù)極端連接，獲取充電信號或取電信號； 當(dāng)所述電池模組充電時，所述微控制單元獲取外部充電器的充電信號，并控制所有的開關(guān)單元導(dǎo)通； 當(dāng)所述電池模組放電時，所述微控制單元獲取外部電子設(shè)備發(fā)送的取電信號，并控制其中一個開關(guān)單元導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池模組，其特征在于，當(dāng)所述電池模組放電時，所述微控制單元檢測電池單元的電壓，并控制與電壓最高的電池單元連接的開關(guān)單元導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組，其特征在于，所述開關(guān)單元為三端的半導(dǎo)體開關(guān)管，所述控制模塊與半導(dǎo)體開關(guān)管的控制端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組，其特征在于，所述開關(guān)單元連接在所述正極端和電池單元的正極輸出端之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組，其特征在于，所述電池單元還包括與所述一個或兩個以上的單電池連接的保護(hù)模塊。
【文檔編號】H01M10/04GK104425835SQ201310379466
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】周明杰, 張飛 申請人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司