CN205945117U - 电池装置及其电池保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池装置及其电池保护电路，该电池装置包括电池组，该电池组包括多个电池；电池保护电路，该电池保护电路包括：多个电流检测单元，与该电池对应，每一个该电流检测单元与一个对应的电池相连，并检测与其相连的电池输出的电流状态；多个开关，与该电池对应，每一个该开关与对应的该电流检测单元及该对应的电池相连，该开关控制该电池与其它电池的连接与断开；以及至少一个控制单元，与该电流检测单元及与该开关相连，用于采集每一电池的电流状态，并根据采集的电流状态控制该对应的开关的导通与断开。

Description

电池装置及其电池保护电路

【技术领域】

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车的电池装置及其电池保护电路。

【背景技术】

目前，电动汽车用锂电池组为了提高组后电池的电量及电压一般都采用将多个电池先并联后串联的成组结构，这种成组结构在运行过程中如果出现一个单体电池发生短路将会导致相并联的其它电池短路，这样有可能会造成电池组起火灾害的发生，为了防止这种危险的情况发生，出现了一种“纵向过流，横向保护”的电池成组结构，该结构的单个电池纵向上串联，横向上通过串接一个保险丝再并联，这样当单个电池发生短路时，会熔断串接的保险丝，从而防止其它相邻的并联的电池因短路造成起火灾害的发生。

但是如果单个电池不是发生短路而是出现微短路或大的自放电，如果电流在几百mA，那么串联在这个电池上的保险丝将不会被熔断，起不到保护其它电流的作用。这样较长时间的小电流放电将会使相邻并联的其它电池放电至0电压，从而导致该些电池损坏。

鉴于此，实有必要提供一种新型的电池装置以克服以上缺陷。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种当发现单个电池出现微短路或大的自放电情况下，自动切断该电池与其它电池的并联，从而起到保护其它电池的作用的电池装置。

另外，本实用新型还提供一种上述电池装置所对应的电池保护电路

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池装置，该电池装置包括：

电池组，该电池组包括多个电池；

电池保护电路，该电池保护电路包括：

多个电流检测单元，与该电池对应，每一个该电流检测单元与一个对应的电池相连，并检测与其相连的电池输出的电流状态；

多个开关，与该电池对应，每一个该开关与对应的该电流检测单元及该对应的电池相连，该开关控制该电池与其它电池的连接与断开；以及

至少一个控制单元，与该电流检测单元及与该开关相连，用于采集每一电池的电流状态，并根据采集的电流状态控制该对应的开关的导通与断开。

本实用新型还提供一种电池保护电路，用于对电池组提供保护，该电池组包括多个电池，该电池保护电路包括：

多个电流检测单元，与该电池对应，每一个该电流检测单元与一个对应的电池相连，并检测与其相连的电池输出的电流状态；

多个开关，与该电池对应，每一个该开关与对应的该电流检测单元及该对应的电池相连，该开关控制该电池与其它电池的连接与断开；以及

至少一个控制单元，与该电流检测单元及与该开关相连，用于采集每一电池的电流状态，并根据采集的电流状态控制该对应的开关的导通与断开。

相比于现有技术，本实用新型的电池装置及其电池保护电路可发现单个电池出现微短路或大的自放电情况，并自动切断该电池与其它电池的并联，避免因一个电池损坏而导致其它电池放电损坏，造成整个电池系统瘫痪而不能使用的现象，从而使电池在出现单个电池损坏之后其它电池还可以正常工作运行，不仅提高了电动汽车的可靠性，也降低了用户及电池企业的经济损失。

【附图说明】

图1为本实用新型第一较佳实施方式提供的电池装置的部分电路图。

图2为本实用新型第二较佳实施方式提供的电池装置的部分电路图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型第一较佳实施方式提供一种电池装置100，该电池装置100可用于电动汽车。该电池装置100包括电池组10及对该电池组10提供保护的电池保护电路30。

在本较佳实施例中，该电池组10包括m个并联的电池，分别为电池C1-1、C1-2，…C1-m。

该电池保护电路30包括多个第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m、多个第一开关K1-1，K1-2，…，K1-m，及多个控制单元33。

