CN214380191U - 一种自切断电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自切断电池装置，包括电池组件、充放电模块、电源管理模块、电流检测模块、主控模块以及操控模块，充放电模块的第一输送端与电池组件连接，充放电模块的第二输送端能够与外部设备连接以形成充放电回路，电源管理模块与充放电模块的受控端连接以能够控制充放电模块通断，电池组件与电源管理模块连接以供电，电流检测模块与充放电回路连接以检测工作电流，主控模块与电流检测模块连接，主控模块与电源管理模块连接以控制电源管理模块启停，操控模块与主控模块连接以控制主控模块启动，本设计能够稳定检测电池装置充放电情况，并且自动控制电源管理模块停止运行，节省电能。

Description

一种自切断电池装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种自切断电池装置。

背景技术

传统的电池装置，设置有电池组件，电池组件能够为外部设备供电，同时还能够由外部设备为电池组件充电，其中需要设置电源管理模块来控制充放电的合理运行，然而，当外部设备停止运行，例如利用电池装置为机动车供电，当机动车熄火后，电源管理模块仍然在运行，导致电池组件中的电能仍然需要为电源管理模块供电，而导致电能浪费。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种自切断电池装置，根据充放电的运行情况自动控制电源管理模块停止运行，节省电能。

根据本实用新型的第一方面实施例的一种自切断电池装置，包括：电池组件；充放电模块，包括第一输送端、第二输送端以及受控端，所述充放电模块的第一输送端与所述电池组件连接，所述充放电模块的第二输送端能够与外部设备连接以形成充放电回路；电源管理模块，与所述充放电模块的受控端连接以能够控制所述充放电模块通断，所述电池组件与所述电源管理模块连接以供电；电流检测模块，与所述充放电回路连接以检测工作电流；主控模块，与所述电流检测模块连接，所述主控模块与所述电源管理模块连接以控制所述电源管理模块启停；操控模块，所述操控模块与所述主控模块连接以控制所述主控模块启动。

根据本实用新型实施例的一种自切断电池装置，至少具有如下有益效果：

本实用新型自切断电池装置，外部用电设备可以接入电池装置，电源管理模块控制充放电模块运行，从而能够由电池组件为用电设备供电，而外部供电设备接入电池装置，电源管理模块也会控制充放电模块运行，从而能够由供电设备为电池组件供电，而当外部用电设备停止使用、外部供电设备停止供电或者外部用电设备、外部用电设备与电池装置断开连接，电流检测模块检测充放电回路中没有工作电流，则主控模块能够控制电源管理模块停止工作，从而减少电能的消耗，同时主控模块也会进入休眠状态，待需要再次使用时，可以通过操控模块唤醒主控模块，再由主控模块控制电源管理模块启动运行，本设计能够稳定检测电池装置充放电情况，并且自动控制电源管理模块停止运行，节省电能。

根据本实用新型的一些实施例，所述电流检测模块包括采样电阻组，所述采样电阻组与所述充放电回路串联，所述电源管理模块包括采样端、反馈端以及受控端，所述电源管理模块的采样端与所述采样电阻组连接，所述主控模块分别与所述电源管理模块的反馈端和所述电源管理模块的受控端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述充放电模块包括充电单元以及放电单元，所述充电单元与所述放电单元串联形成串联支路，所述串联支路的一端与所述电池组件连接，所述串联支路的另一端能够与外部设备连接；所述充电单元包括若干个充电组件，所述充电组件包括第一二极管和第一开关管，所述第一二极管的阳极与所述第一开关管的输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一开关管的输入端连接；所述放电单元包括若干个放电组件，所述放电组件包括第二二极管和第二开关管，所述第二二极管的阳极分别与所述第二开关管的输出端连接，所述第二二极管的阴极与所述第二开关管的输入端连接，所述电源管理模块分别与所述第一开关管的受控端以及所述第二开关管的受控端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述充电组件有多个，并且多个所述充电组件相互并联。

根据本实用新型的一些实施例，所述放电组件有多个，并且多个所述放电组件相互并联。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一二极管的阳极与电池组件的正极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第二二极管的阴极以及所述电源管理模块连接以为所述电源管理模块供电，所述第二二极管的阳极能够与外部设备连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括用于与外部设备连接的连接端口，所述电池组件、所述充放电模块以及所述连接端口连接以形成所述充放电回路。

