專利名稱：充放電保護(hù)裝置和電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池技術(shù)，具體而言，涉及一種用于電池組的充放電保護(hù)裝置和 一種具備充放電保護(hù)功能的電池裝置。
背景技術(shù)：
目前的電池組保護(hù)系統(tǒng)，均是采用一個(gè)保護(hù)板來(lái)控制充放電保護(hù)，這種保護(hù)方式 的缺點(diǎn)是1、如果串聯(lián)的電池越多，用來(lái)對(duì)電池電壓采樣的線就越多，使得線的布局非常 亂；2、串聯(lián)的電池越多，電池組的電壓也就越高，這樣就對(duì)保護(hù)板的耐用提出了更高的要 求；3、串聯(lián)的電池越多，需要采用統(tǒng)一的參考地，這對(duì)電壓采樣的精度要求也非常高。因此，需求一種新的對(duì)于電池組充放電的保護(hù)方式，能夠解決上述缺點(diǎn)，即1、解 決用于檢測(cè)電池的線的布局問(wèn)題；2、可以避免使用大量電池的電池組的高電壓帶來(lái)的影 響；3、能夠保證對(duì)電池的電壓做出精確的檢測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種新的對(duì)于電池組充放電的保護(hù)方 式，能夠解決以下問(wèn)題至少之一 1、解決用于檢測(cè)電池的線的布局問(wèn)題；2、可以避免使用 大量電池的電池組的高電壓帶來(lái)的影響；3、能夠保證對(duì)電池的電壓做出精確的檢測(cè)。有鑒于此，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于電池組的充放電保護(hù)裝置，所述電池組包 括至少一個(gè)電池單元，所述充放電保護(hù)裝置包括至少一個(gè)保護(hù)電路，連接至與所述至少一 個(gè)保護(hù)電路對(duì)應(yīng)的電池單元，對(duì)所述電池單元進(jìn)行檢測(cè)以獲得控制信號(hào)；第一總線，所述至 少一個(gè)保護(hù)電路通過(guò)所述第一總線將所述控制信號(hào)發(fā)送給所述充放電控制電路；以及所述 充放電控制電路，響應(yīng)于所述控制信號(hào)，確定是否停止所述電池組的充電或放電。通過(guò)該技 術(shù)方案，每個(gè)保護(hù)電路對(duì)一個(gè)電池單元進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即每個(gè)保護(hù)電路對(duì)應(yīng)的檢測(cè)用線較少，且 檢測(cè)的電壓較小；而通過(guò)使用第一總線，充放電控制電路可以有效地接收每個(gè)保護(hù)電路發(fā) 送的控制信號(hào)，以對(duì)電池組進(jìn)行充放電保護(hù)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述電池組包括串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元，所述多個(gè) 電池單元的電壓相同。通過(guò)該技術(shù)方案，將電池組的電壓平均分配為較小的多個(gè)電池單元 的電壓，可降低對(duì)保護(hù)電路的電壓耐久的需求。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述電池組中的電池單元包括串聯(lián)和/或并聯(lián)連接 的多個(gè)電池。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述至少一個(gè)保護(hù)電路包括光電耦合模塊，將所述 控制信號(hào)進(jìn)行光電耦合處理后，再傳輸至所述第一總線。通過(guò)該技術(shù)方案，不必因?yàn)椴煌?池單元不共地而對(duì)產(chǎn)生的控制信號(hào)進(jìn)行共地處理，同時(shí)也起到了電氣隔離的作用。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述光電耦合模塊為TLP521單光耦模塊。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述至少一個(gè)保護(hù)電路包括電壓檢測(cè)電路，連接至 所述電池單元，檢測(cè)所述電池單元的電池的電壓；信號(hào)產(chǎn)生單元，連接至所述電壓檢測(cè)電路，根據(jù)所述電壓生成控制信號(hào)。通過(guò)該技術(shù)方案，保證在存在電池的電壓異常時(shí)，及時(shí)停 止所述電池組的充電或放電，以保護(hù)電池組。 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述電壓高于預(yù)定最高值時(shí)，所述充放電控制電路根 據(jù)所述控制信號(hào)斷開(kāi)充電回路，停止對(duì)所述電池組充電。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述電池為3. 2V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最高值為 3. 