CN105518957B - 一种电池保护装置 - Google Patents

Abstract

一种电池保护装置，用于防止电池损坏，包括：过载保护模块(102)用于检测输入电流超过预设的第一阈值时，关闭与继电器模块(101)的导通；高压保护模块(103)用于检测电压超过预设电压值时，关闭与继电器模块(101)的导通；反接保护模块(105)用于检测电池与使用对象设备反接时，关闭与继电器模块(101)的导通；第一低压保护模块(106)用于检测电池的电压低于预设的第二阈值时，关闭与继电器模块(101)的导通；高温保护模块(104)用于检测高温保护模块包括的芯片为高电平时，关闭与继电器模块(101)的导通。这样，无论当电池的电压过高、电压过低、电流过载、温度过高以及电池反接其中任意一种情况发生，本电池保护装置均能够关闭与继电器的导通，从而保护了电池的损坏，防止电池发生爆炸，保证了用户的安全。

Description

一种电池保护装置

技术领域

本发明涉及电池领域，特别是一种电池保护装置。

背景技术

随着社会的发展，时代的进步，汽车的生产也日益壮大，并逐渐成为了广大民众的代步工具。在汽车中，都安装有电瓶，用来启动汽车并给汽车供电，但当电瓶没电时，就需要用外部电源来启动汽车，外部电源普遍采用一种钴酸锂电池点火器，现在市面上的钴酸锂汽车点火器使用方式为：点火器采用的是一红一黑两条夹子线，分别夹在汽车电池的正、负极端子上，然后通过启动点火器去启动汽车。

电池大功率放电而产生大量热量的原因是，用户去使用汽车点火器启动汽车，如果启动不了汽车，点火器的电压在起动的瞬间会把点火器的电池电压降低，电压降低，则功率就增大，产生的热量也会增大；另外，如果点火器的启动电流过大时，所产生的功率也会增大，从而产生大量的热量，可能导致电池的爆炸，使得用户存在安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够防止电池损坏的电池保护装置。

一种电池保护装置，包括：

继电器模块、过载保护模块、高压保护模块、高温保护模块、反接保护模块以及第一低压保护模块；

其中，所述过载保护模块以及高压保护模块分别与所述继电器模块相连，所述过载保护模块用于检测输入电流超过预设的第一阈值时，关闭与所述继电器模块的导通；所述高压保护模块用于检测电压超过预设电压值时，关闭与所述继电器模块的导通；

所述反接保护模块以及第一低压保护模块分别与所述继电器模块相连，所述反接保护模块用于检测所述电池与使用对象设备反接时，关闭与所述继电器模块的导通；所述第一低压保护模块用于检测所述电池的电压低于预设的第二阈值时，关闭与所述继电器模块的导通；

所述高温保护模块与所述继电器模块连接，所述高温保护模块用于检测所述高温保护模块包括的芯片为高电平时，关闭与所述继电器模块的导通。

所述的电池保护装置，其中，

所述过载保护模块包括：第二358IC芯片、第二场效应晶体管Q2以及第四场效应晶体管Q4；

所述第二358IC芯片包括第一针脚、第二针脚以及第三针脚；所述第一针脚连接所述Q2，所述Q2连接所述Q4，所述Q4连接所述继电器模块；

所述第二针脚连接电阻R11以及电阻R12，所述R11与R12连接稳压二极管；所述第三针脚连接地信号；

当输出电流超过所述的第一阈值时，所述第二358IC芯片用于控制所述第三针脚检验到的电压超过所述第二针脚标准电压，并控制所述第一针脚输出高电平，使的所述Q2导通,从而使所述Q4不导通关断所述继电器模块。

所述的电池保护装置，其中，

所述高压保护模块包括：所述第二358IC芯片，第三场效应晶体管Q3、所述第四场效应晶体管Q4以及78P153单片机；

所述第二358IC芯片还包括第五针脚、第六针脚以及第七针脚；所述第五针脚连接电阻R14以及电阻R15；所述第六针脚连接电阻R5以及电阻R6，所述R5还连接有稳压集成电路7850；所述第七针脚连接电阻R7，所述R7连接R20，所述R20接地；

所述78P153单片机包括P62针脚以及P60针脚；所述P60针脚连接所述Q3，所述Q3连接所述Q4；

当所述电池与使用对象设备反接时，所述第五针脚的电平超过所述第六针脚标准电压，所述78P153单片机的P62针脚为高电平，所述78P153单片机控制所述P60针脚输出高电平，使得所述Q3导通，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

