CN103247774B

CN103247774B - 电池组

Info

Publication number: CN103247774B
Application number: CN201310043431.1A
Authority: CN
Inventors: 朴锡纶; 高锡
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Tianjin Samsung Vision Co., Ltd.; Samsung SDI Tianjin Battery Co Ltd; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2017-10-20
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: CN103247774A; US20130202916A1; KR20130090099A; US8835030B2; KR101914559B1

Abstract

电池组包括：第一裸电池和第二裸电池，具有在第一节点彼此电连接的正极和在第二节点彼此电连接的负极；连接在第一裸电池的正极和第一节点之间的第一保护装置，及电连接在第一裸电池和第二裸电池之间的保护电路模块。

Description

电池组

技术领域

实施例涉及电池组。

背景技术

最近，积极地开发并生产了诸如蜂窝手机、膝上型计算机、可携式摄像机等的小型和轻量的便携式电子/电气设备。所述便携式电子/电气设备可以包括电池组，以便甚至在不提供单独的电源的地方也能工作。

电池组的例子可以包括可再充电的二次电池（secondary battery）组，考虑经济方面，该二次电池组包括镍镉（Ni-Cd）电池、镍金属氢化物（Ni-Mh)电池或锂电池。这些电池组当中，已经普遍使用了使用锂二次电池的电池组，因为与镍镉电池或镍金属氢化物电池相比，锂二次电池具有高三倍的工作电压，并且每单位重量具有更高的能量密度。

发明内容

根据实施例，提供了一种电池组，包括：第一裸电池和第二裸电池，具有在第一节点彼此电连接的正极和在第二节点彼此电连接的负极；连接在第一裸电池的正极和第一节点之间的第一保护装置，电连接在第一裸电池和第二裸电池之间的保护电路模块。第一保护装置可以是正温度系数（PTC）装置。

该电池组可以进一步包括在第一裸电池的负极和第二节点之间的第二保护装置。第二保护装置可以是PTC装置。该电池组可以进一步包括连接在第二裸电池的负极和第二节点之间的第三保护装置。第三保护装置可以是PTC装置。

该电池组可以进一步包括连接在第一节点或第二节点和保护电路模块之间的第四保护装置。第四保护装置可以是PTC装置。

保护电路模块可以电连接至第一节点和第二节点。

附图说明

通过参照附图详细描述示范性实施例，各特征对于本领域普通技术人员将变得清楚，附图中：

图1是示出根据实施例的电池组的图；

图2是示出根据另一实施例的电池组的图；

图3是示出根据另一实施例的电池组的图；

图4是示出根据实施例的保护电路模块的图。

具体实施方式

通过引用将于2012年2月3日在韩国知识产权局提交的、名为“电池组”的韩国专利申请第10-2012-0011173的全部内容合并于此。

现在将参照附图在下文中更全面地描述示例实施例；但是，它们可以按不同的形式实现而不应该解释为限于这里阐述的实施例。相反地，提供这些实施例使得此公开将是彻底和完整的，并且向本领域技术人员充分地表达其范围。

在附图中，为了清楚地说明，可以放大层和区域的尺寸。应该理解，除非另有陈述，否则当一个元件被称作“连接”或“电连接”到另一元件时，它可以直接连接，或者可以存在中间元件。遍及附图，相似的参考数字指示相似的元件。

此外，在附图中，将省略与实施例无关的部分，并且遍及本说明书，将使用相似的参考标号来描述相似的部分。

以下，将参照附图描述根据示范性实施例的电池组。图1是示出根据实施例的电池组的图。

参照图1，根据示范性实施例的电池组1包括第一裸电池10、第二裸电池20、保护电路模块30和第一保护装置110。

第一裸电池10和第二裸电池20彼此并联连接。每个裸电池10和20可以是罐形（can-type）电池，其中作为电力产生源的电极组件包括在罐中，或者可以是袋形（pouch-type）电池，其中电极组件密封在袋内。

第一裸电池10包括正极B1（+）和负极B1（-）。第二裸电池20还包括正极B2（+）和负极B2（-）。

第一裸电池10和第二裸电池20可以彼此并联连接，使得第一裸电池10的正极B1(+)与第二裸电池20的正极B2(+)在第一节点N1处电连接，并且第一裸电池10的负极B1(-)与第二裸电池20的负极B2(-)在第二节点N2处电连接。