64V ；所述電池為3. 7V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最高值為4. 25V。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述電壓低于預(yù)定最低值時(shí)，所述充放電控制電路根 據(jù)所述控制信號(hào)斷開(kāi)放電回路，使所述電池組停止放電。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述電池為3. 2V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最低值為2. 3V ； 所述電池為3. 7V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最低值為2. 7V。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述至少一個(gè)保護(hù)電路包括溫度檢測(cè)電路，連接至 所述電池單元，檢測(cè)所述電池單元的電池的溫度；信號(hào)生成單元，連接至所述溫度檢測(cè)電 路，根據(jù)所述溫度生成所述控制信號(hào)。通過(guò)該技術(shù)方案，保證在存在電池的溫度異常時(shí)，及 時(shí)停止所述電池組的放電，以保護(hù)電池組。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述溫度高于預(yù)定值時(shí)，所述充放電控制電路根據(jù)所 述控制信號(hào)斷開(kāi)放電回路，使所述電池組停止放電。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述充放電控制電路還發(fā)送電源信號(hào)至所述至少一 個(gè)保護(hù)電路，以啟動(dòng)或停止所述至少一個(gè)保護(hù)電路對(duì)所述電池單元的檢測(cè)。通過(guò)該技術(shù)方 案，使得在不使用電池組的情況下，停止檢測(cè)以節(jié)省電池組的電能。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述充放電保護(hù)裝置還包括第二總線，連接在所述 至少一個(gè)保護(hù)電路和所述充放電控制電路之間，所述電源信號(hào)通過(guò)所述第二總線發(fā)送至所 述至少一個(gè)保護(hù)電路。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種具備充放電保護(hù)功能的電池裝置，包括至少一個(gè)電池 單元；上述技術(shù)方案中的充放電保護(hù)裝置，連接至所述電池單元。通過(guò)上述技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)一種用于電池組的充放電保護(hù)裝置和一種具備充放 電保護(hù)功能的電池裝置，通過(guò)總線有效地實(shí)現(xiàn)電池組或電池裝置的充放電保護(hù)，同時(shí)可以 有效地節(jié)省電池組或電池裝置的電能。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的用于電池組的充放電保護(hù)裝置的框圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的具備充放電保護(hù)功能的電池裝置的框圖；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的具備充放電保護(hù)功能的電池裝置中的電 池單元的示意圖；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的具備充放電保護(hù)功能的電池裝置的示意 圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，
以下結(jié)合附圖和具 體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。[0026]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是，本實(shí)用 新型還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來(lái)實(shí)施，因此，本實(shí)用新型并不限于下面 公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的用于電池組的充放電保護(hù)裝置的框圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種用于電池組的充放電保護(hù)裝置100，所述電池 組包括至少一個(gè)電池單元(未示出)，所述充放電保護(hù)裝置100包括至少一個(gè)保護(hù)電路 102，連接至與所述至少一個(gè)保護(hù)電路102對(duì)應(yīng)的電池單元，對(duì)所述電池單元進(jìn)行檢測(cè)以獲 得控制信號(hào)；第一總線104，所述至少一個(gè)保護(hù)電路102通過(guò)所述第一總線104將所述控 制信號(hào)發(fā)送給所述充放電控制回路106 ；以及所述充放電控制回路106，響應(yīng)于所述控制信 號(hào)，確定是否停止所述電池組的充電或放電。