CN109586252A - 锂电的ic保护方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种锂电的IC保护方法和装置，所述方法包括以下步骤：感受电芯鼓胀而造成的压力，并将所述压力转换成电信号；根据所述电信号判断电芯鼓胀程度是否达到或超过预设鼓胀程度；若是，切断输入或输出电路。本申请锂电的IC保护的方法和装置能够有效保障电池在使用时如出现鼓胀并达到一定程度时，能第一时间发现并关闭使用，避免电池因继续使用造成越胀越大从而导致爆炸伤害人体或造成财产损失。

Description

锂电的IC保护方法和装置
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域，特别涉及一种锂电的IC保护方法和装置。
背景技术
锂电池鼓胀到一定程度就会发生爆炸，而爆炸轻则使人受伤，重则使人致死，危害很大。但目前锂电保护IC还未有针对电池鼓胀作出保护的功能。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供一种锂电的IC保护结构。
一种锂电的IC保护方法，包括以下步骤：
感受电芯鼓胀而造成的压力，并将所述压力转换成电信号；
根据所述电信号判断电芯鼓胀程度是否达到或超过预设鼓胀程度；
若是，切断输入或输出电路。
本申请还提供一种锂电的IC保护装置，用于实现权利要求1所述的锂电的IC保护方法，包括压力传感器、IC芯片和MOS开关；
所述压力传感器设于电芯表面，用于感受电芯鼓胀而造成的压力，并将所述压力转换成电信号；
所述IC芯片与所述压力传感器电连接，用于根据所述电信号判断电芯鼓胀程度是否达到或超过预设鼓胀程度；
所述MOS开关与所述IC芯片电连接，用于若电芯鼓胀程度达到或超过预设鼓胀程度，切断输入或输出电路。
进一步地，所述IC芯片内部设有阻值转换电路和膨胀检测比较器，所述IC芯片外部增设鼓胀检测引脚，所述鼓胀检测引脚与所述阻值转换电路电连接，所述阻值转换电路与膨胀检测比较器电连接，所述膨胀检测比较器与IC芯片内部的控制逻辑延迟电路及振荡电路电连接，所述控制逻辑延迟电路及振荡电路通过放电控制引脚和充电控制引脚与MOS开关电连接，通过控制逻辑延迟电路及振荡电路控制MOS开关的接通和断开。
进一步地，所述压力传感器是两线制压力传感器，所述压力传感器的两线分别连接所述电芯的负极和所述鼓胀检测引脚。
进一步地，所述压力传感器设于电芯的背面。
进一步地，所述IC芯片内部还设有过放电检测比较器。
进一步地，所述IC芯片内部还设有过充电检测比较器。
进一步地，所述IC芯片内部还设有放电过电流检测比较器。
进一步地，所述IC芯片内部还设有负载短路检测比较器。
进一步地，所述IC芯片内部还设有充电过电流检测比较器。
通过以上技术方案，本申请锂电的IC保护的方法和装置能够有效保障电池在使用时如出现鼓胀并达到一定程度时，能第一时间发现并关闭使用，避免电池因继续使用造成越胀越大从而导致爆炸伤害人体或造成财产损失。
附图说明
图1是本申请一实施例的锂电的IC保护方法的流程示意图；
图2是本申请一实施例的锂电的IC保护装置的电路示意图；
图3是本申请一实施例的IC芯片的内部电路示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参照图1，本申请实施例提供一种锂电的IC保护方法，用于锂电池的膨胀保护，方法包括以下步骤：
S1、感受电芯鼓胀而造成的压力，并将所述压力转换成电信号；
S2、根据所述电信号判断电芯鼓胀程度是否达到或超过预设鼓胀程度；
S3、若是，切断输入或输出电路。
本实施例中，可通感应电芯鼓胀而形成的压力，进而根据压力判断电芯的鼓胀程度，若电芯的鼓胀程度达到预设鼓胀程度，则切断输入或输出电路。
如上述步骤S1所述，具体可通过设置压力传感器，感受电芯鼓胀而造成的压力。电芯因过充或过放而发生鼓胀的情况下，电芯挤压压力传感器，从而使压力传感器感应到电芯的鼓胀压力，压力传感器可将感受到的压力转化为电信号。
如上述步骤S2所示，锂电池中设有保护板，保护板上的主要部件是IC芯片，可在IC芯片中置入相应的功能器件，这些功能器件实时检测压力传感器所产生的电信号，并通过电信号判断电芯的鼓胀程度是否达到或超过预设鼓胀程度。
如上述步骤S3所示，通过以上步骤2，如果电芯的鼓胀程度达到或超过预设鼓胀程度，则切断输入或输出电路，从而避免电池因继续使用造成越胀越大从而导致爆炸伤害人体或造成财产损失。
参照图2，在一个实施例中，本申请还提供一种锂电的IC保护装置，用于实现上述的锂电的IC保护方法，包括压力传感器1、IC芯片2和MOS开关3。
