CN209881442U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池包，其控制模块可以判断电池包的电压状态，且可以通过第一端子识别外部设备的类型，当控制模块识别到外部为充电器，且此时电池包处于过放状态，则控制模块通过进行综合判断后从第二端子132输出正常信号，使得电池包过放且连接充电器时充电过程不被过放故障影响，进而充电器可以对电池包充电，电池包的故障解除，提高了电池包的智能化程度，使得电池包的使用更加方便。

Description

电池包

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别是涉及一种电池包。

背景技术

随着新能源技术的发展，锂电池被广泛使用在电动汽车、储能系统、电动工具等。为了提高能量存储，将若干电芯集合形成电池包。通常，电池包具有过充过放检测功能，当电池包发生过充故障或过放故障时，均从同一端口输出一个表示发生故障的异常信号。当外部设备接收到异常信号时，可以获知电池包发生故障，但无法判断电池包的发生那一种故障，进而导致当电池包发生过放故障且连接充电器时，发生充电器只能识别到故障而却无法对电池包充电，这样的电池包将无法被充电，也无法再次投入使用的问题，是不符合电池包的循环使用要求的。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的电池包发生过放且连接充电器时无法充电的问题，提供一种电池包。

一种电池包，包括：电池组、控制模块、连接接口；

所述连接接口用于连接外部设备，所述外部设备的类型包括用电器和充电器，所述连接接口包括第一端子和第二端子，所述第一端子用于识别所述外部设备的类型，所述第二端子用于向所述外部设备输出控制信号，所述外部设备接收所述控制信号控制充电或放电；

所述控制模块的第一端连接所述电池组，用于检测所述电池组的电压并根据所述电压判断所述电池组的电压状态，所述电压状态包括过充状态、过放状态和电压正常状态，所述控制模块的第二端连接所述第一端子，所述控制模块通过所述第一端子获得表示外部设备类型的识别信号，所述控制模块的第三端连接所述第二端子，所述控制模块根据所述电压状态和所述识别信号生成所述控制信号，并从所述第二端子输出；

所述电压状态为过放状态且通过所述第二端子识别所述外部设备为所述充电器时，所述控制信号为正常信号，所述充电器接收所述正常信号。

在其中一个实施例中，所述电压状态为过充状态且通过所述第二端子识别所述外部设备为所述用电器时，所述控制信号为正常信号，所述用电器接收所述正常信号。

在其中一个实施例中，所述控制模块包括微控制器，所述微控制器包括第一端、第二端和第三端，所述微控制器端第一端为所述控制模块的第一端，所述微控制器的第二端为所述控制模块的第二端，所述微控制器的第三端为所述控制模块的第三端。

在其中一个实施例中，所述控制模块包括监控单元和逻辑判断单元；

所述监控单元用于检测所述电池组的电压并根据所述电压判断所述电池组的所述电压状态，所述电压状态分别为所述过充状态、过放状态和电压正常状态时，所述监控单元分别输出对应的过充信号、过放信号和电压正常信号；

所述逻辑判断单元包括第一端、第二端和第三端，所述逻辑判断单元的第一端连接所述监控单元，用于接收所述监控单元输出的所述过充信号、过放信号和电压正常信号，所述逻辑判断单元的第二端即为所述控制模块的第二端，连接所述第一端子，所述逻辑判断单元通过所述第一端子获得表示外部设备类型的识别信号，所述逻辑判断单元的第三端即为所述控制模块的第三端，连接所述第二端子，所述逻辑判断单元根据所述电压状态和所述识别信号生成所述控制信号，并从所述第二端子输出。

