CN112564194A - 电池装置、放电系统及放电方法 - Google Patents

Abstract

一种电池装置、放电系统及放电方法，该放电系统包括控制模块和放电电路，所述放电电路包括主放电电路和预放电电路，所述主放电电路和预放电电路分别与控制模块连接，且预放电电路与主放电电路并联，当负载接入时，所述控制模块控制所述预放电电路导通及所述主放电电路断开而可通过所述预放电电路向所述负载放电。本发明通过设置并联的预放电电路和主放电电路以形成放电电路，从而可通过预放电电路进行预放电而对负载的电容进行充电，通过预放电电路的预放电电阻进行限流，从而避免上电瞬间电流过大而导致打火现象的发生。本发明不仅可消除安全隐患，而且可提高电池、负载的使用寿命，其具有很强的实用性，宜大力推广。

Description

电池装置、放电系统及放电方法

【技术领域】

本发明涉及电池领域，特别涉及一种通过预放电以防止上电打火的电池装置、放电系统及放电方法。

【背景技术】

随着社会的发展，锂电池的应用越来越广泛，锂电池具有体积小、容量大、循环寿命长、无污染、安全性好等优良特性，目前已经被广泛应用于助力车、电瓶车等产品中。在很多情况下，例如，在助力车的使用中，都会有换电池的过程，电池取出充电，充满电后再安装至助力车上。由于助力车内的电机控制系统内设有电容，因此在助力车上电的瞬间，会有很大电流对电容充电，从而会导致电池与助力车的电池插头在对接时打火，而经过长期的反复插拔后，电池插头的金属件会因打火而氧化，这样，当上电打火时，便会导致安全隐患发生，而且还会缩短电池和助力车电池插头的寿命，增加维护成本，因此，其有待改进。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种通过预放电以防止上电打火的电池装置、放电系统及放电方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种放电系统，其包括控制模块和放电电路，所述放电电路包括主放电电路和预放电电路，所述主放电电路和所述预放电电路分别与所述控制模块连接，且所述预放电电路与所述主放电电路并联，其中，当负载接入时，所述控制模块控制所述预放电电路导通及所述主放电电路断开，通过所述预放电电路向所述负载放电。

进一步地，所述预放电电路包括预放电电阻和第一控制开关，所述预放电电阻与所述第一控制开关串联连接，所述第一控制开关与所述控制模块连接；所述主放电电路包括第二控制开关，所述第二控制开关与所述控制模块连接；所述预放电电阻和所述第一控制开关串联后与所述第二控制开关并联。

进一步地，其还包括负载检测电路，所述负载检测电路与所述控制模块连接，所述负载检测电路用于检测所述负载是否接入，当所述负载检测电路检测到所述负载接入时，所述控制模块发送控制信号至所述第一控制开关以使所述第一控制开关导通。

进一步地，所述第一控制开关包括第一MOS管Q15，所述第一MOS管Q15的第一端与所述预放电电阻的第一端连接，所述预放电电阻和所述第一MOS管Q15的第二端分别连接于所述第二控制开关的两端，所述第一MOS管Q15的第三端与所述控制模块连接。

进一步地，所述预放电电路包括三极管Q3和第二MOS管Q2，所述三极管Q3的第一端与所述控制模块连接，所述三极管Q3的第二端接地，所述三极管Q3的第三端经第一电阻R17与所述第二MOS管Q2的第一端连接，所述第二MOS管Q2的第二端经第四电阻R25与所述第一MOS管Q15的第三端连接，所述第二MOS管Q2的第三端与工作电压连接。

进一步地，在所述第二MOS管Q2的第一端与第三端之间连接有并联设置的电容C6和第二电阻R16。

进一步地，在所述第一MOS管Q15的第二端与第三端之间连接有并联设置的稳压二极管D6和第三电阻R24，所述稳压二极管D6的正极与所述第一MOS管Q15的第二端连接，所述稳压二极管D6的负极与所述第一MOS管Q15的第三端连接。

进一步地，所述预放电电路还包括二极管D5，所述二极管D5的正极端与所述第一MOS管Q15的第二端连接，所述二极管D5的负极端与所述预放电电阻的第二端连接。

此外，本发明还提供一种电池装置，其包括电芯、放电正端口、放电负端口、充电正端口、充电负端口、控制模块、充电电路、主放电电路和预放电电路，其中，所述放电正端口及充电正端口分别与所述电芯的正极连接；所述主放电电路与所述预放电电路并联后连接于所述电芯的负极与所述充电电路之间；所述充电电路分别与所述放电负端口及所述充电负端口连接；所述控制模块分别与所述主放电电路、预放电电路及充电电路连接；当所述放电正端口和所述放电负端口与负载连接时，所述控制模块控制所述预放电电路导通及所述主放电电路断开，所述电芯与所述负载、充电电路、预放电电路之间形成回路而通过所述预放电电路向所述负载放电。