所述的电池保护装置，其中，

所述反接保护模块包括：第一358IC芯片以及所述第四场效应晶体管Q4；

所述第一358IC芯片包括第一针脚、第二针脚以及第三针脚；所述第三针脚连接电阻R8以及电阻R9，所述第三针脚还连接二极管D3以及D4，所述第二针脚连接R26以及R27，所述第一针脚连接所述Q4；

当所述电池与使用对象设备反接时，所述第一358IC芯片用于控制所述第三针脚为低电平，所述第二针脚为高电平，所述第一针脚输出低电平，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

所述的电池保护装置，其中，

所述第一低压保护模块包括：所述第一358IC芯片以及所述第四场效应晶体管Q4；

所述第一358IC芯片还包括第五针脚、第六针脚以及第七针脚；所述第五针脚连接电阻R25以及电阻R31，所述第六针脚连接电阻R22以及电阻R23，所述第七针脚连接所述第三针脚；

当所述电池的电压低于预设的第二阈值时，所述第五针脚的电压低于所述第六针脚的电压，所述第一358IC芯片用于控制所述第七针脚输出低电平，以使得所述第三针脚为低电平，所述第二针脚为高电平，控制所述第一针脚输出低电平，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

所述的电池保护装置，其中，

所述高温保护模块包括：所述78P153单片机、所述第三场效应晶体管Q3以及第四场效应晶体管Q4；

所述78P153单片机还包括P64针脚与P60针脚；当所述P60针脚连接所述Q3；

当所述P64为高电平时，所述78P153单片机用于控制所述P64输出高电平，使得所述Q3导通，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

所述的电池保护装置，其中，

所述继电器模块包括：继电器、线圈开关K1、二极管D1；

所述Q4连接所述继电器的一端以及所述D1，所述继电器连接所述K1以及电阻R29的一端，所述R29的另一端连接所述K1。

所述的电池保护装置，其中，

所述电池保护装置还包括蓄电池充电模块；

所述蓄电池充电模块用于给所述电池充电并存储。

所述的电池保护装置，其中，

所述电池保护装置还包括通用串行总线USB接口；

所述USB接口用于给所述电池的充电与放电。

所述的电池保护装置，其中，

所述电池保护装置还包括电池电压指示模块；

所述电池电压指示模块用于指示所述电池的电压值；

所述电池保护装置还包括第二低压保护模块，所述第二低压保护模块与所述电池电压指示模块相连；

所述第二低压保护模块用于检测所述电池电压低于标准值时关闭所述电池电流的输出。

本发明实施例中，所述电池保护装置包括：继电器模块、过载保护模块、高压保护模块、高温保护模块、反接保护模块以及第一低压保护模块；其中，所述过载保护模块以及高压保护模块分别与所述继电器模块相连，所述过载保护模块用于检测输入电流超过预设的第一阈值时，关闭与所述继电器模块的导通；所述高压保护模块用于检测电压超过预设电压值时，关闭与所述继电器模块的导通；所述反接保护模块以及第一低压保护模块分别与所述继电器模块相连，所述反接保护模块用于检测所述电池与使用对象设备反接时，关闭与所述继电器模块的导通；所述第一低压保护模块用于检测所述电池的电压低于预设的第二阈值时，关闭与所述继电器模块的导通；所述高温保护模块与所述继电器模块连接，所述高温保护模块用于检测所述高温保护模块包括的芯片为高电平时，关闭与所述继电器模块的导通。这样，无论当电池的电压过高、电压过低、电流过载、温度过高以及电池反接其中任意一种情况发生，本电池保护装置均能够关闭与继电器的导通，停止电流流动，从而保护了电池的损坏，也防止电池发生爆炸的可能，保证了用户的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例所提供的一种电池保护装置的示意图；

图2A为本发明实施例所提供的另一种电池保护装置局部的示意图；

图2B为本发明实施例所提供的另一种电池保护装置局部的示意图；

图2C为本发明实施例所提供的另一种电池保护装置局部的示意图；

图3A为本发明实施例所提供的另一种电池保护装置局部的示意图；

图3B为本发明实施例所提供的另一种电池保护装置局部的示意图；

图3C为本发明实施例所提供的另一种电池保护装置局部的示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种电池保护装置实际应用场景的一个的示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种电池保护装置，以下结合图1所示对本发明所提供的电池保护装置的具体结构进行详细说明。