压力传感器1设于电芯4表面，用于感受电芯4鼓胀而造成的压力，并将压力转换成电信号。IC芯片2与压力传感器1电连接，用于根据压力传感器1产生的电信号判断电芯4鼓胀程度是否达到或超过预设鼓胀程度。MOS开关3与IC芯片2电连接，用于若电芯4鼓胀程度达到或超过预设鼓胀程度，切断输入或输出电路。
本实施例中，通过在电芯4表面设置压力传感器1，压力传感器1通过其一侧贴在电芯4表面，压力传感器1的另一侧压在固定部件上。电芯4因过充或过放而鼓胀的时候，电芯4的表面就会向一侧挤压压力传感器1，压力传感器1感受电芯鼓胀而造成的压力并转化为电信号。锂电池中设有保护板5，保护板5上的主要器件是IC芯片2，可在IC芯片2中置入相应的功能器件，这些功能器件实时检测压力传感器所产生的电信号，并通过电信号判断电芯4的鼓胀程度是否达到或超过预设鼓胀程度。如果电芯4的鼓胀程度达到或超过预设鼓胀程度，则切断输入或输出电路，从而避免电池因继续使用造成越胀越大从而导致爆炸伤害人体或造成财产损失。
参照图3，在一个实施例中，IC芯片2内部设有阻值转换电路21和膨胀检测比较器22，IC芯片2外部增设鼓胀检测引脚VF，鼓胀检测引脚VF与阻值转换电路21电连接，阻值转换电路21与膨胀检测比较器22电连接，膨胀检测比较器22与IC芯片2内部的控制逻辑延迟电路及振荡电路23电连接，由控制逻辑延迟电路及振荡电路23通过放电控制引脚DO和充电控制引脚CO与MOS开关3电连接，通过控制逻辑延迟电路及振荡电路23控制MOS开关3的接通和断开。其中，阻值转换电路21可由本领域技术人员利用本领域常规技术、知识制作并实现其功能，膨胀检测比较器22可由市场上出现的检测比较器经过常规调整而实现其功能，这里不再对阻值转换电路21和膨胀检测比较器22的具体结构和内部电路进行赘述。
压力传感器1选用压阻式压力传感器，当压力传感器1的基体受力发生应力变化时，其电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压以及通过的电流发生变化。压力传感器1通过鼓胀检测引脚VF连接阻值转换电路21，阻值转换电路21通过检测压力传感器1的电压或通过的电流的变化(也即间接检测到电阻的变化)而转换成能够表示电芯4膨胀程度的电信号，阻值转换电路21通过电连接将能够表示电芯4膨胀程度的电信号传递给膨胀检测比较器22。膨胀检测比较器22接收能够表示电芯4膨胀程度的电信号，并与预设鼓胀程度进行对比。如果比较结果是电芯鼓胀程度达到或超过预设鼓胀程度，则膨胀检测比较器22发送控制断开信号给逻辑延迟电路及振荡电路23。逻辑延迟电路及振荡电路23根据当前锂电池是处于充电状态还是放电状态，通过充电控制引脚CO或放电控制引脚DO控制输入或输出电路的断开，从而避免电池继续胀大。例如：若当前锂电池处于充电状态，且膨胀检测比较器22没有发送控制断开信号给逻辑延迟电路及振荡电路23，则逻辑延迟电路及振荡电路23控制充电控制引脚CO处于高电平，从而保持MOS开关3的接通状态，继续为锂电池充电。若当前锂电池处于充电状态，且膨胀检测比较器22发送控制断开信号给逻辑延迟电路及振荡电路23，则逻辑延迟电路及振荡电路23控制充电控制引脚CO处于低电平，从而通过MOS开关3控制断开充电，避免锂电池进一步鼓胀而发生爆炸。同理，若当前锂电池处于放电状态，且膨胀检测比较器22没有发送控制断开信号给逻辑延迟电路及振荡电路23，则逻辑延迟电路及振荡电路23控制放电控制引脚DO处于高电平，从而保持MOS开关3的接通状态，锂电池可继续放电，为设备提供工作电能。若当前锂电池处于放电状态，且膨胀检测比较器22发送控制断开信号给逻辑延迟电路及振荡电路23，则逻辑延迟电路及振荡电路23控制放电控制引脚DO处于低电平，从而通过MOS开关3控制断开放电，停止继续使用锂电池供电，避免进一步鼓胀而发生爆炸。
参照图2，在一个实施例中，所述压力传感器1是两线制压力传感器，压力传感器的两线分别连接电芯连接负极端B-和鼓胀检测引脚VF。
锂电池的保护板上设有连接电芯4正极的电芯连接正极端B+、连接电芯4负极的电芯连接负极端B-、连接充放电电路正极的充放电正极端P+和连接充放电电路负极的充放电负极端P-，这些都是基本设置。在压力传感器1中，电流从鼓胀检测引脚VF流向电芯连接负极端B-，因压力的变化，导致压力传感器1内阻变化，进而导致压力传感器1两端的电压和通过的电流发生变化，阻值转换电路21通过检测压力传感器1两端的电压或通过的电流的变化(也即间接检测到电阻的变化)而转换成能够表示电芯4膨胀程度的电信号。