根据本实用新型的一些实施例，还包括反接检测模块，所述反接检测模块与所述连接端口连接以检测外部设备与所述连接端口的连接极向，所述反接检测模块与所述第二开关管的受控端连接以根据连接极向情况控制所述第二开关管断开。

根据本实用新型的一些实施例，所述反接检测模块包括第三开关管，所述第三开关管的输入端与所述连接端口的正极连接，所述第三开关管的受控端与所述连接端口的负极连接，所述第三开关管的输出端分别与所述第二开关管的受控端连接以控制所述第二开关管断开。

根据本实用新型的一些实施例，还包括多个电量检测单元，所述电池组件包括多个依次串联的电池元件，每个电量检测单元与每个电池元件配对，所述电量检测单元与对应的所述电池元件连接以检测电量信息，所述电源管理模块与所述电量检测单元连接。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型电池装置其中一种实施例的原理结构框图；

图2为本实用新型电池装置其中一种实施例的电源管理模块以及充放电模块的电路示意图；

图3为本实用新型电池装置其中一种实施例的主控模块以及操控模块的电路示意图。

附图标记：

电池组件100、电池元件110、充放电模块200、充电单元210、充电组件211、放电单元220、放电组件221、电源管理模块300、电流检测模块400、主控模块500、稳压模块510、晶振模块520、操控模块530、电量检测单元600、连接端口700、反接检测模块800。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，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。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，根据本实用新型的第一方面实施例的一种自切断电池装置，包括电池组件100、充放电模块200、电源管理模块300、电流检测模块400、主控模块500以及操控模块530，充放电模块200包括第一输送端、第二输送端以及受控端，充放电模块200的第一输送端与电池组件100连接，充放电模块200的第二输送端能够与外部设备连接以形成充放电回路；电源管理模块300与充放电模块200的受控端连接以能够控制充放电模块200通断，电池组件100与电源管理模块300连接以供电，电流检测模块400与充放电回路连接以检测工作电流，主控模块500与电流检测模块400连接，主控模块500与电源管理模块300连接以控制电源管理模块300启停，操控模块530与主控模块500连接以控制主控模块500启动。

其中，主控模块500可以由MCU或者CPU及其外围电路构成，如图3所示，还包括稳压模块510以及晶振模块520，稳压模块510由常规的稳压芯片构成，稳压模块510分别与电池组件100以及主控模块500连接，对电池组件100输出的电压进行调制，可以形成3.3V、4.8V或者5V等电压等级为不同类型的主控模块500供电，晶振模块520为主控模块500提供晶振信号，主控模块500可以根据晶振信号形成时钟信号以对电源管理模块300控制。

操控模块530可以由按键构成，如图所示，通过按压按键K2形成触发信号给主控模块500，以复位唤醒主控模块500，操控模块530还可以是电容触碰按键、指纹识别器等。

电源管理模块300可以在常规的电源管理芯片中选用，主控模块500通过拉低电源管理芯片的使能脚，可以使得电源管理芯片进入停止状态。

本实用新型自切断电池装置，可以应用于机动车，外部用电设备(机动车用电设备)可以接入电池装置，电源管理模块300控制充放电模块200运行，从而能够由电池组件100为用电设备供电，而外部供电设备(机动车供电设备)接入电池装置，电源管理模块300也会控制充放电模块200运行，从而能够由供电设备为电池组件100供电，而当外部用电设备停止使用、外部供电设备停止供电或者外部用电设备、外部用电设备与电池装置断开连接，电流检测模块400检测充放电回路中没有工作电流，则主控模块500能够控制电源管理模块300停止工作，具体的，当没有工作电流，主控模块500可以在一定时间之后(3分钟、10分钟或者更多)控制电源管理模块300停止工作，从而减少电能的消耗，同时主控模块500也会进入休眠状态，待需要再次使用时，可以通过操控模块530唤醒主控模块500，再由主控模块500控制电源管理模块300启动运行，本设计能够稳定检测电池装置充放电情况，并且自动控制电源管理模块300停止运行，节省电能。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、2所示，还包括多个电量检测单元600，电池组件100包括多个依次串联的电池元件110，每个电量检测单元600与每个电池元件110配对，电量检测单元600与对应的电池元件110连接以检测电量信息，电源管理模块300与电量检测单元600连接。

