CN207926214U - 电池保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池保护装置包括：多个电芯、多个单节开关、采样模块、保护模块以及控制模块；多个电芯分别与多个单节开关连接；多个单节开关之间相互串联；多个串联的单节开关、保护模块以及外接电源或负载形成闭合回路；采样模块的输入端分别与多个电芯连接，采样模块的输出端与控制模块的输入端连接；控制模块的输出端分别与多个单节开关以及保护模块连接，用于接收电芯的温度值、电压值以及电流值生成控制信号，并向单节开关以及保护模块发送控制信号控制保护模块导通或断开。满足在电池充放电的过程中有充电保护以及放电保护，并且在充放电的过程中都存在温度保护，减少了电池在充放电过程中的损坏，延长了电池的使用寿命。

Description

电池保护装置

技术领域

本实用新型涉及电池充放电保护技术领域，特别是涉及一种电池保护装置。

背景技术

电池保护板是用来保护电池，防止电池由于过放电导致电池损坏，并且还能够通过控制合理的充放电延长电池的使用寿命。电池保护板只在电池充放电的情况下出现过放电的问题时才会作出最稳定最有效的保护，防止出现意外。在正常充放电的情况下电池保护板只起到监视电信的工作，以便在出现过放电时能够及时的做出反应。

目前的传统技术中，电池保护板通常设置有温度保护以及过放电保护，也就是在传统技术中，只有在过放电保护，并且也只有在放电的过程中实时监测电池温度达到温度保护的作用。

在上述传统技术只有在过放电保护，并且也只有在放电的过程中实时监测电池温度达到温度保护的技术方案中，由于电池在充电过程中没有温度保护，并且当电池充电到达预设电压也没有过充电保护，导致电池在充电过程中损坏，减少电池的使用寿命。

实用新型内容

基于此，有必要针对电池在充电过程中没有温度保护，并且当电池充电到达预设电压也没有过充电保护，导致电池在充电过程中损坏，减少电池的使用寿命的问题，提供一种电池保护装置。

本实用新型提供了一种电池保护装置包括：多个电芯、多个单节开关、采样模块、保护模块以及控制模块；多个所述电芯分别与多个所述单节开关连接；多个所述单节开关之间相互串联；所述多个单节开关用于控制电池保护装置导通或断开；多个串联的所述单节开关、保护模块以及外接电源或负载形成闭合回路；所述采样模块的输入端分别与多个所述电芯连接，所述采样模块的输出端与所述控制模块输入端连接；用于检测多个所述电芯的温度值、电压值以及电流值，并将其传输至控制模块；所述控制模块的输出端分别与多个所述单节开关以及保护模块连接，用于接收所述电芯的温度值、电压值以及电流值生成控制信号，并向所述单节开关以及保护模块发送控制信号控制所述单节开关以及保护模块导通或断开。

进一步，所述保护模块包括：温度保护模块以及电压电流保护模块；所述温度保护模块与所述电压电流保护模块串联于所述单节开关与充电电源或负载之间；所述温度保护模块与所述控制模块输出端连接，用于接收所述控制信号并基于所述控制信号导通或断开；所述电压电流保护模块与所述控制模块输出端连接，用于接收所述控制信号并基于所述控制信号导通或断开。

进一步，所述采样模块包括：温度采样模块；所述温度采样模块的输入端分别与多个所述电芯连接，所述温度采样模块的输出端与所述控制模块输入端连接；用于实时检测多个所述电芯的温度值并将其输送至控制模块。

进一步，所述采样模块还包括：电压采样模块；所述电压采样模块的输入端分别与多个所述电芯连接，所述电压采样模块的输出端与所述控制模块输入端连接；用于实时检测多个所述电芯的电压值并将其输送至控制模块。

进一步，所述采样模块还包括：电流采样模块；所述电流采样模块的输入端分别与多个所述电芯连接，所述电流采样模块的输出端与所述控制模块输入端连接；用于实时检测多个所述电芯的电流值并将其输送至控制模块。

