CN108832208A - 一种备用电池单元 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种备用电池单元，包括在物理结构上分离、在电气结构上相互连接的控制电路模块和电池包模块；电池包模块包括电芯；控制电路模块包括充放电控制电路；充放电控制电路的外接端作为备用电池单元的外接端；用于控制备用电池单元的外接电路对电池包模块的充电、以及电池包模块对外接电路的放电。本申请利用控制电路模块和电池包模块的物理结构分离式设计，可有效降低整体对安装布局空间的要求，进而有效提高空间利用率，使得一些大规格参数而大尺寸的元器件的使用成为了可能。此外，本申请可有效提高各模块的灵活适用性，进而可有效节约成本。

Description

一种备用电池单元
技术领域
本申请涉及存储技术领域，特别涉及一种备用电池单元。
背景技术
备用电池单元(Battery Backup Unit，BBU)，顾名思义，是指在常用电源供应出现问题时为一些重要设备例如RAID控制器缓存等提供电源的电源设备。目前，在存储技术领域，为了确保存储数据安全，在许多存储设备中都会配备有BBU。当常用电源断电时，BBU电力可以使控制器内缓存中的数据可以保存一定时间(时间长短具体根据BBU的型号而决定)。用户只需要在BBU电力耗尽之前恢复正常供电，缓存中的数据即可被完整的写回RAID中，从而避免断电导致数据丢失。
但是，现有技术中的备用电池单元一般是将电芯元件与其各种控制电路一同集成封装成一个电源模块进行使用，这样的话，一方面，针对不同的应用负载，就需要生产出包括电芯和各种控制电路在内的全套模块，灵活性较差，成本较高；另一方面，和电芯一同进行封装的控制电路容易受到安装空间和尺寸的限制，而无法使用一些能适用于大电流场景的大体积元器件。
可见，采用何种备用电池单元以便有效提高其灵活应用性进而节约成本，并同时有效降低对大电流元器件的尺寸限制要求，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种备用电池单元，以便有效提高其灵活应用性进而节约成本，并同时有效降低对大电流元器件的尺寸限制要求。
为解决上述技术问题，本申请提供一种备用电池单元，包括在物理结构上分离、在电气结构上相互连接的控制电路模块和电池包模块；
所述电池包模块包括电芯；
所述控制电路模块包括充放电控制电路；所述充放电控制电路的外接端作为所述备用电池单元的外接端；用于控制所述备用电池单元的外接电路对所述电池包模块的充电、以及所述电池包模块对所述外接电路的放电。
可选地，所述控制电路模块还包括防倒灌电路；
所述充放电控制电路的外接端包括充电外接端和放电外接端；所述充放电控制电路与所述电池包模块的连接端包括充电内接端和放电内接端；所述防倒灌电路连接在所述充电外接端和所述放电内接端之间，用于在所述外接电路对所述电池包模块进行充电时避免产生倒灌电流。
可选地，所述控制电路模块还包括：
与所述充放电控制电路相连的校准电路：用于对所述电池包模块进行电量校准。
可选地，所述电池包模块还包括电量计电路；
所述电量计电路的内接端与所述电芯相连，所述电量计电路的外接端作为所述电池包模块的外接端与所述控制电路模块连接；所述电量计电路用于检测所述电芯的电量状态。
可选地，所述电芯为多个；所述电量计电路的内接端为多个，并分别与各个所述电芯相连。
可选地，所述电芯为18650型锂电芯。
本申请所提供的备用电池单元包括在物理结构上分离、在电气结构上相互连接的控制电路模块和电池包模块；所述电池包模块包括电芯；所述控制电路模块包括充放电控制电路；所述充放电控制电路的外接端作为所述备用电池单元的外接端；用于控制所述备用电池单元的外接电路对所述电池包模块的充电、以及所述电池包模块对所述外接电路的放电。
可见，相比于现有技术，本申请所提供的备用电池单元，利用控制电路模块和电池包模块的物理结构分离式设计，可有效降低整体对安装布局空间的要求，进而有效提高空间利用率，使得一些大规格参数而大尺寸的元器件的使用成为了可能。此外，本申请可有效提高各模块的灵活适用性，进而可有效节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。