通過(guò)該技術(shù)方案，每個(gè)保護(hù)電路對(duì)一個(gè)電池單 元進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即每個(gè)保護(hù)電路對(duì)應(yīng)的檢測(cè)用線較少，且檢測(cè)的電壓較小；而通過(guò)使用第一總 線，充放電控制電路可以有效地接收每個(gè)保護(hù)電路發(fā)送的控制信號(hào)，以對(duì)電池組進(jìn)行充放 電保護(hù)。在上述技術(shù)方案中，所述電池組包括串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元，所述多個(gè)電池單 元的電壓相同。通過(guò)該技術(shù)方案，將電池組的電壓平均分配為較小的多個(gè)電池單元的電壓， 可降低對(duì)保護(hù)電路的電壓耐久的需求。在上述技術(shù)方案中，所述電池組中的電池單元包括串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的多個(gè)電 池。在上述技術(shù)方案中，所述至少一個(gè)保護(hù)電路102包括光電耦合模塊，將所述控制 信號(hào)進(jìn)行光電耦合處理后，再傳輸至所述第一總線104。通過(guò)該技術(shù)方案，不必因?yàn)椴煌?池單元不共地而對(duì)產(chǎn)生的控制信號(hào)進(jìn)行共地處理，同時(shí)也起到了電氣隔離的作用。在上述技術(shù)方案中，所述至少一個(gè)保護(hù)電路102包括電壓檢測(cè)電路，連接至所述 電池單元，檢測(cè)所述電池單元的電池的電壓；信號(hào)產(chǎn)生單元，連接至所述電壓檢測(cè)電路，根 據(jù)所述電壓生成控制信號(hào)。通過(guò)該技術(shù)方案，保證在存在電池的電壓異常時(shí)，及時(shí)停止所述 電池組的充電或放電，以保護(hù)電池組。在上述技術(shù)方案中，所述電壓高于預(yù)定最高值時(shí)，所述充放電控制回路106根據(jù) 所述控制信號(hào)斷開(kāi)充電回路，停止對(duì)所述電池組充電。在上述技術(shù)方案中，所述電池為3. 2V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最高值為3. 64V ；所述電 池為3. 7V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最高值為4. 25V。在上述技術(shù)方案中，所述電壓低于預(yù)定最低值時(shí)，所述充放電控制回路106根據(jù) 所述控制信號(hào)斷開(kāi)放電回路，使所述電池組停止放電。在上述技術(shù)方案中，所述電池為3. 2V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最低值為2. 3V ；所述電 池為3. 7V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最低值為2. 7V。在上述技術(shù)方案中，所述至少一個(gè)保護(hù)電路102包括溫度檢測(cè)電路，連接至所述 電池單元，檢測(cè)所述電池單元的電池的溫度；信號(hào)生成單元，連接至所述溫度檢測(cè)電路，根 據(jù)所述溫度生成所述控制信號(hào)。通過(guò)該技術(shù)方案，保證在存在電池的溫度異常時(shí)，及時(shí)停止 所述電池組的放電，以保護(hù)電池組。在上述技術(shù)方案中，所述溫度高于預(yù)定值時(shí)，所述充放電控制回路106根據(jù)所述 控制信號(hào)斷開(kāi)放電回路，使所述電池組停止放電。[0039]在上述技術(shù)方案中，所述充放電控制回路106還發(fā)送電源信號(hào)至所述至少一個(gè)保 護(hù)電路102，以啟動(dòng)或停止所述至少一個(gè)保護(hù)電路102對(duì)所述電池單元的檢測(cè)。通過(guò)該技術(shù) 方案，使得在不使用電池組的情況下，停止檢測(cè)以節(jié)省電池組的電能。在上述技術(shù)方案中，所述充放電保護(hù)裝置還包括第二總線(在圖1中示出)，連 接在所述至少一個(gè)保護(hù)電路102和所述充放電控制電路106之間，所述電源信號(hào)通過(guò)所述 第二總線發(fā)送至所述至少一個(gè)保護(hù)電路102。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的具備充放電保護(hù)功能的電池裝置的框圖。如圖2所示，本實(shí)用新型還提供了一種具備充放電保護(hù)功能的電池裝置，包括至 少一個(gè)電池單元202 ；上述技術(shù)方案中的充放電保護(hù)裝置204，連接至所述電池單元。圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的具備充放電保護(hù)功能的電池裝置中的電 池單元的示意圖。如圖3所示，為具備充放電保護(hù)功能的電池裝置中的電池單元300。該電池單元 300由4串10并的共40個(gè)電池組成，每個(gè)電池的電壓為3V，所以該電池單元300的電壓為 3*4= 12V。保護(hù)電路302檢測(cè)電池單元300中的每個(gè)電池的電壓，并生成控制信號(hào)傳輸給 充放電控制電路304。保護(hù)電路302中可以采用光電耦合模塊對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行處理。此處 可使用TLP521單光耦模塊，當(dāng)保護(hù)電路302中產(chǎn)生控制信號(hào)時(shí)，光耦模塊中的發(fā)光二極管 導(dǎo)通發(fā)光，觸發(fā)后面的晶體管導(dǎo)通，以向充放電控制電路304傳遞控制信號(hào)。在上述技術(shù)方 案中，優(yōu)選地，所述光電耦合模塊為TLP521單光耦模塊。充放電控制電路304可根據(jù)控制信號(hào)，接通或斷開(kāi)電池裝置所在的充放電回路， 例如，在檢測(cè)的電壓高于一定值(對(duì)于3. 2V鋰電池，該值為3. 64V，對(duì)于3. 7V鋰電池，該值 為4. 25V)時(shí)，充放電控制電路304則可斷開(kāi)充電回路，停止為電池裝置充電，在檢測(cè)的電壓 低于一定值(對(duì)于3. 2V鋰電池，該值為2. 3V，對(duì)于3. 7V鋰電池，該值為2. 7V)時(shí)，充放電 控制電路304則可以斷開(kāi)放電回路，使電池裝置停止為負(fù)載進(jìn)行供電。同時(shí)，充放電控制 電路304可發(fā)送電源信號(hào)至保護(hù)電路302，使得可以在電池裝置不被使用時(shí)，停止保護(hù)電路 302檢測(cè)，能有效地節(jié)省電池裝置的電能。圖3中的并聯(lián)均衡電路用于均衡互為并聯(lián)關(guān)系的多個(gè)電池的容量。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的具備充放電保護(hù)功能的電池裝置的示意 圖。如圖4所示，為具備充放電保護(hù)功能的電池裝置400的工作示意圖。電池裝置400 由四個(gè)電壓為12V的電池單元串聯(lián)組成，所以電池裝置400的電壓為12*4 = 48V。每個(gè)電 池單元都對(duì)應(yīng)一個(gè)保護(hù)電路，以對(duì)電池單元中的電池電壓進(jìn)行檢測(cè)。四個(gè)保護(hù)電路通過(guò)第 一總線402將控制信號(hào)發(fā)送至充放電控制電路304，充放電控制電路304根據(jù)控制信號(hào)確定 接通或是斷開(kāi)電池裝置400所在的充放電回路。通過(guò)使用第一總線，以及對(duì)每個(gè)電池單元 使用對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路進(jìn)行檢測(cè)，使得相對(duì)于現(xiàn)有的保護(hù)電路，對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路的檢測(cè)用線 的數(shù)量更少，更容易布置，同時(shí)其需承受的電壓更小，只是整個(gè)電池裝置400的電壓的四分 之一。充放電控制電路304還通過(guò)第二總線404發(fā)送電源信號(hào)至每個(gè)保護(hù)電路，可在電 池裝置400未進(jìn)行工作的時(shí)候，使保護(hù)電路停止工作，不對(duì)電池單元進(jìn)行檢測(cè)，以節(jié)省電池 裝置400的電能。[0050]根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)一種用于電池組的充放電保護(hù)裝置和一種 具備充放電保護(hù)功能的電池裝置，可以有效地對(duì)電池組或電池裝置進(jìn)行充放電保護(hù)，并節(jié) 省電池組或電池裝置中的電能，并可以解決普通的保護(hù)技術(shù)中缺點(diǎn)，即1、解決用于檢測(cè)電 池的線的布局問(wèn)題；2、可以避免使用大量電池的電池組的高電壓帶來(lái)的影響；3、能夠保證 對(duì)電池的電壓做出精確的檢測(cè)。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種充放電保護(hù)裝置，用于電池組，所述電池組包括至少一個(gè)電池單元，其特征在 于，所述充放電保護(hù)裝置包括至少一個(gè)保護(hù)電路，連接至與所述至少一個(gè)保護(hù)電路對(duì)應(yīng)的電池單元，對(duì)所述電池單 元進(jìn)行檢測(cè)以獲得控制信號(hào)；第一總線，所述至少一個(gè)保護(hù)電路通過(guò)所述第一總線將所述控制信號(hào)發(fā)送給所述充放 電控制電路；以及所述充放電控制電路，響應(yīng)于所述控制信號(hào)，確定是否停止所述電池組的充電或放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述電池組包括串聯(lián)連接的 