CN212159922U - 电芯电压测量电路及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及快速充电领域，揭示了一种电芯电压测量电路及电池，所述电芯电压测量电路包括接收端和第一IC芯片；所述第一IC芯片设有VDD、VSS端口，VDD、VSS输出端口，所述第一IC芯片通过所述VDD、VSS输出端口输出VDD、VSS电压信号；所述VDD端口分别与电芯正极和接收端正极电连接；所述VSS端口分别与所述电芯负极和接收端负极电连接；所述接收端设有两个接收所述VDD、VSS电压信号的引脚，所述VDD输出端口与接收VDD电压信号的引脚电连接，所述VSS输出端口与接收VSS电压信号的引脚电连接。通过本实用新型提供的电芯电压测量电路及电池，能在大电流快充方案中避免大电流压降的影响测量电芯电压。

Description

电芯电压测量电路及电池

技术领域

本实用新型涉及快速充电领域，特别涉及一种电芯电压测量电路及电池。

背景技术

目前，快充有高压快充和大电流快充两种方案，在大电流快充方案中，由于充电电流大，导致主回路压降增大，在连接器端口进行电芯电压测量会导致测量误差较大，从而导致充电不饱和。如果使用电量计方案来进行电芯电压测量，成本增加，方案竞争力下降。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种电芯电压测量电路及电池，能在大电流快充方案中避免大电流压降的影响测量电芯电压。

本实用新型提出一种电芯电压测量电路，包括接收端和第一IC芯片；

所述第一IC芯片设有VDD、VSS端口，VDD、VSS输出端口，所述第一IC芯片通过所述VDD、VSS输出端口输出VDD、VSS电压信号；所述VDD端口分别与电芯正极和接收端正极电连接；所述VSS端口分别与所述电芯负极和接收端负极电连接；

所述接收端设有两个接收所述VDD、VSS电压信号的引脚，所述VDD输出端口与接收VDD电压信号的引脚电连接，所述VSS输出端口与接收VSS电压信号的引脚电连接。

进一步地，还包括第一保护电路，所述第一保护电路的第一端与所述第一IC芯片电连接，所述第一保护电路的第二端与所述接收端负极电连接，所述第一保护电路的第三端与电芯负极电连接，所述第一IC芯片控制所述第一保护电路断开或闭合。

进一步地，所述第一保护电路包括第一MOS管、第二MOS管，所述第一MOS管与第二MOS管的漏极电连接；

第一MOS管的栅极与所述第一IC芯片的DOUT端电连接，源极与所述电芯负极电连接；

第二MOS管的栅极与所述第一IC芯片的COUT端电连接，源极与所述接收端负极端电连接。

进一步地，所述第一保护电路，还包括，第一电容；

所述第一电容的一端与所述第一MOS管的源极电连接，所述第一电容的另一端与所述第二MOS管的源极电连接。

进一步地，还包括：负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻的两端分别与所述第一IC芯片的VSS、TH端口电连接。

进一步地，还包括第二保护电路，所述第二保护电路的第一端分别与所述电芯正极和所述第一IC芯片的VDD端口电连接，所述第二保护电路的第二端与所述电芯负极电连接，所述第二保护电路的第三端与所述第一MOS管的源极电连接。

进一步地，所述第二保护电路包括，第二IC芯片、第三MOS管、第四MOS管，所述第二IC芯片的VDD端口分别与电芯正极和所述第一IC芯片的VDD端口电连接，所述第二IC芯片的VDD端口为第二保护电路的第一端，所述第二IC芯片的VSS端口与所述电芯负极电连接；

所述第三MOS管、第四MOS管的漏极电连接；第三MOS管的栅极与所述第二IC芯片的DOUT端口电连接，源极与所述电芯负极电连接，所述第三MOS管的源极为第二保护电路的第二端；

第四MOS管的栅极与所述第二IC芯片的COUT端口电连接，源极与所述第一MOS管的源极电连接，所述第四MOS管的源极为第二保护电路的第三端。

进一步地，还包括，第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一IC芯片的VM端口电连接，所述第一电阻的另一端与所述第二MOS管的源极连接。

进一步地，还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二MOS管的源极电连接，另一端与所述接收端电连接。