图1为本申请所提供的一种备用电池单元的结构示意图；
图2为本申请所提供的另一种备用电池单元的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心在于提供一种备用电池单元，以便有效提高其灵活应用性进而节约成本，并同时有效降低对大电流元器件的尺寸限制要求。
为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅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。
请参考图1，图1为本申请所提供的一种备用电池单元的结构示意图，主要包括在物理结构上分离、在电气结构上相互连接的控制电路模块1和电池包模块2；
所述电池包模块2包括电芯21；
所述控制电路模块1包括充放电控制电路11；所述充放电控制电路11的外接端作为所述备用电池单元的外接端；用于控制所述备用电池单元的外接电路对所述电池包模块2的充电、以及所述电池包模块2对所述外接电路的放电。
具体地，本申请所提供的备用电池单元将整个备用电池单元分成了两个独立封装的模块，即所说的控制电路模块1和电池包模块2。这两个模块在物理结构上分离，仅在电气结构上相互连接。其中，电池包模块2中的电芯21就是含有正、负极的电化学电芯。一般地，常用的充电电池去除掉保护电路板就是电芯了，它是充电电池中的蓄电部分，电芯的质量直接决定了充电电池的质量。充放电控制电路11是用于实现电芯21进行充放电的控制电路，在一些存储系统中，常用系统电源为12V，所以充放电控制电路11的一个重要功能就是实现电压的升降变化以匹配备用电池单元的额定电压。
所说的物理结构分离，指的是电池包模块2与控制电路模块1没有在物理结构上通过电路板或者其他装置固定在一起，也没有封装在一个物理空间内，两者只是通过导线等进行功能上必要的电气连接。
由此，通过将控制电路模块1与电池包模块2进行分离设计，而非像现有技术中那样将两者集中封装在一起，可以分别降低两者对安装空间大小的要求，便于控制电路模块1和电池包模块2分别根据各自尺寸大小进行适应性安装固定。在现有技术中，备用电池单元并不区分相对扁平的控制电路板和相对立体的电芯，而是作为一个尺寸不规则的整体进行封装，因此很容易就受制于布局安装空间的大小，而不得不放弃使用一些大尺寸的大电流规格元器件，但这极大地影响了电路的工作性能。而在本申请中，在设计与电池包模块2物理分离的控制电路模块1时，就可以不必考虑电池包模块2，只要是适合于电路板的扁平状的安装空间即可，使得整个备用电池单元对空间的利用率较高，并因此完全可以使用一些性能高、尺寸大的元器件，以保障电路的工作性能。
此外，当控制电路模块1与电池包模块2相对分离之后，也有效增强了控制电路模块1的灵活适用性：可在需要时对控制电路模块1或者电池包模块2单独进行更换，而无需更换整个备用电池单元。如此，针对使用同一种控制电路模块1的同一型号系列的电池包模块2，可随意替换掉它们发生故障的控制电路模块1，达到节约成本的目的。
可见，本申请所提供的备用电池单元，利用控制电路模块1和电池包模块2的物理结构分离式设计，可有效降低整体对安装布局空间的要求，进而有效提高空间利用率，使得一些大规格参数而大尺寸的元器件的使用成为了可能。此外，本申请可有效提高各模块的灵活适用性，进而可有效节约成本。
请参考图2，图2为本申请所提供的另一种备用电池单元的结构示意图。如图2所示，本申请所提供的另一种备用电池单元，在上述实施例的基础上：
作为一种优选实施例，控制电路模块1还包括防倒灌电路12；
充放电控制电路的外接端包括充电外接端和放电外接端；所述充放电控制电路与所述电池包模块的连接端包括充电内接端和放电内接端；防倒灌电路12连接在充电外接端和放电内接端之间，用于在外接电路对电池包模块2进行充电时避免产生倒灌电流。