该电池保护装置与电池相连，包括：

继电器模块101、过载保护模块102、高压保护模块103、高温保护模块104、反接保护模块105以及第一低压保护模块106；

其中，所述过载保护模块102以及高压保护模块103分别与所述继电器模块101相连，所述过载保护模块102用于检测输入电流超过预设的第一阈值时，关闭与所述继电器模块101的导通；所述高压保护模块103用于检测电压超过预设电压值时，关闭与所述继电器模块101的导通；

所述反接保护模块105以及第一低压保护模块106分别与所述继电器模块101相连，所述反接保护模块105用于检测所述电池与使用对象设备反接时，关闭与所述继电器模块101的导通；所述第一低压保护模块106用于检测所述电池的电压低于预设的第二阈值时，关闭与所述继电器模块101的导通；

所述高温保护模块103与所述继电器模块101连接，所述高温保护模块103用于检测所述高温保护模块103包括的芯片为高电平时，关闭与所述继电器模块101的导通。

本发明实施例中，所述电池保护装置包括：继电器模块、过载保护模块、高压保护模块、高温保护模块、反接保护模块以及第一低压保护模块；其中，所述过载保护模块以及高压保护模块分别与所述继电器模块相连，所述过载保护模块用于检测输入电流超过预设的第一阈值时，关闭与所述继电器模块的导通；所述高压保护模块用于检测电压超过预设电压值时，关闭与所述继电器模块的导通；所述反接保护模块以及第一低压保护模块分别与所述继电器模块相连，所述反接保护模块用于检测所述电池与使用对象设备反接时，关闭与所述继电器模块的导通；所述第一低压保护模块用于检测所述电池的电压低于预设的第二阈值时，关闭与所述继电器模块的导通；所述高温保护模块与所述继电器模块连接，所述高温保护模块用于检测所述高温保护模块包括的芯片为高电平时，关闭与所述继电器模块的导通。这样，无论当电池的电压过高、电压过低、电流过载、温度过高以及电池反接其中任意一种情况发生，本电池保护装置均能够关闭与继电器的导通，停止电流流动，从而保护了电池的损坏，也防止电池发生爆炸的可能，保证了用户的安全。

结合图2A至2C所示，本发明实施例中电池保护装置的另一实施例包括：

结合上述实施例，优选的，所述过载保护模块包括：第二358IC芯片、第二场效应晶体管Q2以及第四场效应晶体管Q4；

所述第二358IC芯片包括第一针脚、第二针脚以及第三针脚；所述第一针脚连接所述Q2，所述Q2连接所述Q4，所述Q4连接所述继电器模块；

所述第二针脚连接电阻R11以及电阻R12，所述R11与R12连接稳压二极管；所述第三针脚连接地信号；

当输出电流超过所述的第一阈值时，所述第二358IC芯片用于控制所述第三针脚检验到的电压超过所述第二针脚标准电压，并控制所述第一针脚输出高电平，使的所述Q2导通,从而使所述Q4不导通关断所述继电器模块。

优选的，所述第一阈值为200A，当输出电流超过200A时，358IC芯片的第三针脚检验到的电压超过第二针脚标准电压，第一针脚将输出高电平，使Q2导通,从而使Q4不导通关断继电器。

优选的，所述高压保护模块包括：所述第二358IC芯片，第三场效应晶体管Q3、所述第四场效应晶体管Q4以及78P153单片机；

所述第二358IC芯片还包括第五针脚、第六针脚以及第七针脚；所述第五针脚连接电阻R14以及电阻R15；所述第六针脚连接电阻R5以及电阻R6，所述R5还连接有稳压集成电路7850；所述第七针脚连接电阻R7，所述R7连接R20，所述R20接地；

所述78P153单片机包括P62针脚以及P60针脚；所述P60针脚连接所述Q3，所述Q3连接所述Q4；

当所述电池与使用对象设备反接时，所述第五针脚的电平超过所述第六针脚标准电压，所述78P153单片机的P62针脚为高电平，所述78P153单片机控制所述P60针脚输出高电平，使得所述Q3导通，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

例如，当汽车电瓶电压反充电池时，358IC的第五针脚的电平超过第六针脚标准电压，第七针脚输出高电压，78P153单片机的P62为高电平时，P60输出高水平，使得Q3导通、从而使Q4不导通关断继电器。

优选的，所述反接保护模块包括：第一358IC芯片以及所述第四场效应晶体管Q4；

所述第一358IC芯片包括第一针脚、第二针脚以及第三针脚；所述第三针脚连接电阻R8以及电阻R9，所述第三针脚还连接二极管D3以及D4，所述第二针脚连接R26以及R27，所述第一针脚连接所述Q4；