具体地，电量检测单元600可以集成于电源管理模块300内，相当于电源管理模块300具有多个端口，每个端口分别与两两电池元件110之间的连接节点连接，从而通过检测电池元件110正、负极的电压来判断电池元件110的电量情况，电量检测单元600还能够是电压检测芯片，与每个电池元件110配对，从而检测电池元件110的电压，从而得知各个电池元件110的电量情况，在电池元件110电量过低时，控制充放电模块200运行以停止对外放电，并及时提醒需要进行充电。

在本实用新型的一些实施例中，电流检测模块400包括采样电阻组，采样电阻组与充放电回路串联，电源管理模块300包括采样端、反馈端以及受控端，电源管理模块300的采样端与采样电阻组连接，主控模块500分别与电源管理模块300的反馈端和电源管理模块300的受控端连接。

具体地，如图2所示，采样电阻组可以由多个电阻(RS1、RS2、RS3……)并联而成，电源管理模块300通过电阻R79与采样电阻组连接以形成分压采集电路，从而换算得出工作电流。

电源管理模块300的采样端从采样电阻组获取工作电流信息，并将工作电流信息从电源管理模块300的反馈端传输至主控模块500，经过主控模块500分析处理后输出控制信号到电源管理模块300的受控端，控制电源管理模块300运行。

在本实用新型的一些实施例中，充放电模块200包括充电单元210以及放电单元220，充电单元210与放电单元220串联形成串联支路，串联支路的一端与电池组件100连接，串联支路的另一端能够与外部设备连接；充电单元210包括若干个充电组件211，充电组件211包括第一二极管和第一开关管，第一二极管的阳极与第一开关管的输出端连接，第一二极管的阴极与第一开关管的输入端连接；放电单元220包括若干个放电组件221，放电组件221包括第二二极管和第二开关管，第二二极管的阳极分别与第二开关管的输出端连接，第二二极管的阴极与第二开关管的输入端连接，电源管理模块300分别与第一开关管的受控端以及第二开关管的受控端连接。

其中，充电组件211有多个，并且多个充电组件211相互并联；放电组件221有多个，并且多个放电组件221相互并联，从而可以提高工作电流的传输负荷能力。

其中，第一开关管和第二开关管均可以采用三极管、MOS管或者可控硅，具体地，如图2所示，第一开关管和第二开关管均采用N沟道MOS管，第一开关管以MOS管Q37为例，第二开关管以MOS管Q44为例说明，MOS管Q37的源极与第一二极管的阳极连接，MOS管Q37的漏极与第一二极管的阴极连接，MOS管Q44的源极与第二二极管的阳极连接，MOS管Q44的漏极与第二二极管的阴极连接。

在本实用新型的一些实施例中，第一二极管的阳极与电池组件100的正极连接，第一二极管的阴极分别与第二二极管的阴极以及电源管理模块300连接以为电源管理模块300供电，第二二极管的阳极能够与外部设备连接。

当接入的外部设备为用电设备，电池组件100、第一二极管、第二开关管、外部设备以及采样电阻组形成供电回路，当接入的外部设备为供电设备，外部设备、第二二极管、第一开关管、电池组件100以及采样电阻组形成充电回路。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、2所示，还包括用于与外部设备连接的连接端口700，电池组件100、充放电模块200以及连接端口700连接以形成充放电回路。

具体地，连接端口700包括正极和负极，电池组件100的正极与充放电模块200的第一输送端连接，充放电模块200的第二输送端与连接端口700的正极连接，连接端口700的负极与采样电阻组的一端连接，采样电阻组的另一端与电池组件100的另一端连接。

在充电过程中，为了防止外部供电设备在接入连接端口700时正负极反转，导致电池装置以及外部供电设备存在损坏的情况，在本实用新型的一些实施例中，还包括反接检测模块800，反接检测模块800与连接端口700连接以检测外部设备与连接端口700的连接极向，反接检测模块800与第二开关管的受控端连接以根据连接极向情况控制第二开关管断开。