具体地，防倒灌电路12是对电芯21进行保护的一种保护电路，可有效防止外接电路的电流在充电时未经充电回路而倒灌入电芯21造成电芯21损坏。至于防倒灌电路12的具体电路设计，本领域技术人员可自行选择并实现，本申请并不进行限定。
作为一种优选实施例，控制电路模块1还包括：
与充放电控制电路相连的校准电路13：用于对电池包模块2进行电量校准。
具体地，校准电路13可用于向电芯21电量发起校准测量，以便随时掌握电芯21的充电或者放电进程。
作为一种优选实施例，电池包模块2还包括电量计电路22；
电量计电路22的内接端与电芯21相连，电量计电路22的外接端作为电池包模块2的外接端与控制电路模块1连接；电量计电路22用于检测电芯21的电量状态。
具体地，电池包模块2中还可以配备电量计电路22，以便对电芯21的电量等进行监测。进一步地，可以根据电量计电路22的监测结果进行智能控制。例如，当检测到电芯21的电量已满时，可利用控制器自动断开充电回路中的开关，并对用户进行提醒；而当检测到电芯21的电量不充足时，可利用控制器自动闭合充电回路开关进行充电，并进行用户提醒。除此之外，一些功能复杂的电量计电路22还可以用于对电芯21的健康状态等也进行监测，本领域技术人员可自行选择并设置实现。
容易理解的是，用于校准电路13是一种功率电路，所以会存在一定程度的发热问题。如按照现有技术将校准电路13也与电池芯21、电量计电路22封装在一起，则校准电路13的发热现象必将会影响电量计电路22的测量精确度。因此，本申请通过将校准电路13封装在控制电路模块1中，还可以有效提高备用电池单元的输出精度。
作为一种优选实施例，电芯21为多个；电量计电路22的内接端为多个，并分别与各个电芯21相连。
具体地，电池包模块2中可以设置多个电芯21，以便应对不同的应用场景。而相应的，可选用同样具有多个检测端的电量计电路22，分别对各个电芯21进行电量等的监测。
作为一种优选实施例，电芯21为18650型锂电芯。
具体地，电池包模块2可具体选用目前常用的18650型锂电芯。所谓的18650型锂电芯即指直径为18mm、长度为65mm的圆柱体型的锂电芯，应用于各种仪器仪表、医疗器械产品、消费电子产品、智能水表、检测仪器、POS机、笔记本电脑等产品上。
本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见部分说明即可。
还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种备用电池单元，其特征在于，包括在物理结构上分离、在电气结构上相互连接的控制电路模块和电池包模块；
所述电池包模块包括电芯；
所述控制电路模块包括充放电控制电路；所述充放电控制电路的外接端作为所述备用电池单元的外接端；用于控制所述备用电池单元的外接电路对所述电池包模块的充电、以及所述电池包模块对所述外接电路的放电。
2.根据权利要求1所述的备用电池单元，其特征在于，所述控制电路模块还包括防倒灌电路；
所述充放电控制电路的外接端包括充电外接端和放电外接端；所述充放电控制电路与所述电池包模块的连接端包括充电内接端和放电内接端；所述防倒灌电路连接在所述充电外接端和所述放电内接端之间，用于在所述外接电路对所述电池包模块进行充电时避免产生倒灌电流。
3.根据权利要求2所述的备用电池单元，其特征在于，所述控制电路模块还包括：
与所述充放电控制电路相连的校准电路：用于对所述电池包模块进行电量校准。
4.根据权利要求1至3任一项所述的备用电池单元，其特征在于，所述电池包模块还包括电量计电路；
所述电量计电路的内接端与所述电芯相连，所述电量计电路的外接端作为所述电池包模块的外接端与所述控制电路模块连接；所述电量计电路用于检测所述电芯的电量状态。
5.根据权利要求4所述的备用电池单元，其特征在于，所述电芯为多个；所述电量计电路的内接端为多个，并分别与各个所述电芯相连。
6.根据权利要求4所述的备用电池单元，其特征在于，所述电芯为18650型锂电芯。
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