进一步地，所述电池包括电芯和上述任一项所述的电芯电压测量电路。

本实用新型提供的电芯电压测量电路适用于大电流快充方案中，避免大电流导致主回路压降增大，从而使得连接器端口测量到的电芯电压误差增大，通过本实用新型提供的电芯电压测量电路，不采用电计量方案，既降低成本，又准确测量电芯电压。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的电芯电压测量电路的电路结构示意图；

图2为本实用新型另一个实施例的电芯电压测量电路的电路结构示意图；

图3为本实用新型图2中A部的局部放大图；

图4为本实用新型图2中B部的局部放大图；

图5为本实用新型图2中C部的局部放大图。

本实用新型目的的实现、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实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，本实用新型一实施例提供一种电芯电压测量电路，应用于大电流快充方案中，包括接收端20和第一IC芯片30；

所述第一IC芯片30设有VDD、VSS端口，VDD、VSS输出端口，所述第一IC芯片30通过所述VDD、VSS输出端口输出VDD、VSS电压信号；所述VDD端口分别与电芯正极101和接收端正极201电连接；所述VSS端口分别与所述电芯负极102和接收端负极202电连接；

所述接收端20设有两个接收所述VDD、VSS电压信号的引脚，所述VDD输出端口与接收VDD电压信号的引脚电连接，所述VSS输出端口与接收VSS电压信号的引脚电连接。

在本实施例中，所述电芯10的正极B+101、负极B-102，接收端20，所述接收端20的正极P+201、负极P-202，第一IC芯片30，第一IC芯片30的VDD端口分别与B+101、P+201电连接，所述B-102、第一IC芯片30的VSS端口、P-202电连接，所述第一IC芯片30设有VDD、VSS输出端口，可输出VDD、VSS电压信号，接收端20上设有两个引脚用于接收第一IC芯片30输出的VDD、VSS电压信号，所述VDD输出端口与接收VDD电压信号的引脚电连接，在实际应用时，可直接由图2中的B+1端与接收端20上接收VDD电压信号的引脚电连接，所述VSS输出端口与接收VSS电压信号的引脚电连接，接收所述VDD、VSS电压信号，测量电芯电压时直接测量接收端20上的VDD、VSS电压，不需要测量P+201、P-202两端的电压值，接收端20直接从第一IC芯片30上接收VDD、VSS电压信号进行电芯电压测量，避免在大电流快充方案中由于主回路的压降导致电芯电压测量不准确，从而影响充电。

在一实施例中，所述电芯电压测量电路还包括第一保护电路40，所述第一保护电路40的第一端与所述第一IC芯片30电连接，所述第一保护电路40的第二端与所述接收端20负极电连接，所述第一保护电路40的第三端与电芯负极102电连接，所述第一IC芯片30控制所述第一保护电路40断开或闭合。

本实施例中，在所述电芯电压测量电路中设置第一保护电路40。具体的，第一保护电路40包括两个低内阻MOS管，所述低内阻MOS管可选用FCAB21350L、FCAB21490L等型号的MOS管，分别为第一MOS管401和第二MOS管402，第一MOS管401和第二MOS管402的漏极电连接，第一MOS管401的栅极与第一IC芯片30的DOUT端电连接，第一MOS管401的源极与所述电芯负极B-102电连接，第一IC芯片30通过第一MOS管401栅极电压控制第一MOS管401的开关来进行过流、过放、短路保护。第二MOS管402的栅极与第一IC芯片30的COUT端电连接，源极与所述接收端负极P-202电连接，第一IC芯片30通过第二MOS管402栅极电压控制第二MOS管402的开关来进行过充保护。

本实施例中，所述第一保护电路40采用低内阻MOS管在导通时降低功耗，保证电路的温升性能。所述第一IC芯片30在启动保护时切断所述接收端20上所述VDD、VSS电压信号输出，避免漏电，提高安全性能。

在一实施例中，所述第一保护电路40还包括第一电容403。

所述第一电容403的一端与所述第一MOS管401的源极电连接，所述第一电容403的另一端与所述第二MOS管402的源极电连接。

本实施例中，第一MOS管401与第二MOS管402极易受外界电磁场或静电的感应而带电，少量电荷就可能在极间电容上形成相当高的电压，从而将MOS管损坏，在第一保护电路40的两端并联第一电容403，第一电容403可以吸收静电，防止MOS管被静电击穿，保证了MOS管工作电流和电压的稳定。