在本实用新型的一些实施例中，反接检测模块800包括第三开关管，第三开关管的输入端与连接端口700的正极连接，第三开关管的受控端与连接端口700的负极连接，第三开关管的输出端分别与第二开关管的受控端连接以控制第二开关管断开，其中，第三开关管可以是三极管、MOS管等，如图2所示，第三开关管为P沟道的MOS管Q50。

当外部供电设备与连接端口700反接，连接端口700的正极输出低电平，而连接端口700的负极输出高电平，MOS管Q50导通，从而拉低第二开关管，第二开关管为N沟道MOS管，第二开关管断开，使得电池组件100不能向外部供电设备反向供电。

在本实用新型的一些实施例中，反接检测模块800还可以是电压检测芯片或者比较电路，分别与连接端口700的正极和负极连接，当连接端口700的正极和负极之间电压反向，则可以控制第二开关管断开。

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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种自切断电池装置，其特征在于，包括：

电池组件；

充放电模块，包括第一输送端、第二输送端以及受控端，所述充放电模块的第一输送端与所述电池组件连接，所述充放电模块的第二输送端能够与外部设备连接以形成充放电回路；

电源管理模块，与所述充放电模块的受控端连接以能够控制所述充放电模块通断，所述电池组件与所述电源管理模块连接以供电；

电流检测模块，与所述充放电回路连接以检测工作电流；

主控模块，与所述电流检测模块连接，所述主控模块与所述电源管理模块连接以控制所述电源管理模块启停；

操控模块，所述操控模块与所述主控模块连接以控制所述主控模块启动。

2.根据权利要求1所述的一种自切断电池装置，其特征在于：所述电流检测模块包括采样电阻组，所述采样电阻组与所述充放电回路串联，所述电源管理模块包括采样端、反馈端以及受控端，所述电源管理模块的采样端与所述采样电阻组连接，所述主控模块分别与所述电源管理模块的反馈端和所述电源管理模块的受控端连接。

3.根据权利要求1所述的一种自切断电池装置，其特征在于：所述充放电模块包括充电单元以及放电单元，所述充电单元与所述放电单元串联形成串联支路，所述串联支路的一端与所述电池组件连接，所述串联支路的另一端能够与外部设备连接；所述充电单元包括若干个充电组件，所述充电组件包括第一二极管和第一开关管，所述第一二极管的阳极与所述第一开关管的输出端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一开关管的输入端连接；所述放电单元包括若干个放电组件，所述放电组件包括第二二极管和第二开关管，所述第二二极管的阳极分别与所述第二开关管的输出端连接，所述第二二极管的阴极与所述第二开关管的输入端连接，所述电源管理模块分别与所述第一开关管的受控端以及所述第二开关管的受控端连接。

4.根据权利要求3所述的一种自切断电池装置，其特征在于：所述充电组件有多个，并且多个所述充电组件相互并联。

5.根据权利要求3所述的一种自切断电池装置，其特征在于：所述放电组件有多个，并且多个所述放电组件相互并联。

6.根据权利要求3所述的一种自切断电池装置，其特征在于：所述第一二极管的阳极与电池组件的正极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第二二极管的阴极以及所述电源管理模块连接以为所述电源管理模块供电，所述第二二极管的阳极能够与外部设备连接。

7.根据权利要求3所述的一种自切断电池装置，其特征在于：还包括用于与外部设备连接的连接端口，所述电池组件、所述充放电模块以及所述连接端口连接以形成所述充放电回路。

8.根据权利要求7所述的一种自切断电池装置，其特征在于：还包括反接检测模块，所述反接检测模块与所述连接端口连接以检测外部设备与所述连接端口的连接极向，所述反接检测模块与所述第二开关管的受控端连接以根据连接极向情况控制所述第二开关管断开。

9.根据权利要求8所述的一种自切断电池装置，其特征在于：所述反接检测模块包括第三开关管，所述第三开关管的输入端与所述连接端口的正极连接，所述第三开关管的受控端与所述连接端口的负极连接，所述第三开关管的输出端分别与所述第二开关管的受控端连接以控制所述第二开关管断开。

10.根据权利要求1所述的一种自切断电池装置，其特征在于：还包括多个电量检测单元，所述电池组件包括多个依次串联的电池元件，每个电量检测单元与每个电池元件配对，所述电量检测单元与对应的所述电池元件连接以检测电量信息，所述电源管理模块与所述电量检测单元连接。

Images