进一步地，所述预放电电路包括预放电电阻和第一控制开关，所述第一控制开关分别与所述控制模块及所述预放电电阻连接；所述主放电电路包括第二控制开关，所述第二控制开关与所述控制模块连接；所述预放电电阻和所述第一控制开关串联后与所述第二控制开关并联。

进一步地，其还包括负载检测电路，所述负载检测电路的输入端与所述放电正端口及放电负端口连接，所述负载检测电路的输出端与所述控制模块连接，当所述放电正端口和所述放电负端口与负载连接时，所述负载检测电路发送检测信号至所述控制模块，所述控制模块发送控制信号至所述第一控制开关以使所述第一控制开关导通。

进一步地，所述第一控制开关包括第一MOS管Q15，所述第一MOS管Q15的第一端与所述预放电电阻的第一端连接，所述预放电电阻和所述第一MOS管Q15的第二端分别连接于所述第二控制开关的两端，所述第一MOS管Q15的第三端与所述控制模块形成控制连接。

进一步地，所述预放电电路包括三极管Q3和第二MOS管Q2，所述三极管Q3的第一端与所述控制模块连接，所述三极管Q3的第二端接地，所述三极管Q3的第三端经第一电阻R17与所述第二MOS管Q2的第一端连接，所述第二MOS管Q2的第二端经第四电阻R25与所述第一MOS管Q15的第三端连接，所述第二MOS管Q2的第三端与工作电压连接。

进一步地，在所述第二MOS管Q2的第一端与第三端之间连接有并联设置的电容C6和第二电阻R16。

进一步地，在所述第一MOS管Q15的第二端与第三端之间连接有并联设置的稳压二极管D6和第三电阻R24，所述稳压二极管D6的正极与所述第一MOS管Q15的第二端连接，所述稳压二极管D6的负极与所述第一MOS管Q15的第三端连接。

进一步地，所述预放电电路还包括二极管D5，所述二极管D5的正极端与所述第一MOS管Q15的第二端连接，所述二极管D5的负极端与所述预放电电阻的第二端连接。

此外，本发明还提供一种放电方法，包括以下步骤：

S1：提供并联设置的预放电电路和主放电电路；

S2：检测负载是否接入；

S3：若是，则控制所述预放电电路导通及所述主放电电路断开，通过所述预放电电路向所述负载放电。

进一步地，步骤S3之后，当所述预放电电路导通达到预设时间时，控制所述预放电电路断开及所述主放电电路导通，通过所述主放电电路向所述负载放电。

本发明通过设置并联的预放电电路和主放电电路以形成放电电路，从而可通过预放电电路进行预放电而对负载的电容进行充电，从而避免上电瞬间电流过大而导致打火现象的发生。当通过预放电电路对负载的电容充电后，其后再打开主放电电路进行正式放电，从而可完成正常的放电功能，并避免上电打火。本发明的电池装置、放电系统及放电方法可解决负载上电时打火的问题，不仅可消除安全隐患，而且可提高电池、负载的使用寿命，具有很强的实用性，宜大力推广。

【附图说明】

图1是本发明的电池装置的结构原理图。

图2是本发明的电池装置充电时的原理示意图。

图3是本发明的电池装置通过预放电电路进行预放电时的原理示意图。

图4是本发明的电池装置通过主放电电路进行正式放电时的原理示意图。

图5是本发明的放电系统的结构原理图。

图6是放电电路的结构框图。

图7是实施例1、实施2的具体电路结构图。

图8是本发明的放电方法的流程示意图。

标号说明：控制模块10、放电电路20、主放电电路21、第二控制开关211、预放电电路22、预放电电阻221、第一控制开关222、负载检测电路30、电芯40、充电电路50、放电正端口61、放电负端口62、充电正端口71、充电负端口72、负载80、充电器90。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。

实施例1

如图1～图4所示，本实施例提供一种电池装置，该电池装置可进行充电和放电，该电池装置包括电芯40、放电正端口61、放电负端口62、充电正端口71、充电负端口72、控制模块10、负载检测电路30、充电电路50和放电电路20，所述放电电路20包括主放电电路21和预放电电路22，放电时，可先通过预放电电路22进行预放电而防止电芯40与负载80之间的上电打火现象发生。

如图1～图4所示，所述电芯40为储能设备，可进行充电而储能电量，并可通过放电而向负载80提供电能。所述电芯40可选用公知的电芯，例如，锂电池电芯。所述电芯40设有正极和负极，与放电正端口61、充电正端口71及放电电路20连接。