在一实施例中，所述电芯电压测量电路还包括负温度系数热敏电阻60，所述负温度系数热敏电阻60的两端分别与所述第一IC芯片30的VSS、TH端口电连接。

本实施例中，所述负温度系数热敏电阻60的一端与所述第一IC芯片30的VSS端电连接，另一端与所述第一IC芯片30的TH端电连接，负温度系数热敏电阻60是一种在环境温度升高时，其阻值降低的电阻，通过检测负温度系数热敏电阻的阻值变化来启动温度保护，使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电，达到保护电池的效果。

如图2-图5所示，在一实施例中，所述电芯电压测量电路还包括第二保护电路，所述第二保护电路的第一端分别与所述电芯正极101和所述第一IC芯片30的VDD端口电连接，所述第二保护电路的第二端与所述电芯负极102电连接，所述第二保护电路的第三端与所述第一MOS管401的源极电连接。

本实施例中，通过设置第二保护电路，进行两重保护，提高电路安全性，所述第二保护电路的保护值比第一保护电路的保护值大，所述保护值包括过流保护电流，过充保护电压，过放保护电压等，例如，在过流保护时，当电路充放回路电流超过第一保护电路的设定的过流保护电流值时，第一保护电路便会失效，启动第二保护电路使第二保护电路的MOS管关断或导通；在过放保护时，当放电电路电压超过第一保护电路设定的过放保护电压值时，第一保护电路失效，第二保护电路启动，第二保护电路控制第二保护电路的MOS管断开，达到保护的目的；过充保护时，充电电路的充电电压大于第一保护电路的过充保护电压值时，第二保护电路启动，控制第二保护电路的MOS管断开，从而断开充电电路。

在一实施例中，所述第二保护电路包括第二IC芯片701、第三MOS管702、第四MOS管703，所述第二IC芯片701的VDD端口分别与电芯正极101和所述第一IC芯片30的VDD端口电连接，所述第二IC芯片701的VDD端口为第二保护电路的第一端，所述第二IC芯片701的VSS端口与所述电芯负极102电连接；

所述第三MOS管702、第四MOS管703的漏极电连接；第三MOS管702的栅极与所述第二IC芯片701的DOUT端口电连接，源极与所述电芯负极电102连接，所述第三MOS管702的源极为第二保护电路的第二端；

第四MOS管703的栅极与所述第二IC芯片701的COUT端口电连接，源极与所述第一MOS管401的源极电连接，所述第四MOS管703的源极为第二保护电路的第三端。

本实施例中，所述第二IC芯片701的VDD端口与所述B+101端电连接和第一IC芯片30的VDD端口电连接，VSS端口与所述B-102端电连接。所述MOS管为低内阻MOS管，所述低内阻MOS管可选用FCAB21350L、FCAB21490L等型号的MOS管，所述第三MOS管702、第四MOS管703的漏极电连接；第三MOS管702的栅极与所述第二IC芯片701的DOUT端口电连接，源极与所述电芯负极B-102电连接，第二IC芯片701通过第三MOS管702栅极电压控制第三MOS管702的开关来进行过流、过放、短路保护。第四MOS管703的栅极与所述第二IC芯片701的COUT端口电连接，源极与所述第一MOS管401的源极电连接，第二IC芯片701通过第四MOS管703栅极电压控制第四MOS管703的开关来进行过充保护。

在一实施例中，所述电芯电压测量电路还包括第一电阻，所述第一电阻50的一端与所述第一IC芯片30的VM端口电连接，所述第一电阻50的另一端与所述第二MOS管402的源极连接。

本实施例中，通过第一电阻50检测第一IC芯片30VM端的电流，进行过流和短路检测。

在一实施例中，还包括第二电阻80，所述第二电阻80的一端与所述第二MOS管的源极电连接，另一端与所述接收端20电连接。

本实施例中，所述第二电阻80为温度检测电阻，用于检测温度，可以是热敏电阻，温度检测电阻用于检测上述电路的B-102和P-202间的温度变化，并将数据实时反馈给外部设备，如手机端，实时监测防止保护电路出现过热现象而损坏元器件；第二电阻的一端与第二MOS管的源极连接，另一端与接收端20电连接，接收端20上设置有NTC端，NTC端是接收端20上设置的用于温度检测电阻的端子，第二电阻80与NTC端连接，外部设备便可以通过连接至接收端20的第二电阻80来检测电芯10温度。

