CN215119012U - 电池管理系统用的检控处理合封器件和检控处理装置 - Google Patents

电池管理系统用的检控处理合封器件和检控处理装置 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种电池管理系统用的检控处理合封器件,包括:功率开关芯片,集成有充电控制开关和/或放电控制开关,设置在电池正端与负载/充电器正端之间、或者设置在电池负端与负载/充电器负端之间,并且通过充电控制开关和/或放电控制开关的导通与断开来控制电池的充电和/或放电;电池管理芯片,至少用于检测电池的充电和/或放电电流和/或温度、电池电压,以及提供充电控制开关和/或放电控制开关的导通与断开的控制信号;处理芯片,接收来自电池管理芯片的信号以及向电池管理芯片提供信号,至少能够计算电池的电量;以及基座,功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片以堆叠的形式设置在基座上。本公开还提供了一种检控处理装置。

Description

电池管理系统用的检控处理合封器件和检控处理装置
技术领域
本公开涉及一种电池管理系统用的检控处理合封器件和检控处理装置。
背景技术
在电池管理系统中,通常使用充放电开关、电池管理芯片、和微处理器等。在实际使用过程中,用户需要对这些器件进行设置,连接,并且通过设置在印刷电路板上来实现相应的功能。
但是在使用的过程中,充放电开关较薄,并且使用时容易破碎,而且由于需要将各种器件设置在电路板上,这样也会相应的增加电路板的面积。由于不同的器件在安装完成后,需要进行校准然后才能进行使用,这样将会带来巨大的成本。
现有设计中,安全设计不足。而且,保护之后的恢复条件固定,保护之后,无法对电池状态进行读取。
实用新型内容
为了解决上述技术问题之一,本公开提供了一种电池管理系统用的检控处理合封器件和检控处理装置。
根据本公开的一个方面,一种电池管理系统用的检控处理合封器件,包括:
功率开关芯片,所述功率开关芯片集成有充电控制开关和/或放电控制开关,所述功率开关芯片设置在电池正端与负载/充电器正端之间、或者设置在电池负端与负载/充电器负端之间,并且通过充电控制开关和/或放电控制开关的导通与断开来控制电池的充电和/或放电;
电池管理芯片,所述电池管理芯片至少用于检测所述电池的充电和/或放电电流和/或温度、电池电压,以及提供充电控制开关和/或放电控制开关的导通与断开的控制信号;
处理芯片,所述处理芯片接收来自所述电池管理芯片的信号以及向所述电池管理芯片提供信号,所述处理芯片至少能够计算所述电池的电量;以及
基座,所述功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片以堆叠的形式设置在所述基座上。
根据本公开的至少一个实施方式,所述功率开关芯片设置在所述基座上,并且所述电池管理芯片以堆叠形式设置在所述功率开关芯片,以及所述处理芯片以堆叠形式设置在所述功率开关芯片。
根据本公开的至少一个实施方式,所述电池管理芯片与所述处理芯片以并排方式设置在所述功率开关芯片远离所述基座的一侧表面。
根据本公开的至少一个实施方式,所述功率开关芯片设置在所述基座上,并且所述电池管理芯片设置在所述基座上,并且所述处理芯片设置在所述功率开关芯片上或者设置在所述电池管理芯片上。
根据本公开的至少一个实施方式,所述功率开关芯片设置在所述基座上,并且所述处理芯片设置在所述基座上,并且所述电池管理芯片设置在所述功率开关芯片上或者设置在所述处理芯片上。
根据本公开的至少一个实施方式,所述功率开关芯片设置在所述基座上,并且所述电池管理芯片和所述处理芯片以堆叠的形式设置在所述功率开关芯片上。
根据本公开的至少一个实施方式,所述合封器件还包括框体,所述基座为所述框体的一部分或者设置在所述框体上,并且所述框体还包括管脚并且所述管脚设置在所述基座上或者框体上,所述合封器件通过所述管脚与外部元件连接。
根据本公开的至少一个实施方式,所述功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片的引脚通过引线方式与所述管脚连接。
根据本公开的至少一个实施方式,所述功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片被注塑封装至所述框体中。
根据本公开的另一方面,一种检控处理装置,包括:如上任一项所述的合封器件。
根据本公开的至少一个实施方式,还包括:
电流检测电阻,所述电流检测电阻连接在充电和/或放电回路中,用于检测充电和/或放电电流,并且所述合封器件的管脚接收所述充电和/或放电电流,其中所述电流检测电阻设置在所述电池管理芯片的内部或者设置在所述电池管理芯片的外部。
根据本公开的至少一个实施方式,还包括:
热敏电阻,所述热敏电阻设置在电池附近,并且用于检测电池的温度,并且所述合封器件的管脚接收通过所述热敏电阻所检测的温度值。
根据本公开的至少一个实施方式,所述电池为一个锂电池、或者两个以上锂电池形成的电池组,并且所述合封器件的管脚接收所述一个锂电池、或者所述电池组的各个锂电池的检测电压。
根据至少一个实施方式,所述电池管理芯片包括:电压采集部,所述电压采集部采集所述电池的电压;以及逻辑处理器,所述逻辑处理器分别与所述电压采集部以及所述充电控制开关和/或放电控制开关连接,当所述电压采集部采集的电压处于第一阈值电压范围之外时,所述逻辑处理器输出控制信号,所述开关和/或放电控制开关基于所述控制信号被关断。