保护电路模块30扮演保护每个裸电池10和20免于过放电、过充电、过电流状态等的角色，以便保证电池组1的安全。

为此，该保护电路模块30可以与彼此并联连接的第一裸电池10和第二裸电池20电连接。

具体地，可以将各个裸电池10和20的正极B1(+)和B2(+)连接至保护电路模块30的第一输入端IN1，并将各个裸电池10和20的负极B1(-)和B2(-)连接至保护电路模块30的第二输入端IN2。

此外，该保护电路模块30可以通过第一输出端OUT1和第二输出端OUT2向负载40转移从裸电池10和20输出的电压。

（除了上述第一保护装置110和下面针对图2和3中所示的实施例论述的第二和/或第三保护装置120、130之外的）第四保护装置140可以安装在保护电路模块30和裸电池10和20之间，以便保护电池组1免于其外部的异常电流或异常温度。

虽然图1示出连接在保护电路模块30的第二输入端IN2和第二节点N2之间的第四保护装置140，但是在其它实现中，第四保护装置140可以连接在保护电路模块30的第一输入端IN1和第一节点N1之间。

虽然图1示出与保护电路装置30分离地布置第四保护装置140的情况，但是在其它实现中，可以配置保护装置140以便包括在保护电路模块30之内。还可以将第四保护装置140包括在下面描述的图2和3中所示的实施例中。

对于只包括第四保护装置140的电池组1，可能难以保护每个裸电池10和20免于裸电池10或20之一的内部可能出现的异常电流或异常温度。

例如，如果由于短路等在第一裸电池10中出现异常电流，则该异常电流可能影响到与第一裸电池10并联连接的第二裸电池20，这可能导致关于第二裸电池20的异常。

此外，当第一裸电池10处于异常状况时，第四保护装置140可以阻断大电流，即使该驱动（driving）是由第二裸电池20提供，使得可以阻断对负载40的供电。

因此，在上述图1中所示的实施例中，可以另外将第一保护装置110连接在第一节点N1和第一裸电池10的正极B1(+)之间。

从而，当第一裸电池10处于异常状态时，可以操作第一保护装置110以电绝缘该第一裸电池10，从而可以保护与其相邻的第二裸电池20免受损害。

第一保护装置110可以阻断超过了预定参考值的过电流的流过。可以使用保险丝等作为第一保护装置110。可以连续地使用第一保护装置110。因此，第一保护装置可以实现为正温度系数（PTC）装置。该PTC装置可以通过根据该电池组的内部温度改变它的电阻来控制电流。例如，该PTC装置的内部电阻可以随着温度的增加而增加，这可以导致阻断或减小电流。当温度再次下降时，该PTC装置的内部电阻减小，使得电流正常地流过。

第一保护装置110的配置和特征也可以应用于其它保护装置120、130和140，因此将不再重复其描述。

图2是示出根据另一实施例的电池组2的图。

在图1中所示的实施例的情况中，保护装置110仅存在于第一裸电池10的正极B1(+)，使得当第一裸电池10处于异常状况时，通过负极B1(-)可以影响第二裸电池20。

因此，如图2中所示，根据另一实施例的电池组2可以进一步包括连接在第一裸电池10的负极B1(-)和第二节点N2之间的第二保护装置120。

因此，即使当第一裸电池10处于异常状况时，第一裸电池10的负极B1（-）也可以与第二裸电池20电绝缘。

现在的描述主要涉及不同于图1中所示的那些上述实施例的方面。其它方面可以与上述实施例的那些方面一样。

图3是示出根据另一实施例的电池组3的图。

在图2中所示的示范实施例的情况中，仅在第一裸电池10安装保护装置110和120。此配置可能导致第一裸电池10和第二裸电池20之间的阻抗上的差异。结果，可能使每个裸电池10和20的周期寿命恶化。

因此，参照图3，根据图3中所示的实施例的电池组3可以包括连接在第二裸电池20的负极B2(-)和第二节点N2之间的第三保护装置130，而不是如图2中所示的示范性实施例中在第一裸电池10的负极B1(-)和第二节点N2之间。因此，可以将第一裸电池10和第二裸电池20的阻抗设置成大致相同。此外，当在第二裸电池20而不是第一裸电池10中出现异常时，第三保护装置130操作以电绝缘第二裸电池20与第一裸电池10，从而防止与其相邻的第一裸电池10被损害。