该第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m与该电池C1-1、C1-2，…，C1-m对应，每一个该第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m与一个对应的电池C1-1、C1-2，…，C1-m的一端相连，并检测与其相连的电池C1-1、C1-2，…，C1-m输出的电流状态。该第一开关K1-1，K1-2，…，K1-m与该电池C1-1、C1-2，…，C1-m对应，每一个该第一开关K1-1，K1-2，…，K1-m与对应的该第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m及该对应的电池C1-1、C1-2，…，C1-m的一端相连，该第一开关K1-1，K1-2，…，K1-m控制该电池C1-1、C1-2，…，C1-m与其它电池的连接与断开。该控制单元33与该第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m及与该第一开关K1-1，K1-2，…，K1-m相连，用于采集每一电池C1-1、C1-2，…，C1-m的电流状态，并根据采集的电流状态控制该对应的第一开关K1-1，K1-2，…，K1-m的导通与断开。在本较佳实施例中，该控制单元33为单片机，

可以理解，该控制单元33的数目可相应减少，为至少一个，该至少一个控制单元33与该第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m及与该第一开关K1-1，K1-2，…，K1-m相连即可。

当该控制单元33根据该第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m检测的电流状态判断其中一个电池，例如电池C1-2的电流状态为充电状态，而其它的电池C1-1，C1-3，…，C1-m的电流状态为放电状态，同时判断该电池C1-2的输出电流值大于预设值，则进一步判断处于充电状态的该电池C1-2异常，该控制单元33控制与该电池对应的该开关K1-2断开。

在本较佳实施例中，当该控制单元33从该第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m采集到该电池C1-2的电流方向为负方向，而其它的电池C1-1，C1-3，…，C1-m的电流方向为正方向，则判断电流方向为负方向的该电池C1-2的电流状态为充电状态，而其它的电池的电流状态为放电状态。

在本较佳实施例中，该第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m及该控制单元33的工作电源有该电池C1-1，C1-3，…，C1-m提供，电压范围为2.5V-3.6V。

在本实用新型的另一较佳实施例中，该电池保护电路30包括多个第二电流检测单元U2-1，U2-2，…，U2-m以及多个第二开关K2-1，K2-2，…，K2-m，每一个第二电流检测单元U2-1，U2-2，…，U2-m及每一个第二开关K2-1，K2-2，…，K2-m串联后与对应的电池C1-1、C1-2，…，C1-m的另一端相连。该控制单元33与该第二电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m及与该第二开关K2-1，K2-2，…，K2-m相连，该控制单元33可通过该第二电流检测单元U2-1，U2-2，…，U2-m采集每一电池C1-1、C1-2，…，C1-m的电流状态，并通过控制该第二开关K2-1，K2-2，…，K2-m导通与断开来控制电池C1-1、C1-2，…，C1-m与其它电池的连接。

如图2所示，本实用新型提供本实用新型第二较佳实施方式提供一种电池装置200，，该电池装置200与该电池装置100结构大致相同，包括电池组50及对该电池组50提供保护的电池保护电路70，其不同之处仅在于，在本较佳实施例中，该电池组50包括2个串联的电池，分别为电池C51，C41。

该电池保护电路70包括与该电池C51，C41对应的第三电流检测单元71，72、第三开关K51、K41及控制单元M5，M4。

该第三电流检测单元71，72分别与对应的电池C51，C41的相连，并检测与其相连的电池C51，C41输出的电流状态。该第三开关K51、K41与该电池C51，C41对应，且与对应的该第三电流检测单元71，72及该对应的电池C51，C41的相连，该第三开关K51、K41控制该电池C51，C41与其它电池的连接与断开。该控制单元M5，M4与该第三电流检测单元71，72及该第三开关K51、K41相连，用于采集每一电池C51，C41的电流状态，并根据采集的电流状态控制该对应的第三开关K51、K41的导通与断开。

