CN214380150U - 电池安全分流电路、电池和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池安全分流电路、电池和电子设备。电池安全分流电路包括：电芯用于提供驱动电压，电流检测模块与电芯连接，驱动电压用于驱动电流检测模块进入工作状态，电流检测模块用于在工作状态时检测流经电芯的电流和根据检测到的电流输出检测数据，控制模块与电流检测模块连接，控制模块用于接收检测数据，并用于根据检测数据输出控制信号，充电模块用于分别连接控制模块和电芯，充电模块用于接收控制信号，并用于根据控制信号向电芯输出充电电流。通过设置电流检测模块，可以检测不同电芯在充放电过程中的电流大小，并根据检测到的电流大小灵活调节充电电流，提高电池的安全性与使用寿命。

Description

电池安全分流电路、电池和电子设备

技术领域

本申请涉及电池领域，尤其是涉及一种电池安全分流电路、电池和电子设备。

背景技术

为了满足用户对不同电池容量和电压的需求，一般把多个电池电芯进行并联和串联的组合，形成电池组。由于制造工艺的缺陷和安装导致的使用环境的差异，单个电芯的容量大小会产生不同，电池组在充放电过程中，会出现电芯电流分配不均的问题，导致个别电芯容易过充和加速老化，影响电池的安全性和使用寿命。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电池安全分流电路，能够检测不同电芯在充放电过程中的电流大小，并控制充电电流，提高电池的安全性和使用寿命。

根据本申请的第一方面实施例的电池安全分流电路，包括：电芯，所述电芯用于提供驱动电压；电流检测模块，所述电流检测模块与所述电芯连接，所述驱动电压用于驱动所述电流检测模块进入工作状态，所述电流检测模块用于在所述工作状态时检测流经所述电芯的电流和根据检测到的电流输出检测数据；控制模块，所述控制模块与所述电流检测模块连接，所述控制模块用于接收所述检测数据，并用于根据所述检测数据输出控制信号；充电模块，所述充电模块用于分别连接所述控制模块和所述电芯，所述充电模块用于接收所述控制信号，并用于根据所述控制信号向所述电芯输出充电电流。

根据本申请实施例的电池安全分流电路，至少具有如下有益效果：通过设置电流检测模块，可以检测不同电芯在充放电过程中的电流大小，并根据检测到的电流大小灵活调节充电电流，提高电池的安全性与使用寿命。

根据本申请的一些实施例，所述电流检测模块包括：电流检测芯片，所述电流检测芯片的驱动端与所述电芯的负极连接；第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述电流检测芯片的接地端和所述电流检测芯片的负极输入端，所述第一电阻的另一端连接所述电流检测芯片的正极输入端并接地。

根据本申请的一些实施例，所述电流检测模块还包括第一电容、第二电阻、第三电阻，所述第二电阻的一端连接所述正极输入端，所述第二电阻的另一端接地，所述第三电阻的一端连接所述负极输入端，所述第三电阻的另一端连接所述第一电阻，所述第一电容的一端连接所述正极输入端，所述第一电容的另一端连接所述负极输入端。

根据本申请的一些实施例，所述电流检测模块还包括第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管，所述第一瞬态抑制二极管的一端连接所述电流检测芯片的时钟信号端，所述第一瞬态抑制二极管的另一端连接所述第一电阻，所述第二瞬态抑制二极管的一端连接所述电流检测芯片的数据信号端，所述第二瞬态抑制二极管的另一端连接所述第一电阻。

根据本申请的一些实施例，所述电流检测模块还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的一端连接所述电流检测芯片的时钟信号端，所述第四电阻的另一端连接所述第一瞬态抑制二极管，所述第五电阻的一端连接所述电流检测芯片的数据信号端，所述第五电阻的另一端连接所述第二瞬态抑制二极管。

根据本申请的一些实施例，所述电流检测模块还包括第二电容，所述第二电容的一端连接所述电流检测芯片的驱动端，所述第二电容的另一端连接所述电流检测芯片的接地端。

根据本申请的一些实施例，所述电流检测模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端连接所述电芯的负极，所述第六电阻的另一端连接所述电流检测芯片的驱动端。

根据本申请的第二方面实施例的一种电池，包括上述第一方面的一种电池安全分流电路。

根据本申请的第三方面实施例的一种电子设备，包括上述第一方面的一种电池安全分流电路。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请实施例的电池安全分流电路的模块框图；