根据至少一个实施方式,所述电池管理芯片还包括控制部,所述控制部连接在所述充电控制开关和/或放电控制开关与所述逻辑处理器之间,当所述电压采集部采集的电压处于第一阈值电压范围之外时,所述逻辑处理器生成控制信号,所述控制部基于所述控制信号对所述充电控制开关和/或放电控制开关进行关断。
根据至少一个实施方式,所述电压采集部包括比较器,当所述电压采集部采集的电压处于第一阈值电压范围之外时,所述电压采集部输出比较信号至所述逻辑处理器,所述逻辑处理器基于所述比较信号生成所述控制信号。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式,并与其说明一起用于解释本公开的原理,其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解,并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1示出了根据本公开的一个实施例的合封器件。
图2示出了根据本公开的一个实施例的合封器件。
图3是根据本公开的一个实施方式的电池检控处理合封装置的电路结构示意图。
图4是根据本公开的又一个实施方式的电池检控处理合封装置的电路结构示意图。
图5是根据本公开的又一个实施方式的电池检控处理合封装置的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容,而非对本公开的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
除非另有说明,否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此,除非另有说明,否则在不脱离本公开的技术构思的情况下,各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此,除非说明,否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外,在附图中,为了清楚和/或描述性的目的,可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时,可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如,可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外,同样的附图标记表示同样的部件。
当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时,该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件,或者可以存在中间部件。然而,当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时,不存在中间部件。为此,术语“连接”可以指物理连接、电气连接等,并且具有或不具有中间部件。
为了描述性目的,本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧 (例如,如在“侧壁”中)”等的空间相对术语,从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外,空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如,如果附图中的设备被翻转,则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此,示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外,设备可被另外定位(例如,旋转90度或者在其它方位处),如此,相应地解释这里使用的空间相对描述语。
这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的,而不意图是限制性的。如这里所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一个 (种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时,说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组,但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是,如这里使用的,术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语,如此,它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
根据本公开的一个实施方式,提供了一种电池管理系统用的检控处理合封结构(合封芯片、合封器件、合封堆叠器件、合封堆叠芯片)。其中该合封结构可以包括充放电开关、电池管理芯片以及处理芯片,其中处理芯片可以为MCU形式。
功率开关芯片集成有充电控制开关和放电控制开关,功率开关芯片设置在电池正端与负载/充电器正端之间、或者设置在电池负端与负载/充电器负端之间,并且通过充电控制开关和放电控制开关的导通与断开来控制电池的充电和放电。
电池管理芯片至少用于检测电池的充放电电流和/或温度、电池电压,以及提供充电控制开关和放电控制开关的导通与断开的控制信号。
处理芯片接收来自电池管理芯片的信号以及向电池管理芯片提供信号,处理芯片至少能够计算电池的电量。