现在的描述主要描述不同于那些上述实施例的方面。其它方面可以与上述图1中所示的实施例的那些方面一样。

图4是示出根据示范性实施例的保护电路模块的图。

参照图4，保护电路模块30可以包括电源端VDD、接地端VSS、输出过电流和过放电阻断信号的过放电阻断信号输出端DO、输出过充电阻断信号的充电阻断信号输出端CO和保护电路控制器210。当通过过电流感测端VM感测到过电流时，保护电路控制器210输出控制信号以阻断放电。

保护电路模块30可以包括第一场效应晶体管（FET）220和第二FET230，其中第一FET220是用于放电的开关装置，用于通过根据保护电路控制器210的过放电阻断信号操作来阻断该电池组的放电；而第二FET230是用于充电的开关装置，用于通过根据过充电阻断信号操作来阻断该电池组的充电。该保护电路模块30可以进一步包括电阻R，以便当在那里施加反向电源时阻止反向电流流入控制器210中。

可以作为N-MOS晶体管或P-MOS晶体管来形成作为用于放电的开关装置的第一FET220和作为用于充电的开关装置的第二FET230。寄生二极管可以并联连接至第一FET220和第二FET230的源极和漏极。断开第一FET220或第二FET230时，在充电或放电期间电源可以通过寄生二极管流过。

上述保护电路模块30的配置仅仅是例子。在其它实现中，可以使用保护电路模块30的其它配置。

经过总结和回顾，考虑到电池的化学特性，在根据过充电、过放电、端子间短路等出现的过电流状态的条件下，电池组可能呈现出由于点火、破裂或爆炸而着火的高风险。

为了免于这种风险，对于提供阻断该电池组内的异常电流的保护装置的需求增加了。根据本实施例，提供了一种电池组，该电池组可以避免对并联连接至变为异常的另一裸电池的裸电池的损害。

在此公开了示例实施例，并且虽然应用了特定的术语，但是仅以一般的和描述性的意义来使用和解释它们，而不是为了限制的目的。在有些情况下，如将对于提交本申请的领域中一位普通技术人员显而易见的，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用或和结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件共同使用，除非另外具体地指示。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离下面的权利要求中阐述的其精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节中的改变。

Claims

1.一种电池组，包括：

第一裸电池和第二裸电池，具有在第一节点彼此电连接的正极和在第二节点彼此电连接的负极；

第一保护装置，具有连接到第一裸电池的正极的第一端和连接到第一节点和第二裸电池的正极的第二端；和

保护电路模块，具有第一输入端和第二输入端，该第一输入端与第一保护装置的第二端和第二裸电池的正极连接，该第二输入端与第一裸电池和第二裸电池的负极连接，并且该保护电路配置为保护第一裸电池和第二裸电池的每个。

2.如权利要求1中所述的电池组，其中第一保护装置是正温度系数PTC装置。

3.如权利要求1中所述的电池组，进一步包括在第一裸电池的负极和第二节点之间的第二保护装置。

4.如权利要求3中所述的电池组，其中第二保护装置是PTC装置。

5.如权利要求4中所述的电池组，进一步包括连接在第二裸电池的负极和第二节点之间的第三保护装置。

6.如权利要求5中所述的电池组，其中第三保护装置是PTC装置。

7.如权利要求1中所述的电池组，进一步包括连接在第一节点或第二节点和保护电路模块之间的第四保护装置。

8.如权利要求3中所述的电池组，进一步包括连接在第一节点或第二节点和保护电路模块之间的第四保护装置。

9.如权利要求5中所述的电池组，进一步包括连接在第一节点或第二节点和保护电路模块之间的第四保护装置。

10.如权利要求7中所述的电池组，其中第四保护装置是PTC装置。

11.如权利要求1中所述的电池组，其中保护电路模块电连接至第一节点和第二节点。

12.如权利要求1中所述的电池组，其中保护电路模块包括：保护电路控制器、第一场效应晶体管FET和第二FET，其中保护电路控制器输出控制信号以控制电池组的充电和放电。

13.如权利要求12中所述的电池组，其中保护电路模块还包括：电阻，用于阻止反向电流流入保护电路控制器中。