图2为本申请实施例的电流检测模块的电路图；

附图标记：

电芯110、电流检测模块120、控制模块130、充电模块140。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

一些实施例，参照图1，电池安全分流电路包括：包括：电芯110、电流检测模块120、控制模块130、充电模块140，电芯110用于提供驱动电压，电流检测模块120与电芯110连接，驱动电压用于驱动电流检测模块120进入工作状态，电流检测模块120用于在工作状态时检测流经电芯110的电流和根据检测到的电流输出检测数据，控制模块130与电流检测模块120连接，控制模块130用于接收检测数据，并用于根据检测数据输出控制信号，充电模块140用于分别连接控制模块130和电芯110，充电模块140用于接收控制信号，并用于根据控制信号向电芯110输出充电电流。

不同容量的电池组在充电过程中，由于容量不同，容量较小的电芯110会先充满电，若此时继续充电，则会导致电芯110过冲，影响电池的安全性与使用寿命。

电流检测模块120用于检测单个电芯110支路中的电流大小，当电芯110进行充电时，电流检测模块120即可以检测到充电电流的大小，并输出检测数据。电流检测模块120整体与电芯110串联，充电时的充电电流即为电流检测模块120整体的驱动电流，同时检测流经电流检测模块120的电流大小，不需要独立设置电流检测模块120的驱动电路，就具有检测电流大小的功能，简化电路结构，节省物料成本。

一些实施例中，控制模块130为微控制单元，通过接收电流检测模块120输出的电流检测数据，通过计算，得到当前电芯110的充电量大小，并根据预设的阈值，调整充电电流的大小或者停止充电。示例，当检测到当前电芯110的充电量大于预设的最大容量的1.3倍时，降低充电电流。降低充电电流的具体过程为，控制模块130向充电模块140发送控制指令，充电模块140根据控制指令，调整输出到目标电芯110的充电电流的大小，从而保证每个电芯110根据自身的容量大小，调整充电电流的大小，防止过充，调高电芯110的使用寿命与安全性。

一些示例，电流检测模块120的数量与电芯110的数量相同，电芯110的容量也可以任意设置，通过电池安全分流电路，可以对每一个支路上电芯110的充电电流进行监测，并根据检测数据分别控制充电电流的大小，防止过充，提高电池的安全性与使用寿命。

一些实施例，参照图2，电流检测模块120包括：电流检测芯片U1和第一电阻R1，电流检测芯片U1的驱动端与电芯110的负极连接，第一电阻R1的一端连接电流检测芯片U1的接地端和电流检测芯片U1的负极输入端，第一电阻R1的另一端连接电流检测芯片U1的正极输入端并接地。电流检测芯片U1的引脚12即为驱动端，用于连接驱动电源，驱动电流检测芯片U1正常工作。电流检测芯片U1的引脚3为正极输入端，电流检测芯片U1的引脚4为负极输入端，其共同组成差分电压的输入端，用于计算第一电阻R1上的电压大小。第一电阻R1为精密电阻，通过电流检测芯片U1内部设置的ADC转换电路，将第一电阻R1上的电压转化为电流，从而精确检测出流经第一电阻R1的电流大小。第一电阻R1接地设置，通过电流检测芯片U1的引脚12流入的电流信号，最终都会经过第一电阻R1流入地端，因此流经第一电阻R1的电流大小可以反映电芯110支路上充电电流的大小，从而达到检测充电电流的功能。

一些实施例，电流检测模块120还包括第一电容C1、第二电阻R2、第三电阻R3，第二电阻R2的一端连接正极输入端，第二电阻R2的另一端接地，第三电阻R3的一端连接负极输入端，第三电阻R3的另一端连接第一电阻R1，第一电容C1的一端连接正极输入端，第一电容C1的另一端连接负极输入端。通过在电流检测芯片U1的正极输入端与负极输入端之间设置RC低通滤波电路，可以过滤掉输入的电流信号中的高频噪声信号，提高电流检测芯片U1的检测精度与准确性。