在其中一个实施例中，所述监控单元预设有第一电压和第二电压，其中所述第二电压小于所述第一电压；

当所述电池组的电压小于所述第二电压，则判断所述电池包处于过放状态；

当所述电池组的电压大于所述第二电压小于所述第一电压，则判断所述电池包处于电压正常状态；

当所述电池组的电压大于所述第一电压，则判断所述电池包处于过充状态。

在其中一个实施例中，所述控制模块根据所述识别信号的电压大小来判断外部设备的类型：

当所述识别信号的电压大于等于预设值，则所述外部设备为充电器，当所述识别信号的电压小于所述预设值，则所述外部设备为用电器。

在其中一个实施例中，所述电池包还包括开关模块，所述开关模块包括控制端、第一端和第二端，所述开关模块的控制端连接所述控制模块，所述开关模块的第一端连接所述第二端子，所述开关模块的第二端接地；

所述控制模块通过所述控制端控制所述开关模块断开或闭合，当所述开关模块断开时，所述第二端子与地断开而悬空，则所述控制模块通过所述第二端子输出异常信号。

在其中一个实施例中，所述电池包还包括温度检测模块，用于检测所述电池包的温度，所述温度检测模块一端连接所述第二端子，另一端连接所述开关模块的第一端；

所述开关模块闭合时，所述第二端子通过温度检测模块接地，所述外部设备通过所述第二端子连接所述温度检测模块，以使所述控制模块通过所述第二端子输出所述电池包的温度至所述外部设备。

在其中一个实施例中，所述电池包还包括表示电池包类型的识别模块，所述识别模块一端连接所述第一端子，另一端接地，当所述第一端子连接所述外部设备，所述外部设备通过所述第一端子检测识别模块，以识别所述电池包类型。

在其中一个实施例中，所述识别模块包括识别电阻。

上述电池包，其控制模块可以判断电池包的电压状态，且可以通过第一端子识别外部设备的类型，当控制模块识别到外部为充电器，且此时电池包处于过放状态，则控制模块通过进行综合判断后从第二端子132输出正常信号，使得电池包过放且连接充电器时充电过程不被过放故障影响，进而充电器可以对电池包充电，电池包的故障解除，提高了电池包的智能化程度，使得电池包的使用更加方便。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的电池包模块示意图；

图2为本申请的又一实施例提供的电池包模块示意图；

图3为本申请的又一实施例提供的电池包模块示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本实用新型。

请参见图1，本申请的一个实施例提供一种电池包，所述电池包包括电池组110、控制模块120和连接接口。

连接接口用于连接外部设备，本实施例中，外部设备可以是充电器，也可以是用电器，例如电动工具、电动汽车等。具体的，连接接口包括第一端子131和第二端子132。第一端子131和第二端子132均连接至控制模块120，第一端子131用于识别外部设备的类型，第二端子132用于向外部设备输出控制信号，以使外部设备接受该控制信号后控制电池包的充电或放电。

控制模块120具体可以包括第一端、第二端和第三端。控制模块120的第一端连接电池组110，用于检测电池组110的电压。其中，电池组的110包括多节串联的电芯，电池组的电压可以是电池组110的整包电压，也可以是每节电芯的单节电压。本实施例中，以电池组110的电压为每节电芯的单节电压为例进行说明。控制模块120可以根据单节电压判断电池组的电压状态是否为过充状态、过放状态或电压正常状态。控制模块120的第二端连接第一端子131，用于通过第一端子131获取表示外部设备类型的识别信号，并根据识别信号判断外部设备的类型。控制模块120的第三端连接第二端子132，用于根据电压状态和识别信号生成控制信号并从第二端子132输出。

可以理解的是，通常当控制模块120判断电池包处于过放状态时且通过第一端子131识别外部为用电器时，则控制模块120通过第二端子132输出异常信号，使得用电器接收到异常信号后禁止电池包放电。当控制模块120判断电池包处于过充状态且通过第一端子131识别外部为充电器时，则控制模块120通过第二端子132输出异常信号，使得充电器接收到异常信号后停止对电池包充电。