如图1所示，所述充电正端口71和充电负端口72为充电端口，用于连接充电器90而为电芯40充电；所述放电正端口61和放电负端口62为放电端口，用于连接负载80而给负载80充电，即电芯40向负载80放电。所述充电端口与所述放电端口可以是共用的端口，也可以是相互独立的端口，具体可根据需要而设置。本实施例中，所述充电端口与所述放电端口为相互独立的端口。所述充电正端口71和放电正端口61分别与所述电芯40的正极连接，其连接方式可参考公知技术，本发明对其不做限制。本实施例中，作为示例说明，如图7所示，所述充电正端口71通过并联设置的二极管D3、D4与电芯40的正极连接，所述二极管D3、D4的负极与所述电芯40的正极连接；所述放电正端口61通过并联设置的保险丝F1、F2与电芯40的正极连接。所述充电负端口72及放电负端口62则通过充放电电路20与电芯40的负极连接。为避免反接时对电池装置造成影响，本实施例中，在所述放电正端口61与所述放电负端口62之间连接有二极管，该二极管的正极与所述放电负端口62连接，该二极管的负极与所述放电正端口61连接。

如图1～图4所示，所述充电电路50用于实现充电控制，连接于所述充电负端口72与放电电路20之间。所述充电电路50可参考公知的充电电路50结构，本发明对其电路结构不做限制。本实施例中，如图7所示，作为示例说明，该充电电路50包括并联设置的三个充电MOS管：MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10及用于对该三个MOS管进行保护的并联电阻R14及稳压二极管D2。本实施例中，所述MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10选用N沟道增强型MOS管。所述MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10的源极S端分别与所述充电负端口72连接。所述MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10的漏极D端分别与放电电路20连接。所述MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10的栅极G端分别经电阻R11、电阻R12、电阻R13与控制模块10连接。所述稳压二极管D2与电阻R14并联，其中，稳压二极管D2的正极与MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10的源极S端连接，稳压二极管D2的负极与电阻R11、电阻R12、电阻R13的共同端连接；所述稳压二极管D2与电阻R14用于保护所述MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10，防止静电、旁路干扰信号等外部干扰使MOS管导通或爆管等现象发生。本实施例中，所述充电电路50的工作原理为：放电过程中，在MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10的寄生二极管作用下，所述充电电路50自然导通而连接于所述放电负端口62与所述放电电路20之间；充电过程中，充电MOS管——MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10起开关作用，其在控制模块10的作用下而导通或断开，从而实现充电控制；当充电MOS管导通时，充电电路50导通而可充电；当充电MOS管断开时，充电电路50断开而停止充电。

如图6所示，所述放电电路20包括预放电电路22和主放电电路21。如图1～图4所示，所述预放电电路22和主放电电路21并联设置，其中，所述预放电电路22用于预放电，所述主放电电路21用于正式放电，预放电电路22放电时的放电电流小于主放电电路21放电时的放电电流。放电时，预放电电路22先导通进行预放电，其后主放电电路21导通进行正式放电。

如图4所示，所述主放电电路21用于以正常电流/电压进行放电，其连接于所述充电电路50与电芯40负极之间。所述主放电电路21包括第二控制开关211，该第二控制开关211与所述控制模块10连接。所述第二控制开关211根据所述控制模块10的控制信号导通或断开，从而可起到开关作用进而控制主放电电路21的通断。所述主放电电路21可参考公知的放电电路20结构，本发明对其电路结构不做限制。本实施例中，作为示例说明，如图7所示，所述主放电电路21包括并联设置的三个主放电MOS管：MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7及用于对该三个主放电MOS管进行保护的并联电阻R5及稳压二极管D1。所述MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7形成了本发明所述的第二控制开关211。本实施例中，所述MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7选用N沟道增强型MOS管。所述MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的源极S端分别与电芯40的负极连接。所述MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的漏极D端分别与所述充电电路50连接，具体的，所述MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的漏极D端和所述MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10的漏极D端连接。所述MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的栅极G端分别经电阻R6、电阻R7、电阻R8与控制模块10连接。所述稳压二极管D1与电阻R5并联，其中，稳压二极管D1的正极与MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的源极S端连接，稳压二极管D1的负极与电阻R6、电阻R7、电阻R8的共同端连接；所述稳压二极管D1与电阻R5用于保护所述MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7，防止静电、旁路干扰信号等外部干扰使MOS管导通或爆管等现象发生。本实施例中，所述主放电电路21的工作原理为：放电过程时，主放电MOS管——MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7起开关作用，其在控制模块10的作用下而导通或断开，从而实现第二控制开关211控制主放电电路21的通断。充电过程中，在MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的寄生二极管作用下，所述主放电电路21自然导通而连接于所述电芯40负极与充电电路50之间。

所述预放电电路22用于以较小的电流进行预放电，以使得负载80上电时的瞬间电流大大减小，从而避免上电打火现象的发生。所述预放电电路22与所述主放电电路21并联。所述预放电电路22与所述控制模块10连接，该预放电电路22在所述控制模块10的控制下导通或断开。

如图4所示，所述预放电电路22包括预放电电阻221及第一控制开关222。所述预放电电阻221与所述第一控制开关222串联，串联后的所述预放电电阻221、所述第一控制开关222与所述主放电电路21并联。具体的，串联后的所述预放电电阻221、第一控制开关222与所述第二控制开关211并联。