当所述电池与使用对象设备反接时，所述第一358IC芯片用于控制所述第三针脚为低电平，所述第二针脚为高电平，所述第一针脚输出低电平，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

例如，当电池与汽车电瓶反接时，358IC芯片的第三针脚为低电平，第二针脚为高电平，第一针脚输出低电平，从而使Q4管不导通关断继电器。

优选的，所述第一低压保护模块包括：所述第一358IC芯片以及所述第四场效应晶体管Q4；

所述第一358IC芯片还包括第五针脚、第六针脚以及第七针脚；所述第五针脚连接电阻R25以及电阻R31，所述第六针脚连接电阻R22以及电阻R23，所述第七针脚连接所述第三针脚；

当所述电池的电压低于预设的第二阈值时，所述第五针脚的电压低于所述第六针脚的电压，所述第一358IC芯片用于控制所述第七针脚输出低电平，以使得所述第三针脚为低电平，所述第二针脚为高电平，控制所述第一针脚输出低电平，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

优选的，当电池电压低于8V时，358IC芯片的第五针脚电压低于第六针脚电压，第七针脚为输出低电平，至使358IC芯片的第三针脚为低电平，第二针脚为高电平，第一针脚输出低电平，从而使Q4管不导通关断继电器。

优选的，所述高温保护模块包括：所述78P153单片机、所述第三场效应晶体管Q3以及第四场效应晶体管Q4；

所述78P153单片机还包括P64针脚与P60针脚；当所述P60针脚连接所述Q3；

当所述P64为高电平时，所述78P153单片机用于控制所述P64输出高电平，使得所述Q3导通，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

优选的，所述继电器模块包括：继电器、线圈开关K1、二极管D1；

所述Q4连接所述继电器的一端以及所述D1，所述继电器连接所述K1以及电阻R29的一端，所述R29的另一端连接所述K1。

本发明实施例中，无论当电池的电压过高、电压过低、电流过载、温度过高以及电池反接其中任意一种情况发生，均可通过关闭场效应晶体管Q4来关闭与继电器的连通，场效应晶体管具有噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，这样，能够及时关闭与继电器的导通，减少了电池的损害度，提高了产品的实用性。

结合图3A至3C所示，本发明实施例中电池保护装置的另一实施例包括：

优选的，所述电池保护装置还包括蓄电池充电模块；

所述蓄电池充电模块用于给所述电池充电并存储。

优选的，所述电池保护装置还包括通用串行总线USB接口；

所述USB接口用于给所述电池的充电与放电。

优选的，所述电池保护装置还包括电池电压指示模块；

所述电池电压指示模块用于指示所述电池的电压值；

所述电池保护装置还包括第二低压保护模块，所述第二低压保护模块与所述电池电压指示模块相连；

所述第二低压保护模块用于检测所述电池电压低于标准值时关闭所述电池电流的输出。

结合图4所示，本发明实际应用场景中电池保护装置的应用的一个实施例里，上述的电池保护装置设置在所述电池设备内，所述电池设备通过两根线夹夹住汽车电瓶的两个接线头。所述电池设备内设置有所述电池保护装置，使得所述电池设备在给所述汽车电瓶充电时，防止电池设备受到损坏，也防止电池设备发生爆炸，影响用户安全。

本发明实施例中，电池保护装置还包括第二低压保护模块，用于检测电池电压低于标准值时关闭电流的输出，使得电池无需继电器的控制，从而实现自我保护的功能，提高了电池的安全性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电池保护装置，所述电池保护装置与电池相连，其特征在于，包括：

继电器模块、过载保护模块、高压保护模块、高温保护模块、反接保护模块以及第一低压保护模块；

其中，所述过载保护模块以及高压保护模块分别与所述继电器模块相连，所述过载保护模块用于检测输入电流超过预设的第一阈值时，关闭与所述继电器模块的导通；所述高压保护模块用于检测电压超过预设电压值时，关闭与所述继电器模块的导通；

所述反接保护模块以及第一低压保护模块分别与所述继电器模块相连，所述反接保护模块用于检测所述电池与使用对象设备反接时，关闭与所述继电器模块的导通；所述第一低压保护模块用于检测所述电池的电压低于预设的第二阈值时，关闭与所述继电器模块的导通；