进一步，所述控制模块的输入端与所述温度采样模块、电压采样模块以及电流采样模块；所述控制模块的输出端分别与多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块连接，用于接收所述电芯的温度值、电压值以及电流值生成控制信号，并向多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块发送控制信号，控制多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块导通或断开。

进一步，所述电池保护装置还包括：电压支持模块；所述电压支持模块的输入端与直流电源连接，所述电压支持模块的输出端与所述控制模块、多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块连接；用于为所述控制模块、多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块提供电压支持。

本实用新型提供的电池保护装置设置有多个电芯、多个单节开关、采样模块、保护模块以及控制模块。通过采样模块实时采集每个电芯的温度值、电压值以及电流值。控制模块根据每个电芯的温度值、电压值以及电流值控制多个单节开关以及保护模块断开。在充电的过程中，当某一个电芯的电压值大于单个电芯的过充电压时控制相应单节开关断开，当多节电芯总电压值大于总过充电电压时控制保护模块断开，当电流大于预设电流时控制保护模块断开，当温度值大于预设温度值时控制保护模块断开。在放电的过程中，当某一个电芯的电压值小于单个电芯的过放电电压时控制相应单节开关断开；当多节电芯总电压值小于总过放电电压时控制保护模块断开，当电流大于预设电流时控制保护模块断开，当温度值大于预设温度值时控制保护模块断开。从而达到在串联电芯方案中能够根据单个电芯的电压对整体充放电进行控制，还能够根据总电压对充放电进行控制，并且当充放电过程中过流或短路时也能够对充放电进行控制，更重要的是在整个充放电的过程中均有温度保护，也就是当超过预设温度是对充放电进行控制。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电池保护装置的模块示意图。

附图标记：100为电芯、200为单节开关、300为采样模块、310为温度采样模块、320为电压采样模块、330为电流采样模块、400为保护模块、410为温度保护模块、420为电压电流保护模块、500为控制模块、600为电压支持模块、700为外接电源或负载。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例公开了一种电池保护装置，通过设置采样模块实时检测每个电芯的温度值、电压值以及电流值，再通过控制模块将检测到的每个电芯的温度值、电压值以及电流值与预设值进行比较，当满足预设条件时，控制模块分别控制多个单节开关以及保护模块断开，从而满足在电池充放电的过程中有充电保护以及放电保护，并且在充放电的过程中都存在温度保护，减少了电池在充放电过程中的损坏，延长了电池的使用寿命。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的电池保护装置的模块示意图。

如图1所示，一种电池保护装置包括：多个电芯100、多个单节开关200、采样模块300、保护模块400以及控制模块500；多个所述电芯100分别与多个所述单节开关200连接；多个所述单节开关200之间相互串联；所述多个单节开关200用于控制电池保护装置导通或断开；多个串联的所述单节开关200、保护模块400以及外接电源或负载700形成闭合回路；所述采样模块300的输入端分别与多个所述电芯100连接，所述采样模块300的输出端与所述控制模块500输入端连接；用于检测多个所述电芯100的温度值、电压值以及电流值，并将其传输至控制模块500；所述控制模块500的输出端分别与多个所述单节开关200以及保护模块400连接，用于接收所述电芯100的温度值、电压值以及电流值生成控制信号，并向所述单节开关200以及保护模块400发送控制信号控制所述单节开关200以及保护模块400导通或断开。