一些实施例，电流检测模块120还包括第一瞬态抑制二极管D1和第二瞬态抑制二极管D2，第一瞬态抑制二极管D1的一端连接电流检测芯片U1的时钟信号端，第一瞬态抑制二极管D1的另一端连接第一电阻R1，第二瞬态抑制二极管D2的一端连接电流检测芯片U1的数据信号端，第二瞬态抑制二极管D2的另一端连接第一电阻R1。电流检测芯片U1的引脚6为时钟信号端，电流检测芯片U1的引脚7为数据信号端，用于与控制模块130连接，采用I²C的通信方式，将处理后的数字电流信号传输给控制模块130。电流检测芯片U1的引脚1与引脚2为地址选择端口，当电流检测模块120有多个时，用户可以根据实际的需求选择不同地址，完成多个电流检测芯片U1与控制模块130通信的功能。将时钟信号端和数据信号端通过瞬态抑制二极管接地，避免数据总线和控制总线受到不必要的噪声信号的影响，提高传输过程的稳定性。

一些实施例，电流检测模块120还包括第四电阻R4和第五电阻R5，第四电阻R4的一端连接电流检测芯片U1的时钟信号端，第四电阻R4的另一端连接第一瞬态抑制二极管D1，第五电阻R5的一端连接电流检测芯片U1的数据信号端，第五电阻R5的另一端连接第二瞬态抑制二极管D2。设置第四电阻R4和第五电阻R5用于阻抗匹配，提升信号的传输效率。

一些实施例，电流检测模块120还包括第二电容C2，第二电容C2的一端连接电流检测芯片U1的驱动端，第二电容C2的另一端连接电流检测芯片U1的接地端。设置第二电容C2用于滤除输入电流检测芯片U1电流信号中的交流信号，提高电流检测芯片U1工作的稳定性。

一些实施例，电流检测模块120还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端连接电芯110的负极，第六电阻R6的另一端连接电流检测芯片U1的驱动端。设置第六电阻R6用于分压，使施加在电流检测芯片U1上的电压大小在其正常工作电压范围以内，保证电流检测芯片U1稳定工作。

本申请的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例”、“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (9)

1.一种电池安全分流电路，其特征在于，包括：

电芯，所述电芯用于提供驱动电压；

电流检测模块，所述电流检测模块与所述电芯连接，所述驱动电压用于驱动所述电流检测模块进入工作状态，所述电流检测模块用于在所述工作状态时检测流经所述电芯的电流和根据检测到的电流输出检测数据；

控制模块，所述控制模块与所述电流检测模块连接，所述控制模块用于接收所述检测数据，并用于根据所述检测数据输出控制信号；

充电模块，所述充电模块用于分别连接所述控制模块和所述电芯，所述充电模块用于接收所述控制信号，并用于根据所述控制信号向所述电芯输出充电电流。

2.根据权利要求1所述的电池安全分流电路，其特征在于，所述电流检测模块包括：

电流检测芯片，所述电流检测芯片的驱动端与所述电芯的负极连接；

第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述电流检测芯片的接地端和所述电流检测芯片的负极输入端，所述第一电阻的另一端连接所述电流检测芯片的正极输入端并接地。

3.根据权利要求2所述的电池安全分流电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括第一电容、第二电阻、第三电阻，所述第二电阻的一端连接所述正极输入端，所述第二电阻的另一端接地，所述第三电阻的一端连接所述负极输入端，所述第三电阻的另一端连接所述第一电阻，所述第一电容的一端连接所述正极输入端，所述第一电容的另一端连接所述负极输入端。

4.根据权利要求2所述的电池安全分流电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管，所述第一瞬态抑制二极管的一端连接所述电流检测芯片的时钟信号端，所述第一瞬态抑制二极管的另一端连接所述第一电阻，所述第二瞬态抑制二极管的一端连接所述电流检测芯片的数据信号端，所述第二瞬态抑制二极管的另一端连接所述第一电阻。

5.根据权利要求4所述的电池安全分流电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的一端连接所述电流检测芯片的时钟信号端，所述第四电阻的另一端连接所述第一瞬态抑制二极管，所述第五电阻的一端连接所述电流检测芯片的数据信号端，所述第五电阻的另一端连接所述第二瞬态抑制二极管。

6.根据权利要求2所述的电池安全分流电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括第二电容，所述第二电容的一端连接所述电流检测芯片的驱动端，所述第二电容的另一端连接所述电流检测芯片的接地端。

7.根据权利要求2所述的电池安全分流电路，其特征在于，所述电流检测模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端连接所述电芯的负极，所述第六电阻的另一端连接所述电流检测芯片的驱动端。

8.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的电池安全分流电路。

9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的电池安全分流电路。

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