在一个实施例中，所述压力传感器设于电芯4的背面。电芯4的背面面向机舱，机舱是安装锂电池的地方，从而将压力传感器1夹在电芯4和机舱之间，从而使压力传感器1顶在机舱，避免其在电芯4鼓胀的方向上产生移动，从而可以很好地感应电芯4鼓胀时，表面压力的变化，使压力感应准确可靠。
参照图3，在一个实施例中，所述IC芯片内部还设有过放电检测比较器24、过充电检测比较器25、放电过电流检测比较器26、负载短路检测比较器27和充电过电流检测比较器28。其中，过放电检测比较器24用于检测电芯的过放电情况，过充电检测比较器25用于检测电芯的过充电情况，放电过电流检测比较器26用于检测电芯的放电过电流情况，充电过电流检测比较器28用于检测电芯的充电过电流情况，负载短路检测比较器27用于检测负载短路情况。
过放电检测比较器24和过充电检测比较器25通过电阻、电容与引脚一VDD和引脚二VSS电连接，并通过逻辑延迟电路及振荡电路23连接放电控制引脚DO和充电控制引脚CO，从而控制MOS开关3在没有过放电和过充电的情况下保持MOS开关的接通，在过放电和过充电的情况下通过MOS开关断开电路，从而保护锂电池，避免处于处于过充和过放的状态。放电过电流检测比较器26和充电过电流检测比较器28与引脚三VM电连接，并通过逻辑延迟电路及振荡电路23连接放电控制引脚DO和充电控制引脚CO，从而控制MOS开关3在没有放电过电流和充电过电流的情况下保持MOS开关的接通，在出现放电过电流和充电过电流的情况下通过MOS开关断开电路，从而保护锂电池，避免处于处于放电过电流和充电过电流的状态。其中，引脚一VDD与电芯连接正极端B+通过电阻一R1电连接，引脚一VDD与引脚二VSS之间通过电容C1电连接，引脚二VSS与电芯连接负极端B-电连接，引脚三VM与充放电负极端P-通过电阻二R2电连接，如图2所示。负载短路检测比较器27与引脚三VM电连接，并通过逻辑延迟电路及振荡电路23连接放电控制引脚DO和充电控制引脚CO，从而控制MOS开关3在没有负载短路的情况下保持MOS开关的接通，在出现负载短路的情况下通过MOS开关断开电路，从而避免在负载短路的情况下，继续放电而损坏锂电池。
本申请未详细阐述部分属于本领域的公知技术，凡在本申请的精神和原理内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂电的IC保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
感受电芯鼓胀而造成的压力，并将所述压力转换成电信号；
根据所述电信号判断电芯鼓胀程度是否达到或超过预设鼓胀程度；
若是，切断输入或输出电路。
2.一种锂电的IC保护装置，用于实现权利要求1所述的锂电的IC保护方法，其特征在于：包括压力传感器、IC芯片和MOS开关；
所述压力传感器设于电芯表面，用于感受电芯鼓胀而造成的压力，并将所述压力转换成电信号；
所述IC芯片与所述压力传感器电连接，用于根据所述电信号判断电芯鼓胀程度是否达到或超过预设鼓胀程度；
所述MOS开关与所述IC芯片电连接，用于若电芯鼓胀程度达到或超过预设鼓胀程度，切断输入或输出电路。
3.根据权利要求2所述的锂电的IC保护装置，其特征在于:所述IC芯片内部设有阻值转换电路和膨胀检测比较器，所述IC芯片外部增设鼓胀检测引脚，所述鼓胀检测引脚与所述阻值转换电路电连接，所述阻值转换电路与膨胀检测比较器电连接，所述膨胀检测比较器与IC芯片内部的控制逻辑延迟电路及振荡电路电连接，所述控制逻辑延迟电路及振荡电路通过放电控制引脚和充电控制引脚与MOS开关电连接，通过控制逻辑延迟电路及振荡电路控制MOS开关的接通和断开。
4.根据权利要求3所述的锂电的IC保护装置，其特征在于:所述压力传感器是两线制压力传感器，所述压力传感器的两线分别连接电芯连接负极端和所述鼓胀检测引脚。
5.根据权利要求2所述的锂电的IC保护装置，其特征在于:所述压力传感器设于电芯的背面。
6.根据权利要求2所述的锂电的IC保护装置，其特征在于:所述IC芯片内部还设有过放电检测比较器。
7.根据权利要求2所述的锂电的IC保护装置，其特征在于:所述IC芯片内部还设有过充电检测比较器。
8.根据权利要求2所述的锂电的IC保护装置，其特征在于:所述IC芯片内部还设有放电过电流检测比较器。
9.根据权利要求2所述的锂电的IC保护装置，其特征在于:所述IC芯片内部还设有负载短路检测比较器。
10.根据权利要求2所述的锂电的IC保护装置，其特征在于:所述IC芯片内部还设有充电过电流检测比较器。
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