本实施例中，当控制模块120判断电池包处于过放状态，而通过第一端子131识别到外部连接的是充电器时，控制模块120从第二端子132输出正常信号，充电器接受到正常信号，使得对电池包充电时过放故障解除，充电器不会因为电池包发生过放而禁止对其充电，即充电条件之一——电池包电压条件满足，此时充电器还会继续判断是否同时满足了其它所有充电条件，如电池包温度条件、充电器自身条件(充电器温度、充电电流等)，如果均满足，才会启动对电池包充电。

上述实施例提供的电池包，控制模块120可以判断电池包的电压状态，且可以通过第一端子识别外部设备的类型，当控制模块120识别到外部为充电器，且此时电池包处于过放状态，则控制模块120通过进行综合判断后从第二端子132输出正常信号，电池包充电时过放故障解除，充电器不会因为电池包发生过放而禁止对其充电提高了电池包的智能化程度，使得电池包的使用更加方便。

在其中一个实施例中，当控制模块120通过采集电池组电压判断电池组处于过充状态，且通过第一端子131识别外部设备为用电器，则控制模块120通过综合判断从第二端子132输出正常信号至用电器，使得用电器接收到正常信号，使得对电池包放电时过充故障解除，用电器不会因为电池包发生过充而禁止对其放电，即放电条件之一——电池包电压条件满足，此时用电器还会继续判断是否同时满足了其它所有放电条件，如电池包温度条件、用电器自身条件(电机电流、电机转速等)，如果均满足，才会启动对电池包放电。因此，当控制模块120识别到外部为用电器，且此时电池包处于过充状态，控制模块120可控制解除电池包的故障，使得电池包不会因为电池包发生过充而禁止对其放电，进而提高了电池包的智能化程度。

在其中一个实施例中，控制模块120可以是微控制器，微控制器的第一端即为控制模块120的第一端，微控制器的第二端即为控制模块120的第二端，微控制器的第三端即为控制模块120的第三端。微控制器可通过软件控制实现上述功能。

在其中一个实施例中，控制模块120也可以由硬件电路组成。请参见图2，具体的，控制模块120可以包括监控单元121和逻辑判断单元122。其中，监控单元121连接电池组，用于检测电池组的电压并判断电池组的电压状态，当电池组处于过充状态、过放状态或电压正常状态时，监控单元121对应输出过充信号、过放信号和电压正常信号。

逻辑判断单元122包括第一端、第二端和第三端，逻辑判断单元122的第一端连接监控单元121，用于接收过充信号、过放信号和电压正常信号。逻辑判断单元122的第二端即为控制模块120的第二端，逻辑判断单元122的第三端即为控制模块120的第三端。也即，逻辑判断单元122的第二端连接第一端子131，用于接收识别信号，第三端连接第二端子132，用于根据接收的电压状态和识别信号生成控制信号。

具体的，本实施例中，监控单元121中预设有第一电压和第二电压，且第二电压小于第一电压。监控单元121采集每节电芯的单节电压，并将单节电压与预设的第一电压、第二电压比较。

当监控单元121采集到的其中一个单节电压小于第二电压，则监控单元121判断电池包处于过放状态，并发送过放信号至逻辑判断单元122。当逻辑判断单元通过接收识别信号识别外外部设备为充电器，则逻辑判断单元122发送正常信号

当监控单元121采集到的其中一个单节电压大于第一电压，则监控单元121判断电池包处于过充状态，并发送过充信号至逻辑判断单元122。若逻辑判断单元122通过接收识别信号识别外外部设备为用电器，则逻辑判断单元122发送正常信号。

当监控单元121采集到的每一节电芯的电压均大于第二电压小于第一电压，则监控单元121判断电池包处于电压正常状态，并发送电压正常信号至逻辑判断单元122，逻辑判断单元122根据电压正常信号发送的控制信号也为正常信号。

进一步的，在其中一个实施例中，控制模块120根据识别信号的电压大小来判断外部设备的类型。控制模块120内存有预设值，当控制模块120接收到的识别信号的电压大于等于预设值，则外部设备为充电器，当识别信号的电压小于预设值，则外部设备为用电器。本实施例中，控制模块120可以为上述微控制器或逻辑判断单元122。