所述高温保护模块与所述继电器模块连接，所述高温保护模块用于检测所述高温保护模块包括的芯片为高电平时，关闭与所述继电器模块的导通；

所述过载保护模块包括：第二358IC芯片、第二场效应晶体管Q2以及第四场效应晶体管Q4；

所述第二358IC芯片包括第一针脚、第二针脚以及第三针脚；所述第一针脚连接所述Q2，所述Q2连接所述Q4，所述Q4连接所述继电器模块；

所述第二针脚连接电阻R11以及电阻R12，所述R11与R12连接稳压二极管；所述第三针脚连接地信号；

当输出电流超过所述的第一阈值时，所述第二358IC芯片用于控制所述第三针脚检验到的电压超过所述第二针脚标准电压，并控制所述第一针脚输出高电平，使的所述Q2导通,从而使所述Q4不导通关断所述继电器模块。

2.根据权利要求1所述的电池保护装置，其特征在于，

所述高压保护模块包括：所述第二358IC芯片，第三场效应晶体管Q3、所述第四场效应晶体管Q4以及78P153单片机；

所述第二358IC芯片还包括第五针脚、第六针脚以及第七针脚；所述第五针脚连接电阻R14以及电阻R15；所述第六针脚连接电阻R5以及电阻R6，所述R5还连接有稳压集成电路7850；所述第七针脚连接电阻R7，所述R7连接R20，所述R20接地；

所述78P153单片机包括P62针脚以及P60针脚；所述P60针脚连接所述Q3，所述Q3连接所述Q4；

当所述电池与使用对象设备反接时，所述第五针脚的电平超过所述第六针脚标准电压，所述78P153单片机的P62针脚为高电平，所述78P153单片机控制所述P60针脚输出高电平，使得所述Q3导通，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

3.根据权利要求2所述的电池保护装置，其特征在于，

所述反接保护模块包括：第一358IC芯片以及所述第四场效应晶体管Q4；

所述第一358IC芯片包括第一针脚、第二针脚以及第三针脚；所述第三针脚连接电阻R8以及电阻R9，所述第三针脚还连接二极管D3以及D4，所述第二针脚连接R26以及R27，所述第一针脚连接所述Q4；

当所述电池与使用对象设备反接时，所述第一358IC芯片用于控制所述第三针脚为低电平，所述第二针脚为高电平，所述第一针脚输出低电平，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

4.根据权利要求3所述的电池保护装置，其特征在于，

所述第一低压保护模块包括：所述第一358IC芯片以及所述第四场效应晶体管Q4；

所述第一358IC芯片还包括第五针脚、第六针脚以及第七针脚；所述第五针脚连接电阻R25以及电阻R31，所述第六针脚连接电阻R22以及电阻R23，所述第七针脚连接所述第三针脚；

当所述电池的电压低于预设的第二阈值时，所述第五针脚的电压低于所述第六针脚的电压，所述第一358IC芯片用于控制所述第七针脚输出低电平，以使得所述第三针脚为低电平，所述第二针脚为高电平，控制所述第一针脚输出低电平，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

5.根据权利要求4所述的电池保护装置，其特征在于，

所述高温保护模块包括：所述78P153单片机、所述第三场效应晶体管Q3以及第四场效应晶体管Q4；

所述78P153单片机还包括P64针脚与P60针脚；当所述P60针脚连接所述Q3；

当所述P64为高电平时，所述78P153单片机用于控制所述P64输出高电平，使得所述Q3导通，从而使得所述Q4不导通关断所述继电器模块。

6.根据权利要求1至5其中任意一项所述的电池保护装置，其特征在于，

所述继电器模块包括：继电器、线圈开关K1、二极管D1；

所述Q4连接所述继电器的一端以及所述D1，所述继电器连接所述K1以及电阻R29的一端，所述R29的另一端连接所述K1。

7.根据权利要求6所述的电池保护装置，其特征在于，

所述电池保护装置还包括蓄电池充电模块；

所述蓄电池充电模块用于给所述电池充电并存储。

8.根据权利要求7所述的电池保护装置，其特征在于，

所述电池保护装置还包括通用串行总线USB接口；

所述USB接口用于给所述电池的充电与放电。

9.根据权利要求8所述的电池保护装置，其特征在于，

所述电池保护装置还包括电池电压指示模块；

所述电池电压指示模块用于指示所述电池的电压值；

所述电池保护装置还包括第二低压保护模块，所述第二低压保护模块与所述电池电压指示模块相连；

所述第二低压保护模块用于检测所述电池电压低于标准值时关闭所述电池电流的输出。