如图4所示，所述预放电电阻221用于限流，以使得放电至负载80的电流大大减小，以防止负载80上电时打火。所述预放电电阻221的阻值，可根据需要而设置；所述预放电电阻221的数量可根据需要而设置。本实施例中，如图7所示，所述预放电电阻221包括三个并联设置的电阻R36、电阻R37、电阻R38。所述电阻R36、电阻R37、电阻R38的阻值可相等，也可不相等，其具体可根据需要而设置。本实施例中，所述电阻R36、电阻R37、电阻R38的阻值相等，其均选用200Ω/5％的电阻。本实施例中，选用多个阻值相等的电阻来建立所述预放电电阻221，可以使得流过每个电阻的电流相同，有利于保护各电阻。

如图1～图4所示，所述第一控制开关222用于在所述控制模块10的控制下而控制所述预放电电路22的通断。所述第一控制开关222与所述预放电电阻221串联，并与所述控制模块10连接。本实施例中，如图7所示，所述第一控制开关222选用N沟道增强型MOS管，其他实施例中，其可选用其他可实现同等功能的器件。所述第一控制开关222包括预放电MOS管：第一MOS管Q15。所述第一MOS管Q15的第一端与所述预放电电阻221的第一端连接，所述预放电电阻221和所述第一MOS管Q15的第二端分别连接于所述第二控制开关211的两端，所述第一MOS管Q15的第三端与所述控制模块10形成控制连接。本实施例中，当所述第一MOS管Q15选用N沟道增强型MOS管时，所述第一MOS管Q15的漏极D端与所述预放电电阻221的一端连接，所述预放电电阻221的另一端则与第二控制开关211的漏极D端连接；所述第一MOS管Q15的源极S端则与第二控制开关211的源极S端连接；所述第一MOS管Q15的栅极G端则与所述控制模块10形成控制连接。所述第一MOS管Q15的栅极G端与控制模块10之间的连接，可以是直接连接，也可以是间接连接，其具体可根据需要而设置。本实施例中，所述控制模块10与第一MOS管Q15的栅极G端之间通过三极管Q3和第二MOS管Q2进行控制连接。

本实施例中，如图7所示，所述三极管Q3选用NPN型三极管，所述第二MOS管Q2选用P沟道增强型MOS管。其他实施例中，所述三极管Q3和第二MOS管Q2也可选用其他可实现同等功能的器件。

如图7所示，所述三极管Q3的第一端，即基极与所述控制模块10连接，所述三极管Q3的第二端，即发射极接地；所述三极管Q3的第三端，即集电极经第一电阻R17与所述第二MOS管Q2的第一端，即栅极G端连接；所述第二MOS管Q2的第二端，即漏极D端经第四电阻R25与所述第一MOS管Q15的第三端，即栅极G端连接。所述第二MOS管Q2的第三端，即源极S端与工作电压连接。本实施例中，所述工作电压为5V。

如图7所示，为保护所述第一控制开关222——第一MOS管Q15，在所述第一MOS管Q15的第二端与第三端之间，即源极S端与栅极G端之间连接有并联设置的稳压二极管D6和第三电阻R24。所述稳压二极管D6的正极与所述第一MOS管Q15的第二端，即源极S端连接。所述稳压二极管D6的负极与所述第一MOS管Q15的第三端，即栅极G端连接。所述稳压二极管D6和第三电阻R24可防止静电、旁路干扰信号等外部干扰使MOS管导通或爆管等现象发生，以保护所述第一控制开关222。所述稳压二极管D6的稳压值可根据需要而设置，本实施例中，所述稳压二极管D6的稳压值为18V。所述第三电阻R24的阻值大小可根据需要而设置，本实施例中，所述第三电阻R24阻值为10MΩ。

如图7所示，为保护所述第二MOS管Q2，在在所述第二MOS管Q2的第一端与第三端之间，即栅极G端与源极S端之间连接有并联设置的电容C6和第二电阻R16。所述电容C6的规格可根据需要而选取，本实施例中，所述电容C6的规格为1uF*7R/25V。所述第二电阻R16的阻值可根据需要而设置，本实施例中，所述第二电阻R16的阻值为200KΩ。

此外，如图7所示，所述预放电电路22还包括二极管D5，所述二极管D5的正极端与所述第一MOS管Q15的第二端，即源极S端连接，所述二极管D5的负极端与所述预放电电阻221的第二端连接。

如图7所示，所述第一MOS管Q15、第二MOS管Q2、三极管Q3、稳压二极管D6、第三电阻R24、第四电阻R25、第二电阻R16、第一电阻R17、电容C6、二极管D5共同形成了本实施例的预放电电路22。该预放电电路22中，所述第一MOS管Q15形成第一控制开关222，其在控制模块10的控制下进行导通或断开；所述三极管Q3和第二MOS管Q2则用于传递控制模块10的控制信号而控制第一控制开关222的栅极G端电压，以控制第一控制开关222的导通和断开。所述电容C6和第二电阻R16并联则用于保护第二MOS管Q2，所述稳压二极管D6和第三电阻R24并联则用于保护第一MOS管Q15。