当该控制单元M5，M4根据该第三电流检测单元71，72检测的电流状态判断其中一个电池，例如电池C51的电流状态为充电状态，而其它的电池C41的电流状态为放电状态，同时判断该电池C51的输出电流值大于预设值，则进一步判断处于充电状态的该电池C51异常，该控制单元M5控制与该电池C51对应的该开关K51断开。

该第三电池检测单元71包括电池检测芯片U51，该电池检测芯片U51包括第一检测端VD51、第二检测端VI51、第一连接端B4及第二连接端B5，该第一检测端VD51经第一电阻R5-2连接至电源VDD4，且与该控制单元M5相连，该第二检测端VI51经并联的第二电阻R5-1及电容C5连接至该第一连接端B4，且与该控制单元M5相连。电池检测芯片U51进一步连接至电池检测芯片U41。另一该第三电池检测单元72的结构与工作原理与该第三电池检测单元71大致相同，故，在此不再赘述。

在本较佳实施例中，该电池保护电路70还包括设置于该第三开关K51、K41与该对应电池C51，C41之间的保险丝F51及F41。

可以理解，上述第一电流检测单元U1-1，U1-2，…，U1-m、第二电路检测单元U2-1，U2-2，…，U2-m及第三电流检测单元71，72可统一定义为电流检测单元，上述第一开关K1-1，K1-2，…，K1-m、第二开关K2-1，K2-2，…，K2-m及第三开关K51、K41可统一定义为开关。

本实用新型的电池装置及其电池保护电路可发现单个电池出现微短路或大的自放电情况，并自动切断该电池与其它电池的并联，避免因一个电池损坏而导致其它电池放电损坏，造成整个电池系统瘫痪而不能使用的现象，从而使电池在出现单个电池损坏之后其它电池还可以正常工作运行，不仅提高了电动汽车的可靠性，也降低了用户及电池企业的经济损失。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (8)

1.一种电池装置，其特征在于，该电池装置包括：

电池组，该电池组包括多个电池；

电池保护电路，该电池保护电路包括：

多个电流检测单元，与该电池对应，每一个该电流检测单元与一个对应的电池相连，并检测与其相连的电池输出的电流状态；

多个开关，与该电池对应，每一个该开关与对应的该电流检测单元及该对应的电池相连，该开关控制该电池与其它电池的连接与断开；以及

至少一个控制单元，与该电流检测单元及与该开关相连，用于采集每一电池的电流状态，并根据采集的电流状态控制该对应的开关的导通与断开。

2.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于：当该控制单元根据该电流检测单元检测的电流状态判断其中一个电池的电流状态为充电状态，而其它的电池的电流状态为放电状态，同时判断该电池的输出电流值大于预设值，则进一步判断处于充电状态的该电池异常，该控制单元控制与该电池对应的该开关断开。

3.如权利要求2所述的电池装置，其特征在于：当该控制单元从该检测单元采集到其中一个电池的电流方向为负方向，而其它的电池的电流方向为正方向，则判断电流方向为负方向的该电池的电流状态为充电状态，而其它的电池的电流状态为放电状态。

4.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于：该电池检测单元包括电池检测芯片，该电池检测芯片包括第一检测端、第二检测端、第一连接端及第二 连接端，该第一检测端经第一电阻连接至电源，且与该控制单元相连，该第二检测端经并联的第二电阻及电容连接至该第一连接端，且与该控制单元相连。

5.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于：该电流检测单元及该控制单元的工作电源有该电池提供，电压范围为2.5V-3.6V。

6.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于：该控制单元为单片机。

7.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于：每一电池保护电路还包括设置于该开关与该对应电池之间的保险丝。

8.一种电池保护电路，用于对电池组提供保护，该电池组包括多个电池，其特征在于，该电池保护电路包括：

多个电流检测单元，与该电池对应，每一个该电流检测单元与一个对应的电池相连，并检测与其相连的电池输出的电流状态；

多个开关，与该电池对应，每一个该开关与对应的该电流检测单元及该对应的电池相连，该开关控制该电池与其它电池的连接与断开；以及

至少一个控制单元，与该电流检测单元及与该开关相连，用于采集每一电池的电流状态，并根据采集的电流状态控制该对应的开关的导通与断开。