多個(gè)電池單元，所述多個(gè)電池單元的電壓相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述電池組中的電池單元包 括串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的多個(gè)電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)保 護(hù)電路包括光電耦合模塊，將所述控制信號(hào)進(jìn)行光電耦合處理后，再傳輸至所述第一總線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)保 護(hù)電路包括電壓檢測(cè)電路，連接至所述電池單元，檢測(cè)所述電池單元的電池的電壓；信號(hào)產(chǎn)生單元，連接至所述電壓檢測(cè)電路，根據(jù)所述電壓生成控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述電壓高于預(yù)定最高值時(shí)， 所述充放電控制電路根據(jù)所述控制信號(hào)斷開(kāi)充電回路，停止對(duì)所述電池組充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述電池為3.2V鋰電池時(shí)，所 述預(yù)定最高值為3. 64V ；所述電池為3. 7V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最高值為4. 25V。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述電壓低于預(yù)定最低值時(shí)， 所述充放電控制電路根據(jù)所述控制信號(hào)斷開(kāi)放電回路，使所述電池組停止放電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述電池為3.2V鋰電池時(shí)，所 述預(yù)定最低值為2. 3V ；所述電池為3. 7V鋰電池時(shí)，所述預(yù)定最低值為2. 7V。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述至少一個(gè) 保護(hù)電路包括溫度檢測(cè)電路，連接至所述電池單元，檢測(cè)所述電池單元的電池的溫度；信號(hào)生成單元，連接至所述溫度檢測(cè)電路，根據(jù)所述溫度生成所述控制信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述溫度高于預(yù)定值時(shí)，所 述充放電控制電路根據(jù)所述控制信號(hào)斷開(kāi)放電回路，使所述電池組停止放電。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述充放電控 制電路還發(fā)送電源信號(hào)至所述至少一個(gè)保護(hù)電路，以啟動(dòng)或停止所述至少一個(gè)保護(hù)電路對(duì) 所述電池單元的檢測(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的充放電保護(hù)裝置，其特征在于，所述充放電保護(hù)裝置還包括第二總線，連接在所述至少一個(gè)保護(hù)電路和所述充放電控制電路之間，所述電源信號(hào) 通過(guò)所述第二總線發(fā)送至所述至少一個(gè)保護(hù)電路。
14. 一種電池裝置，具備充放電保護(hù)功能，其特征在于，包括 至少一個(gè)電池單元；權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的充放電保護(hù)裝置，連接至所述電池單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于電池組的充放電保護(hù)裝置，電池組包括至少一個(gè)電池單元，充放電保護(hù)裝置包括至少一個(gè)保護(hù)電路，連接至與至少一個(gè)保護(hù)電路對(duì)應(yīng)的電池單元，對(duì)電池單元進(jìn)行檢測(cè)以獲得控制信號(hào)；第一總線，至少一個(gè)保護(hù)電路通過(guò)第一總線將控制信號(hào)發(fā)送給充放電控制電路；以及充放電控制電路，響應(yīng)于控制信號(hào)，確定是否停止電池組的充電或放電。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種具備充放電保護(hù)功能的電池裝置。通過(guò)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可以有效地對(duì)電池組或電池裝置進(jìn)行充放電保護(hù)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201846098SQ20102050254
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者倪捷, 張芳勇, 盛專成, 陳文勝, 陳校校 申請(qǐng)人:倪捷