所述预放电电路22的工作原理为：

当控制模块10向三极管Q3输出低电平时，三极管Q3截止，第二MOS管Q2断开，此时，第一MOS管Q15的栅极G端为低电平，第一MOS管Q15处于断开状态；当控制模块10向三极管Q3输出高电平时，例如3.3V时，三极管Q3导通，第二MOS管Q2的栅极G端电压被拉低而使第二MOS管Q2导通；第二MOS管Q2导通后，第一MOS管Q15的栅极G端电压被拉高而使第一MOS管Q15导通，从而使得预放电电路22导通，进而可通过预放电电阻221进行限流。

如图3所示，为根据负载80的接入情况而启动预放电，该电池装置设有负载检测电路30。所述负载检测电路30的输入端与所述放电正端口61、放电负端口62连接，所述负载检测电路30的输出端与所述控制模块10连接。所述负载检测电路30用于检测负载80是否接入。当所述放电正端口61、放电负端口62与负载80连接时，所述负载检测电路30发送检测信号至所述控制模块10，所述控制模块10便可根据该检测信号而发出相应的控制信号，以控制所述预放电电路22导通而进行预放电。所述负载检测电路30的电路结构可参考公知技术，其本发明对其电路结构不做限制。

如图1～图4所示，所述控制模块10用于对整个电池装置进行控制，其功能包括但不限于：控制预放电电路22的导通和断开、控制主放电电路21的导通和断开、控制充电电路50的导通和断开。当所述负载检测电路30检测到负载80接入时，所述控制模块10先控制所述预放电电路22导通，而主放电电路21断开，以通过预放电电路22对负载80进行放电；当预放电电路22导通达到预定时间后，所述控制模块10则控制所述预放电电路22断开及所述主放电电路21导通，以通过主放电电路21对所述负载80进行放电。所述控制模块10通过控制预放电电路22先导通进行预放电，可避免负载80上电时打火，从而可避免安全隐患，并提高电池和负载80的使用寿命。

藉此，如图1～图4所示，所述电芯40、放电正端口61、放电负端口62、充电正端口71、充电负端口72、控制模块10、充电电路50、主放电电路21、预放电电路22和负载检测电路30便构成了本发明的电池装置。具体实施时，所述控制模块10、充电电路50、主放电电路21、预放电电路22和负载检测电路30可集成设置在电池保护板上，该电池保护板与所述电芯40连接在一起。本发明的电池装置的工作原理为：

充电时，如图2所示，该电池装置通过其充电正端口71、充电负端口72而与充电器90进行连接。在充电过程中，主放电电路21的主放电MOS管——MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7由于寄生二极管而自然导通，而充电电路50的充电MOS管——MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10的通断受控制模块10控制；当控制模块10向充电MOS管的栅极G端提供高电平时，充电MOS管导通，充电电路50导通，此时，所述充电正端口71、电芯40、主放电电路21、充电电路50、充电负端口72与充电器90连通成回路，充电器90便可向电芯40充电。当控制模块10向充电MOS管的栅极G端提供低电平时，充电MOS管断开，充电电路50断开，此时便无法进行充电，或由充电状态停止充电。

放电时，如图3、图4所示，该电池装置通过其放电正端口61、放电负端口62与负载80进行连接。当负载80未接入时，预放电电路22和主放电电路21处于断开状态。当负载80与所述放电正端口61、放电负端口62连接后，如图3、图7所示，所述负载检测电路30检测到该信号，并将该检测信号发送至控制模块10，所述控制模块10则控制所述预放电电路22导通及所述主放电电路21断开：控制模块10向三极管Q3输出高电平，使三极管Q3导通，从而使得第二MOS管Q2导通、第一MOS管Q1导通以使得预放电电路22导通；而主放电MOS管——MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7则处于断开状态以使得主放电电路21断开；充电电路50的充电MOS管——MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10则由于寄生二极管而自然导通，此时，所述电芯40、负载80、充电电路50、预放电电路22之间连通成回路，所述电芯40便可通过预放电电路22对负载80进行放电；而由于预放电电路22设有预放电电阻221，其可起到限流作用，从而大大减少负载80上电时的电流大小，防止负载80上电打火。当所述预放电电路22导通达到预设时间时，如图4、图7所示，所述控制模块10则控制预放电电路22断开及所述主放电电路21导通：控制模块10向三极管Q3输出低电平，使三极管Q3截止，从而使得第二MOS管Q2断开、第一MOS管Q15断开以使得预放电电路22断开；同时，控制模块10向主放电MOS管——MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7的栅极G端输出高电平，以使主放电MOS管导通而使得主放电电路21导通；而充电电路50的充电MOS管——MOS管Q8、MOS管Q9、MOS管Q10则由于寄生二极管而自然导通，此时，所述电芯40、负载80、充电电路50、主放电电路21之间连通成回路，所述电芯40便可通过主放电电路21对负载80进行放电。