具体的，每一个单节开关200对应的连接一个电芯100，并且多个单节开关200、保护模块400以及充电电源或负载构成一个闭合回路。采样模块300实时检测多个电芯100的温度值、电压值以及电流值。控制模块500根据检测到的温度值、电压值以及电流值控制多个单节开关200、保护模块400以及充电电源或负载构成的闭合回路断开。当多个所述单节开关200中的一个单节开关200断开，整个由多个单节开关200、保护的模块以及充电电源或负载构成的闭合回路断开。从而达到在充电的过程中当单个电芯100的充电电压大于预设单个过充电电压时断开电芯100相应的单节开关200，进一步的使整个闭合回路断开；在放电过程中当单个电芯100的放电电压小于预设单个过放电电压时断开电芯100相应的单节开关200，进一步的使整个闭合回路断开。从而达到根据单个电芯100的电压控制过充放电的目的。在充电的过程中当总电芯100的充电电压大于预设总过充电电压时断开保护模块400，进一步的使整个闭合回路断开；在放电过程中当总电芯100的放电电压小于预设总放电电压时断开保护模块400，进一步的使整个闭合回路断开。从而达到根据总电芯100的电压控制过充放电的目的。在充放电的过程中，当电流值大于预设电流值时断开保护模块400，进一步的使整个闭合回路断开，从而达到根据电流值进行过流短路保护的目的。在充放电的过程中，当温度值大于预设温度值时断开保护模块400，进一步的使整个闭合回路断开，从而达到过温保护的目的。其中所述多个单节开关200以及保护模块400均是由MOS管构成的开关电路，在控制模块500控控制单节开关200以及保护模块400断开时，均是通过控制MOS管达到断开闭合回路的目的。

优选的，所述保护模块400包括：温度保护模块410以及电压电流保护模块420；所述温度保护模块410与所述电压电流保护模块420串联于所述单节开关200与充电电源或负载之间；所述温度保护模块410与所述控制模块500输出端连接，用于接收所述控制信号并基于所述控制信号导通或断开；所述电压电流保护模块420与所述控制模块500输出端连接，用于接收所述控制信号并基于所述控制信号导通或断开。

具体的，在充放电的过程中，当电流值大于预设电流值时，控制模块500控制电流电压保护模块断开。在充放电的过程中，当温度值大于预设温度值时，控制模块500控制温度保护模块410断开。在充电的过程中，当总电芯100的充电电压大于预设总过充电电压时，控制模块500控制电压电流保护模块420断开。在放电过程中，当总电芯100的放电电压小于预设总放电电压时，控制模块500控制电压电流保护模块420断开。其中电压电流保护模块420是由MOS管构成的开关电路，温度保护模块410是有运算放大器以及MOS管构成的开关电路。

优选的，所述采样模块300包括：温度采样模块310；所述温度采样模块310的输入端分别与多个所述电芯100连接，所述温度采样模块310的输出端与所述控制模块500输入端连接；用于实时检测多个所述电芯100的温度值并将其输送至控制模块500。

具体的，温度采样模块310用于实时检测每一个电芯100的温度值，并将每一个电芯100的温度值输送至控制模块500。

优选的，所述采样模块300还包括：电压采样模块320；所述电压采样模块320的输入端分别与多个所述电芯100连接，所述电压采样模块320的输出端与所述控制模块500输入端连接；用于实时检测多个所述电芯100的电压值并将其输送至控制模块500。

具体的，电压采样模块320用于实时检测每一个电芯100的电压值，并将每一个电芯100的电压值输送至控制模块500。

优选的，所述采样模块300还包括：电流采样模块330；所述电流采样模块330的输入端分别与多个所述电芯100连接，所述电流采样模块330的输出端与所述控制模块500输入端连接；用于实时检测多个所述电芯100的电流值并将其输送至控制模块500。

具体的，电流采样模块330用于实时检测每一个电芯100的电流值，并将每一个电芯100的电流值输送至控制模块500。

优选的，所述控制模块500的输入端与所述温度采样模块310、电压采样模块320以及电流采样模块330；所述控制模块500的输出端分别与多个所述单节开关200、温度保护模块410以及电压电流保护模块420连接，用于接收所述电芯100的温度值、电压值以及电流值生成控制信号，并向多个所述单节开关200、温度保护模块410以及电压电流保护模块420发送控制信号，控制多个所述单节开关200、温度保护模块410以及电压电流保护模块420导通或断开。