功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片以堆叠的形式设置在基座上。
处理芯片能够运行电量计算算法,二次检控处理算法,电池认证加密算法等。
图1示出了根据本公开的一个实施例的合封器件。其中该合封器件可以包括功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片、基座。其中,在基座上设置功率开关芯片,并且在功率开关芯片上设置有电池管理芯片和处理芯片。基座上可以设置有管脚,并且管脚可以与外部元件连接。功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片的相关引脚可以通过引线方式来进行连接,当然本领域的技术人员应当理解,也可以通过过孔等其他现有技术来进行连接。例如引线可以为铜线、铝线或者合金线等。基座的材料可以为铝材制成。
另外,根据本公开的其他实施例,功率开关芯片设置在基座上,并且电池管理芯片以堆叠形式设置在功率开关芯片,以及处理芯片以堆叠形式设置在功率开关芯片。电池管理芯片与处理芯片以并排方式设置在功率开关芯片远离基座的一侧表面。
功率开关芯片设置在基座上,并且电池管理芯片设置在基座上,并且处理芯片设置在功率开关芯片上或者设置在电池管理芯片上。
功率开关芯片设置在基座上,并且处理芯片设置在基座上,并且电池管理芯片设置在功率开关芯片上或者设置在处理芯片上。
功率开关芯片设置在基座上,并且电池管理芯片和处理芯片以堆叠的形式设置在功率开关芯片上。
合封器件还包括框体,基座为框体的一部分,并且框体还包括管脚并且管脚设置在基座上,合封器件通过管脚与外部元件连接。
功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片的引脚通过引线方式与管脚连接。功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片被注塑封装至框体中。此外,在注塑完成之后,可以在上表面设置散热片等散热装置。
如图1所示的电源管理芯片的引脚、合封器件的管脚、处理芯片的引脚、功率开关芯片的引脚及PAD(引脚)可以根据实际情况相应连接从而实现配合使用,具体的连接方式可以根据实际情况来进行选择,并且连接方式可以采用引线的方式。
图2示出了根据本公开的一个实施例的合封器件。其中该合封器件可以包括功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片、基座。其中,在基座上设置功率开关芯片,并且在功率开关芯片上设置有电池管理芯片和处理芯片。基座上可以设置有管脚,并且管脚可以与外部元件连接。功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片的相关引脚可以通过引线方式来进行连接,当然本领域的技术人员应当理解,也可以通过过孔等其他现有技术来进行连接。如图2所示的电源管理芯片的引脚、合封器件的管脚、处理芯片的引脚、功率开关芯片的引脚及PAD(引脚)可以根据实际情况相应连接从而实现配合使用,具体的连接方式可以根据实际情况来进行选择,并且连接方式可以采用引线的方式。
虽然在上面的实施例中,示出了在基座上设置功率开关芯片,并且在功率开关芯片上设置有电池管理芯片和处理芯片。
但是在本公开中,功率开关芯片设置在基座上,并且处理芯片设置在基座上,电池管理芯片以堆叠形式设置在处理芯片。功率开关芯片设置在基座上,并且电池管理芯片设置在基座上,处理芯片以堆叠形式设置在电池管理芯片。或者处理芯片、功率开关芯片、电池管理芯片以三种堆叠的形式来设置基座上等等。
因此根据本公开的设置,可以将三种芯片设置在一个基座上,这样可以避免用户使用时可以直接使用合封器件。从而避免在使用过程中造成各个芯片损坏、破裂等。而且在制造合封器件时,可以在制造过程中,将三个芯片直接调试成功后再提供给用户。这样也可以避免用户进行调试等。
下面将对本公开的各个芯片的具体实施方式提供某些示例。但是本领域的技术人员应当理解,这些示例并不用于完全限定各个芯片。其中在下面的示例的附图中,功率开关芯片表示为0,电池管理芯片表示为 0,并且处理芯片表示为3000。
根据本公开的一个实施方式,如图3所示,电池检控处理装置包括:电池检控处理器,电池检控处理器包括:
第一开关部101,第一开关部101连接在电池装置的电芯10的正极与电池装置的正极之间;
第一电压采集部102,第一电压采集部102采集电芯10的正极电压;
第一逻辑处理器103,第一逻辑处理器103分别与第一电压采集部 102以及第一开关部101连接,当第一电压采集部102采集的电芯10的正极电压处于第一阈值电压范围之外时,第一逻辑处理器103输出第一控制信号,第一开关部101基于第一控制信号被关断。
第一阈值电压范围可以是正电压阈值范围,也可以是负电压阈值范围。
其中,第一逻辑处理器103可以为固化好处理逻辑的处理电路,其可以为芯片中的部分集成电路。
本实施方式中,通过设置第一开关部101,当电芯10的正极电压过大时,通过关断第一开关部101,关断电芯10与电池装置的负载或者充电器之间的通路,本公开的电池检控处理装置可以应用于手机电池装置,也可以应用于电动汽车、电动自行车等的电池装置。
本实施方式的电池检控处理器可以是半导体芯片的形式。
本实施方式的电池检控处理装置能够满足电芯10为单电池且功率小于30W的情形。