所述预设时间可根据需要而设置，本实施例中，所述预设时间设为1min，即，当预放电电路22导通后，电芯40通过预放电电路22进行预放电1min后，预放电电路22便断开，此时，打开主放电电路21进行正式放电。

本发明通过设置并联的预放电电路22和主放电电路21以形成放电电路20，从而可通过预放电电路22进行预放电而对负载80的电容进行充电，通过预放电电路22的预放电电阻221进行限流，从而避免上电瞬间电流过大而导致打火现象的发生。对于48V的电池，通过预放电电路22，在上电瞬间，最大电流可不超过0.72A，因而其可防止上电打火的现象发生。当通过预放电电路22对负载80的电容充电后，其后再打开主放电电路21进行正式放电，从而可实现正常的放电功能。

实施例2

如图5所示，本实施例提供一种放电系统，该放电系统用于连接电芯40而对负载80进行放电，其包括控制模块10、负载检测电路30和放电电路20，所述放电电路20包括主放电电路21和预放电电路22，其放电时，可先通过预放电电路22进行预放电而防止与负载80之间的上电打火现象发生。

如图5所示，所述预放电电路22和主放电电路21并联设置，其中，所述预放电电路22用于预放电，所述主放电电路21用于正式放电，预放电电路22放电时的放电电流小于主放电电路21放电时的放电电流。放电时，预放电电路22先导通进行预放电，其后主放电电路21导通进行正式放电。放电时，预放电电路22和主放电电路21是择一导通而对负载80进行放电的。

如图5所示，所述主放电电路21用于以正常电流/电压进行放电，其连接于所述充电电路50与电芯40负极之间。所述主放电电路21包括第二控制开关211，该第二控制开关211与所述控制模块10连接。所述第二控制开关211在所述控制模块10的控制信号作用下导通或断开，从而可起到开关作用而控制主放电电路21的通断。所述主放电电路21可参考公知的放电电路结构或实施例1的结构，本发明对其电路结构不做限制。

如图5所示，为根据负载80的接入情况而启动预放电，该放电系统设有负载检测电路30。所述负载检测电路30与所述控制模块10连接。所述负载检测电路30用于检测负载80是否接入，当负载80接入时，所述负载检测电路30发送检测信号至所述控制模块10，所述控制模块10便可根据该检测信号而发出相应的控制信号，以控制所述预放电电路22导通而进行预放电。所述负载检测电路30的电路结构可参考公知技术，其本发明对其电路结构不做限制。

如图5所示，所述控制模块10用于对整个电池装置进行控制，其功能包括但不限于：控制预放电电路22的导通和断开、控制主放电电路21的导通和断开。当所述负载检测电路30检测到负载80接入时，所述控制模块10先控制所述预放电电路22导通，而主放电电路21断开，以通过预放电电路22对负载80进行放电；当预放电电路22导通达到预定时间后，所述控制模块10则控制所述预放电电路22断开及所述主放电电路21导通，以通过主放电电路21对所述负载80进行放电。所述控制模块10通过控制预放电电路22先导通进行预放电，可避免负载80上电时打火，从而可避免安全隐患，并提高电池和负载80的使用寿命。

藉此，如图5所示，所述控制模块10、主放电电路21、预放电电路22和负载检测电路30便构成了本发明的放电系统。具体实施时，所述控制模块10、主放电电路21、预放电电路22和负载检测电路30可集成设置在电池保护板上，该电池保护板与电芯40连接在一起，从而可对电芯40的放电进行控制。本发明的放电系统的工作原理为：

如图5、图7所示，当负载80未接入时，预放电电路22和主放电电路21处于断开状态。当负载80接入后，所述负载检测电路30检测到该信号，并将该检测信号发送至控制模块10，所述控制模块10则控制所述预放电电路22导通及所述主放电电路21断开。此时，所述电芯40便可通过预放电电路22对负载80进行放电；而由于预放电电路22设有预放电电阻221，其可起到限流作用，从而大大减少负载80上电时的电流大小，防止负载80上电打火。当所述预放电电路22导通达到预设时间时，所述控制模块10则控制预放电电路22断开及所述主放电电路21导通。此时，所述电芯40便可通过主放电电路21对负载80进行放电。

所述预设时间可根据需要而设置，本实施例中，所述预设时间设为1min，即，当预放电电路22导通后，电芯40通过预放电电路22进行预放电1min后，预放电电路22便断开，此时，打开主放电电路21进行正式放电。