本实用新型还提供了一种电池，所述电池包括电芯10和上述任一实施例所述的电芯电压测量电路。

本实施例中，所述电池包括上述任一实施例所述的电芯电压测量电路，通过直接测量接收端20上的VDD、VSS电压信号，不需要测量P+201、P-202两端的电压值，接收端20直接从第一IC芯片10上接收VDD、VSS电压信号进行电芯电压测量，避免在大电流快充方案中由于主回路的压降导致电芯电压测量不准确，从而影响充电。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电芯电压测量电路，其特征在于，包括接收端和第一IC芯片；

所述第一IC芯片设有VDD、VSS端口，VDD、VSS输出端口，所述第一IC芯片通过所述VDD、VSS输出端口输出VDD、VSS电压信号；所述VDD端口分别与电芯正极和接收端正极电连接；所述VSS端口分别与所述电芯负极和接收端负极电连接；

所述接收端设有两个接收所述VDD、VSS电压信号的引脚，所述VDD输出端口与接收VDD电压信号的引脚电连接，所述VSS输出端口与接收VSS电压信号的引脚电连接。

2.根据权利要求1所述的电芯电压测量电路，其特征在于，还包括第一保护电路，所述第一保护电路的第一端与所述第一IC芯片电连接，所述第一保护电路的第二端与所述接收端负极电连接，所述第一保护电路的第三端与电芯负极电连接，所述第一IC芯片控制所述第一保护电路断开或闭合。

3.根据权利要求2所述的电芯电压测量电路，其特征在于，所述第一保护电路包括第一MOS管、第二MOS管，所述第一MOS管与第二MOS管的漏极电连接；

第一MOS管的栅极与所述第一IC芯片的DOUT端电连接，源极与所述电芯负极电连接；

第二MOS管的栅极与所述第一IC芯片的COUT端电连接，源极与所述接收端负极端电连接。

4.根据权利要求3所述的电芯电压测量电路，其特征在于，所述第一保护电路还包括第一电容；

所述第一电容的一端与所述第一MOS管的源极电连接，所述第一电容的另一端与所述第二MOS管的源极电连接。

5.根据权利要求1所述的电芯电压测量电路，其特征在于，还包括：负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻的两端分别与所述第一IC芯片的VSS、TH端口电连接。

6.根据权利要求3所述的电芯电压测量电路，其特征在于，还包括第二保护电路，所述第二保护电路的第一端分别与所述电芯正极和所述第一IC芯片的VDD端口电连接，所述第二保护电路的第二端与所述电芯负极电连接，所述第二保护电路的第三端与所述第一MOS管的源极电连接。

7.根据权利要求6所述的电芯电压测量电路，其特征在于，所述第二保护电路包括第二IC芯片、第三MOS管、第四MOS管，所述第二IC芯片的VDD端口分别与电芯正极和所述第一IC芯片的VDD端口电连接，所述第二IC芯片的VDD端口为第二保护电路的第一端，所述第二IC芯片的VSS端口与所述电芯负极电连接；

所述第三MOS管、第四MOS管的漏极电连接；第三MOS管的栅极与所述第二IC芯片的DOUT端口电连接，源极与所述电芯负极电连接，所述第三MOS管的源极为第二保护电路的第二端；

第四MOS管的栅极与所述第二IC芯片的COUT端口电连接，源极与所述第一MOS管的源极电连接，所述第四MOS管的源极为第二保护电路的第三端。

8.根据权利要求3所述的电芯电压测量电路，其特征在于，还包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一IC芯片的VM端口电连接，所述第一电阻的另一端与所述第二MOS管的源极连接。

9.根据权利要求3所述的电芯电压测量电路，其特征在于，还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二MOS管的源极电连接，另一端与所述接收端电连接。

10.一种电池，其特征在于，所述电池包括电芯和上述权利要求1-9中任一项所述的电芯电压测量电路。

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