具体的，第一端子131用于连接用电器或充电器。需要说明的是，当充电器与电池包连接时，充电器具有与第一端子131适配的端口，且充电器的该端口处具有电源和上拉电阻。当充电器与电池包连接时，第一端子131处具有分压。当用电器与电池包连接时，用电器不具有电源和上拉电阻，故电池包连接用电器时第一端子131处的电压与电池包连接充电器时第一端子131的处的电压不同。控制模块120包括比较电路，可以用来比较接收到的识别信号的电压大小和预设值的大小。因此，控制模块120可以通过判断接收到的识别信号的电压大小与预设值的大小，来判断外部设备为充电器还是用电器。在另一个实施例中，充电器和用电器的所述第一端子131适配的端口出都具有电源和上拉电阻，但上拉电阻相同而电源电压不同，或电源电压相同而上拉电阻不同，同样可是使得电池包连接用电器时第一端子131处的电压与电池包连接充电器时第一端子131的处的电压不同，从而识别出外部设备的类型。

请参见图3，在其中一个实施例中，电池包还包括开关模块140，开关模块包括控制端、第一端和第二端。开关模块140的控制端连接控制模块，第一端连接第二端子132，第二端接地。本实施例中，开关模块140可以是至少一个晶体管，晶体管类型可以为N型或P型，当开关模块140包括多个晶体管是，多个晶体管相互串联，且每个晶体管的控制端均连接控制模块120。

控制模块120可通过控制开关模块140的控制端来控制开关模块断开或闭合。当开关模块140断开时，第二端子132与大地断开而悬空，若第二端子132连接外部设备，外部设备检测到第二端子132悬空，也即电池包通过第二端子132输出异常信号。当开关模块140闭合时，第二端子132未悬空，从而输出的控制信号为正常信号。外

在其中一个实施例中，请继续参见图3，电池包还包括温度检测模块150，用于检测电池包的温度。温度检测模块150的一段连接第二端子132，另一端连接开关模块150的第一端。本实施例中，温度检测模块150可以是热敏电阻。

当开关模块150闭合时，外部设备连接到电池包，并可通过第二端子132连接到温度检测模块，并读取电池包的温度，也即电池包可以通过第二端子132输出温度信号至外部设备。

进一步的，当控制模块120判断电池包处于过放状态，且连接的外部设备为充电器时，则控制模块120通过第二端子132发送正常信号至充电器。此处正常信号即为温度信号，进一步所述充电器根据温度信号来判断电池包的温度是否正常，若判断电池包的温度处于正常范围内，则充电条件之一——电池包温度条件满足，此时充电器还会继续判断是否同时满足了其它所有充电条件，如果均满足，才会启动对电池包充电。若判断电池包发生温度异常，则充电器即使接收到的是正常信号，也不会对电池包充电。

进一步的，当控制模块120判断电池包处于过放状态，且连接的外部设备为用电器时，则控制模块120通过第二端子132发送正常信号至用电器。此处正常信号即为温度信号。与上述外部设备为用电器时原理类似，不再赘述。

本实施例中，电池包可通过第二端子132输出控制信号，而且还可通过第二端子输出电池包的温度信息，通过一个端子实现两种功能，减少了电池包的端子数量，提高了电池包的集成度。

请继续参见图3，在其中一个实施例中，电池包还包括表示电池包类型的识别模块160，识别模块160一端连接第一端子131，另一端接地。当第一端子131连接外部设备时，外部设备可以通过识别模块160识别电池包的类型。本实施例中，识别模块160可以为识别电阻，外部设备通过检测识别电阻的阻值，识别电池包的类型，进而控制充放电参数。

以上所述实施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 (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：电池组、控制模块、连接接口；