本发明通过设置并联的预放电电路22和主放电电路21以形成放电电路20，从而可通过预放电电路22进行预放电而对负载80的电容进行充电，通过预放电电路22的预放电电阻221进行限流，从而避免上电瞬间电流过大而导致打火现象的发生。对于48V的电池，通过预放电电路22，在上电瞬间，最大电流可不超过0.72A，因而其可防止上电打火的现象发生。当通过预放电电路22对负载80的电容充电后，其后再打开主放电电路21进行正式放电，从而可实现正常的放电功能。

实施例3

如图8所示，本实施例提供一种放电方法，该方法包括以下步骤：

S1：提供并联设置的预放电电路22和主放电电路21；

S2：检测负载80是否接入；

S3：若是，则控制所述预放电电路22导通及所述主放电电路21断开，通过所述预放电电路22向所述负载80放电。

S4:当所述预放电电路22导通达到预设时间时，控制所述预放电电路22断开及所述主放电电路21导通而通过所述主放电电路21向所述负载80放电。

上述步骤S1、S2、S3、S4为顺序步骤，其依次执行。

步骤S1中，所述预放电电路22和主放电电路21并联设置，其中，所述预放电电路22用于预放电，所述主放电电路21用于正式放电，预放电电路22放电时的放电电流小于主放电电路21放电时的放电电流。所述主放电电路21包括第二控制开关211，该第二控制开关211可在控制信号作用下导通或断开，从而可起到开关作用而控制主放电电路21的通断。所述主放电电路21可参考公知的放电电路结构，本发明对其电路结构不做限制。所述预放电电路22用于以较小的电流进行预放电，以使得负载80上电时的瞬间电流大大减小，从而避免上电打火现象的发生。所述预放电电路22包括预放电电阻221及第一控制开关222。所述预放电电阻221与所述第一控制开关222串联，其串联后与所述主放电电路21的第二控制开关211并联。所述预放电电阻221用于限流，以使得放电至负载80的电流大大减小，以防止负载80上电时打火。所述第一控制开关222可在控制信号作用下导通或断开，从而可起到开关作用而控制预放电电路22的通断。所述预放电电路22的电路结构，可参考实施例1、实施例2，或现有其他公知的预放电电路22。

步骤S2中，检测负载80是否接入时，可参考公知技术进行检测，其包括但不限于采用负载检测电路30进行检测。步骤S2之后，若负载80未接入，则进入步骤S5:控制所述预放电电路22及主放电电路21处于断开状态。

步骤S4中，所述预设时间可根据需要而设置，本实施例中，所述预设时间设为1min，即，当预放电电路22导通后，通过预放电电路22进行预放电1min后，预放电电路22便断开，此时，打开主放电电路21进行正式放电。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (18)

1.一种放电系统，其包括控制模块(10)和放电电路(20)，其特征在于，所述放电电路(20)包括主放电电路(21)和预放电电路(22)，所述主放电电路(21)和所述预放电电路(22)分别与所述控制模块(10)连接，且所述预放电电路(22)与所述主放电电路(21)并联，其中，

当负载(80)接入时，所述控制模块(10)控制所述预放电电路(22)导通及所述主放电电路(21)断开，通过所述预放电电路(22)向所述负载(80)放电。

2.如权利要求1所述的放电系统，其特征在于，

所述预放电电路(22)包括预放电电阻(221)和第一控制开关(222)，所述预放电电阻(221)与所述第一控制开关(222)串联连接，所述第一控制开关(222)与所述控制模块(10)连接；

所述主放电电路(21)包括第二控制开关(211)，所述第二控制开关(211)与所述控制模块(10)连接；

所述预放电电阻(221)和所述第一控制开关(222)串联后与所述第二控制开关(211)并联。

3.如权利要求2所述的放电系统，其特征在于，其还包括负载检测电路(30)，所述负载检测电路(30)与所述控制模块(10)连接，所述负载检测电路(30)用于检测所述负载(80)是否接入，当所述负载检测电路(30)检测到所述负载(80)接入时，所述控制模块(10)发送控制信号至所述第一控制开关(222)以使所述第一控制开关(222)导通。

4.如权利要求2所述的放电系统，其特征在于，所述第一控制开关(222)包括第一MOS管Q15，所述第一MOS管Q15的第一端与所述预放电电阻(221)的第一端连接，所述预放电电阻(221)和所述第一MOS管Q15的第二端分别连接于所述第二控制开关(211)的两端，所述第一MOS管Q15的第三端与所述控制模块(10)连接。

5.如权利要求4所述的放电系统，其特征在于，所述预放电电路(22)包括三极管Q3和第二MOS管Q2，所述三极管Q3的第一端与所述控制模块(10)连接，所述三极管Q3的第二端接地，所述三极管Q3的第三端经第一电阻R17与所述第二MOS管Q2的第一端连接，所述第二MOS管Q2的第二端经第四电阻R25与所述第一MOS管Q15的第三端连接，所述第二MOS管Q2的第三端与工作电压连接。