对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,如图3所示,电池检控处理器还包括第一控制部104,第一控制部104连接在第一开关部 101与第一逻辑处理器103之间。
对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,当第一电压采集部102采集的电芯10的正极电压处于第一阈值电压范围之外时,第一逻辑处理器103生成第一控制信号,第一控制部104基于第一控制信号对第一开关部101进行关断。
对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,第一电压采集部 102包括第一比较器,当第一电压采集部102采集的电芯10的正极电压处于第一阈值电压范围之外时,第一电压采集部102输出第一比较信号至第一逻辑处理器103,第一逻辑处理器103基于第一比较信号生成第一控制信号。
对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括第二电压采集部106,第二电压采集部106采集电池装置的正极电压,当第二电压采集部106采集的电池装置的正极电压处于第二阈值电压范围之外时,第一逻辑处理器103输出第二控制信号,第一开关部101 基于第二控制信号被关断。
第二阈值电压范围可以是正电压阈值范围,也可以是负电压阈值范围。
其中,第二电压采集部106可以包括第二比较器,当第二电压采集部106采集的电池装置的正极电压处于第二阈值电压范围之外时,第二电压采集部106输出第二比较信号至第一逻辑处理器103,第一逻辑处理器103基于第二比较信号生成第二控制信号至第一控制部104。
所述电池检控处理器基于所述第二电压采集部采集的电池装置的正极电压判断电池装置是否连接有负载或者充电装置。
其中,电池检控处理器基于电池装置是否连接有负载或者充电装置,来判断是否需要关断第一开关部101或者导通第一开关部101。
例如,当电池装置连接有负载或者连接有充电装置,且电池装置的正极电压处于第二阈值范围之内,如果第一开关部101当前处于关断状态,则电池检控处理器生成控制信号以控制第一开关部101恢复导通状态。
优选地,第二电压采集部106包括比较器及电流源。
如图3所示,第二电压采集部106包括比较器及电流源,基于该电流源,使得电池检控处理器能够获取电池装置的正极电压值,从而判断电池装置是否连接有负载或者充电装置。
对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器获取第一电压采集部102采集的电压与第二电压采集部106采集的电压之间的电压差,当电压差处于阈值电压差范围之外时,电池检控处理器生成控制信号以关断第一开关部101。
其中,阈值电压差范围为正负电压差范围,例如-0.3V~+1V,本领域技术人员可以对阈值电压差范围进行设置、调整。
对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括第一电流采集部107,第一电流采集部107用于采集第一控制部 104的驱动电流,当驱动电流处于驱动电流阈值范围之外时,第一逻辑处理器103停止向第一控制部104输出控制信号。
优选地,电池检控处理器还包括第一电流采集部107,第一电流采集部107用于采集第一控制部104的驱动电流,当驱动电流处于驱动电流阈值范围之外时,电池检控处理器生成记录信息和/或生成告警信号。
例如,如果第一控制部104输出控制信号至第一开关部101,然而没有以驱动电流阈值范围之内的正常驱动电流进行输出,或者没有以正常的驱动电压进行输出,电池检控处理器将生成记录信息,更优选地,生成告警信号。
对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,第一电流采集部 107包括第三比较器。
其中,当驱动电流处于驱动电流阈值范围之外时,第一电流采集部 107输出第三比较信号,第一逻辑处理器103基于第三比较信号停止向第一控制部104输出控制信号。
第二阈值电流范围可以是正电流阈值范围,也可以是负电流阈值范围。
其中,第一控制部104可以是控制信号线或者其他形式。
对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括第二电流采集部105,第二电流采集部105采集第一开关部101与电池装置的正极之间的电路中的电流,当第二电流采集部105采集的电流处于第二阈值电流范围之外时,第一逻辑处理器103输出第四控制信号,第一开关部101基于第四控制信号被关断。
其中,第二电流采集部105可以包括第四比较器,当第二电流采集部105采集的电流处于第二阈值电流范围之外时,第二电流采集部105 输出第四比较信号至第一逻辑处理器103,第一逻辑处理器103基于第四比较信号生成第四控制信号至第一控制部104。
对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括第一温度采集部108,第一温度采集部108采集第一开关部101的温度,或者采集临近第一开关部101的区域的温度,当第一温度采集部 108采集的温度大于或者大于等于阈值温度时,第一逻辑处理器103输出第五控制信号,第一开关部101基于第五控制信号被关断。
由于第一温度采集部108将采集的温度信号传输至第一逻辑处理器 103,当第一温度采集部108采集的温度大于或者大于等于阈值温度时,第一逻辑处理器103生成第五控制信号至第一控制部104。
对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,第一开关部101 为场效应管。