具体的，多个电芯100的总电压值等于多个电芯100中每一个电芯100的电压值之和。

优选的，所述电池保护装置还包括：电压支持模块600；所述电压支持模块600的输入端与直流电源连接，所述电压支持模块600的输出端与所述控制模块500、多个所述单节开关200、温度保护模块410以及电压电流保护模块420连接；用于为所述控制模块500、多个所述单节开关200、温度保护模块410以及电压电流保护模块420提供电压支持。

具体的，所述电压支持模块600的输入端与直流电源连接，其中直流电源优选的为15V的直流电。所述电压支持模块600的输出端与所述控制模块500、多个所述单节开关200、温度保护模块410以及电压电流保护模块420；也就是所述电压支持模块600用于为控制模块500、多个所述单节开关200、温度保护模块410以及电压电流保护模块420中的MOS管以及运算放大器提供电压支持。

本实用新型提供的电池保护装置设置有多个电芯、多个单节开关、采样模块、保护模块以及控制模块。通过采样模块实时采集每个电芯的温度值、电压值以及电流值。控制模块根据每个电芯的温度值、电压值以及电流值控制多个单节开关以及保护模块断开。从而达到在串联电芯方案中能够根据单个电芯的电压对整体充放电进行控制，还能够根据总电压对充放电进行控制，并且当充放电过程中过流或短路时也能够对充放电进行控制，更重要的是在整个充放电的过程中均有温度保护，也就是当超过预设温度是对充放电进行控制。

以上所述例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种电池保护装置，其特征在于，包括：多个电芯、多个单节开关、采样模块、保护模块以及控制模块；

多个所述电芯分别与多个所述单节开关连接；

多个所述单节开关之间相互串联；所述多个单节开关用于控制电池保护装置导通或断开；

多个串联的所述单节开关、保护模块以及外接电源或负载形成闭合回路；

所述采样模块的输入端分别与多个所述电芯连接，所述采样模块的输出端与所述控制模块输入端连接；用于检测多个所述电芯的温度值、电压值以及电流值，并将其传输至控制模块；

所述控制模块的输出端分别与多个所述单节开关以及保护模块连接，用于接收所述电芯的温度值、电压值以及电流值生成控制信号，并向所述单节开关以及保护模块发送控制信号控制所述单节开关以及保护模块导通或断开。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护模块包括：温度保护模块以及电压电流保护模块；

所述温度保护模块与所述电压电流保护模块串联于所述单节开关与充电电源或负载之间；

所述温度保护模块与所述控制模块输出端连接，用于接收所述控制信号并基于所述控制信号导通或断开；

所述电压电流保护模块与所述控制模块输出端连接，用于接收所述控制信号并基于所述控制信号导通或断开。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采样模块包括：温度采样模块；

所述温度采样模块的输入端分别与多个所述电芯连接，所述温度采样模块的输出端与所述控制模块输入端连接；用于实时检测多个所述电芯的温度值并将其输送至控制模块。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述采样模块还包括：电压采样模块；

所述电压采样模块的输入端分别与多个所述电芯连接，所述电压采样模块的输出端与所述控制模块输入端连接；用于实时检测多个所述电芯的电压值并将其输送至控制模块。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述采样模块还包括：电流采样模块；

所述电流采样模块的输入端分别与多个所述电芯连接，所述电流采样模块的输出端与所述控制模块输入端连接；用于实时检测多个所述电芯的电流值并将其输送至控制模块。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块的输入端分别与所述温度采样模块、电压采样模块以及电流采样模块连接；所述控制模块的输出端分别与多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块连接，用于接收所述电芯的温度值、电压值以及电流值生成控制信号，并向多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块发送控制信号，控制多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块导通或断开。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电池保护装置还包括：电压支持模块；

所述电压支持模块的输入端与直流电源连接，所述电压支持模块的输出端与所述控制模块、多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块连接；用于为所述控制模块、多个所述单节开关、温度保护模块以及电压电流保护模块提供电压支持。