6.如权利要求5所述的放电系统，其特征在于，在所述第二MOS管Q2的第一端与第三端之间连接有并联设置的电容C6和第二电阻R16。

7.如权利要求4所述的放电系统，其特征在于，在所述第一MOS管Q15的第二端与第三端之间连接有并联设置的稳压二极管D6和第三电阻R24，所述稳压二极管D6的正极与所述第一MOS管Q15的第二端连接，所述稳压二极管D6的负极与所述第一MOS管Q15的第三端连接。

8.如权利要求6所述的放电系统，其特征在于，所述预放电电路(22)还包括二极管D5，所述二极管D5的正极端与所述第一MOS管Q15的第二端连接，所述二极管D5的负极端与所述预放电电阻(221)的第二端连接。

9.一种电池装置，其特征在于，其包括电芯(40)、放电正端口(61)、放电负端口(62)、充电正端口(71)、充电负端口(72)、控制模块(10)、充电电路(50)、主放电电路(21)和预放电电路(22)，其中，

所述放电正端口(61)及充电正端口(71)分别与所述电芯(40)的正极连接；

所述主放电电路(21)与所述预放电电路(22)并联后连接于所述电芯(40)的负极与所述充电电路(50)之间；

所述充电电路(50)分别与所述放电负端口(62)及所述充电负端口(72)连接；

所述控制模块(10)分别与所述主放电电路(21)、预放电电路(22)及充电电路(50)连接；

当所述放电正端口(61)和所述放电负端口(62)与负载(80)连接时，所述控制模块(10)控制所述预放电电路(22)导通及所述主放电电路(21)断开，所述电芯(40)与所述负载(80)、充电电路(50)、预放电电路(22)之间形成回路而通过所述预放电电路(22)向所述负载(80)放电。

10.如权利要求9所述的电池装置，其特征在于，

所述预放电电路(22)包括预放电电阻(221)和第一控制开关(222)，所述第一控制开关(222)分别与所述控制模块(10)及所述预放电电阻(221)连接；

所述主放电电路(21)包括第二控制开关(211)，所述第二控制开关(211)与所述控制模块(10)连接；

所述预放电电阻(221)和所述第一控制开关(222)串联后与所述第二控制开关(211)并联。

11.如权利要求10所述的电池装置，其特征在于，其还包括负载检测电路(30)，所述负载检测电路(30)的输入端与所述放电正端口(61)及放电负端口(62)连接，所述负载检测电路(30)的输出端与所述控制模块(10)连接，当所述放电正端口(61)和所述放电负端口(62)与负载(80)连接时，所述负载检测电路(30)发送检测信号至所述控制模块(10)，所述控制模块(10)发送控制信号至所述第一控制开关(222)以使所述第一控制开关(222)导通。

12.如权利要求10所述的电池装置，其特征在于，所述第一控制开关(222)包括第一MOS管Q15，所述第一MOS管Q15的第一端与所述预放电电阻(221)的第一端连接，所述预放电电阻(221)和所述第一MOS管Q15的第二端分别连接于所述第二控制开关(211)的两端，所述第一MOS管Q15的第三端与所述控制模块(10)形成控制连接。

13.如权利要求12所述的电池装置，其特征在于，所述预放电电路(22)包括三极管Q3和第二MOS管Q2，所述三极管Q3的第一端与所述控制模块(10)连接，所述三极管Q3的第二端接地，所述三极管Q3的第三端经第一电阻R17与所述第二MOS管Q2的第一端连接，所述第二MOS管Q2的第二端经第四电阻R25与所述第一MOS管Q15的第三端连接，所述第二MOS管Q2的第三端与工作电压连接。

14.如权利要求13所述的电池装置，其特征在于，在所述第二MOS管Q2的第一端与第三端之间连接有并联设置的电容C6和第二电阻R16。

15.如权利要求12所述的电池装置，其特征在于，在所述第一MOS管Q15的第二端与第三端之间连接有并联设置的稳压二极管D6和第三电阻R24，所述稳压二极管D6的正极与所述第一MOS管Q15的第二端连接，所述稳压二极管D6的负极与所述第一MOS管Q15的第三端连接。

16.如权利要求12所述的电池装置，其特征在于，所述预放电电路(22)还包括二极管D5，所述二极管D5的正极端与所述第一MOS管Q15的第二端连接，所述二极管D5的负极端与所述预放电电阻(221)的第二端连接。

17.一种放电方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：提供并联设置的预放电电路(22)和主放电电路(21)；

S2：检测负载(80)是否接入；

S3：若是，则控制所述预放电电路(22)导通及所述主放电电路(21)断开，通过所述预放电电路(22)向所述负载(80)放电。

18.如权利要求17所述的放电方法，其特征在于，步骤S3之后，当所述预放电电路(22)导通达到预设时间时，控制所述预放电电路(22)断开及所述主放电电路(21)导通，通过所述主放电电路(21)向所述负载(80)放电。

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