所述连接接口用于连接外部设备，所述外部设备的类型包括用电器和充电器，所述连接接口包括第一端子和第二端子，所述第一端子用于识别所述外部设备的类型，所述第二端子用于向所述外部设备输出控制信号，所述外部设备接收所述控制信号控制充电或放电；

所述控制模块的第一端连接所述电池组，用于检测所述电池组的电压并根据所述电压判断所述电池组的电压状态，所述电压状态包括过充状态、过放状态和电压正常状态，所述控制模块的第二端连接所述第一端子，所述控制模块通过所述第一端子获得表示外部设备类型的识别信号，所述控制模块的第三端连接所述第二端子，所述控制模块根据所述电压状态和所述识别信号生成所述控制信号，并从所述第二端子输出；

所述电压状态为过放状态且通过所述第二端子识别所述外部设备为所述充电器时，所述控制信号为正常信号，所述充电器接收所述正常信号。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电压状态为过充状态且通过所述第二端子识别所述外部设备为所述用电器时，所述控制信号为正常信号，所述用电器接收所述正常信号。

3.根据权利要求1或2所述的电池包，其特征在于，所述控制模块包括微控制器，所述微控制器包括第一端、第二端和第三端，所述微控制器端第一端为所述控制模块的第一端，所述微控制器的第二端为所述控制模块的第二端，所述微控制器的第三端为所述控制模块的第三端。

4.根据权利要求1或2所述的电池包，其特征在于，所述控制模块包括监控单元和逻辑判断单元；

所述监控单元用于检测所述电池组的电压并根据所述电压判断所述电池组的所述电压状态，所述电压状态分别为所述过充状态、过放状态和电压正常状态时，所述监控单元分别输出对应的过充信号、过放信号和电压正常信号；

所述逻辑判断单元包括第一端、第二端和第三端，所述逻辑判断单元的第一端连接所述监控单元，用于接收所述监控单元输出的所述过充信号、过放信号和电压正常信号，所述逻辑判断单元的第二端即为所述控制模块的第二端，连接所述第一端子，所述逻辑判断单元通过所述第一端子获得表示外部设备类型的识别信号，所述逻辑判断单元的第三端即为所述控制模块的第三端，连接所述第二端子，所述逻辑判断单元根据所述电压状态和所述识别信号生成所述控制信号，并从所述第二端子输出。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述监控单元预设有第一电压和第二电压，其中所述第二电压小于所述第一电压；

当所述电池组的电压小于所述第二电压，则判断所述电池包处于过放状态；

当所述电池组的电压大于所述第二电压小于所述第一电压，则判断所述电池包处于电压正常状态；

当所述电池组的电压大于所述第一电压，则判断所述电池包处于过充状态。

6.根据权利要求1所述电池包，其特征在于，所述控制模块根据所述识别信号的电压大小来判断外部设备的类型：

当所述识别信号的电压大于等于预设值，则所述外部设备为充电器，当所述识别信号的电压小于所述预设值，则所述外部设备为用电器。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括开关模块，所述开关模块包括控制端、第一端和第二端，所述开关模块的控制端连接所述控制模块，所述开关模块的第一端连接所述第二端子，所述开关模块的第二端接地；

所述控制模块通过所述控制端控制所述开关模块断开或闭合，当所述开关模块断开时，所述第二端子与地断开而悬空，则所述控制模块通过所述第二端子输出异常信号。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括温度检测模块，用于检测所述电池包的温度，所述温度检测模块一端连接所述第二端子，另一端连接所述开关模块的第一端；

所述开关模块闭合时，所述第二端子通过温度检测模块接地，所述外部设备通过所述第二端子连接所述温度检测模块，以使所述控制模块通过所述第二端子输出所述电池包的温度至所述外部设备。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括表示电池包类型的识别模块，所述识别模块一端连接所述第一端子，另一端接地，当所述第一端子连接所述外部设备，所述外部设备通过所述第一端子检测识别模块，以识别所述电池包类型。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述识别模块包括识别电阻。