第一开关部101优选为MOSFET(FET),上文描述的第一控制部104 连接在MOSFET的栅极与第一逻辑处理器103之间。
其中,第一开关部101为单个MOSFET或者多个MOSFET的组合。
由于电池装置可能面临诸如充电装置反接等情况,优选地,本公开的第一开关部101需能承受足够的正负耐压,且第一开关部101优选地具有双向阻断能力。
对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括滤波电路110,第一电压采集部102采集经由滤波电路110滤波之后的电芯10的正极电压。
其中,滤波电路可以是RC滤波电路。
上文描述的电芯10可以包括一个或两个以上的电池单元。
图4为本公开的又一个优选实施方式的电池检控处理装置的电路结构示意图。
如图4所示,在上述各个实施方式的电池检控处理装置的基础上,还包括:
第二开关装置,第二开关装置连接在电池检控处理器与电池装置的正极之间,第二开关装置包括第二开关部201;
第一电压检测部301,第一电压检测部301检测电池检控处理器与第二开关装置之间的电压;以及,
第二逻辑处理器300,当第一电压检测部301检测的电压处于电压阈值范围之外时,第二逻辑处理器300生成控制信号以控制第二开关装置关断。
其中,第二逻辑处理器300可以是基于软件的处理器,例如单片机等。
如图4所示,对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,还包括第二控制部302,第二控制部302连接在第二开关部201与第二逻辑处理器300之间。
如图4所示,对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,当第一电压检测部301检测的电压处于电压阈值范围之外时,第二逻辑处理器300生成控制信号,第二控制部302基于控制信号对第二开关部201 进行关断。
如图4所示,对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,还包括第二电压检测部304,第二电压检测部304检测电池装置的正极电压,当第二电压检测部304采集的电池装置的正极电压大于阈值电压时,第二逻辑处理器300输出控制信号以关断第二开关部201。
优选地,第二逻辑处理器300获取第一电压检测部301检测的电压与第二电压检测部304检测的电压之间的电压差,当电压差处于阈值电压差范围之外时,第二逻辑处理器300生成控制信号以关断第二开关部201。
其中,阈值电压差范围为正负电压差范围,本领域技术人员可以对阈值电压差范围进行设置、调整。
本实施方式能够实现在第二开关部201(例如MOSFET)导通时,避免第二开关部201的内阻(RDSON)过大或者电流过大导致MOSFET两端压差过大而引起的失效。
其中,第一电压检测部301以及第二电压检测部304可以为检测线。
如图4所示,对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,还包括电流检测部303,电流检测部303检测第二开关部201与电池装置的正极之间的电路中的电流,当电流检测部303检测的电流大于阈值电流时,第二逻辑处理器300输出控制信号以关断第二开关部201。
如图4所示,对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,第二开关装置还包括第二温度采集部208,第二温度采集部208采集第二开关部201的温度,或者采集临近第二开关部201的区域的温度,当第二温度采集部208采集的温度大于或者大于等于阈值温度时,第二逻辑处理器300输出控制信号以关断第二开关部201。
如图4所示,对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,第二开关部201为场效应管。
其中,第二开关部201为单个MOSFET或者多个MOSFET的组合。
由于电池装置可能面临诸如充电装置反接等情况,优选地,本公开的第二开关部201也需能承受足够的正负耐压,且第二开关部201 优选地具有双向阻断能力。
如图4所示,对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括缓冲器111,缓冲器111将电芯10的正极电压以设定比例的电压值传输给第二逻辑处理器300,第二逻辑处理器300能够基于缓冲器111传输的电压值生成控制信号以对第二开关部201进行控制。
上文描述的设定比例可以是1:1、1:2等。
如图4所示,对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,第一逻辑处理器103与第二逻辑处理器300经由控制信号线109连接,使得第二逻辑处理器300产生的控制信号能够被传输至第一逻辑处理器 103,和/或,使得第一逻辑处理器103产生的控制信号能够被传输至第二逻辑处理器300。
对于本公开的电池检控处理装置,本领域技术人员可以基于电池装置的功率、电池单元的数量等对上文描述的阈值电压、阈值温度等进行设定、调整。
其中,本实施方式中的第二开关装置可以为单独的芯片或者芯片的一部分。
根据本公开的又一个优选实施方式的电池检控处理装置,如图5所示,包括:
至少两个第二开关装置,至少两个开关装置串联于电池装置的电芯 10的正极与电池装置的正极之间,第二开关装置包括第二开关部201;以及,
电池检控处理器,电池检控处理器包括:
第一电压采集部102,第一电压采集部102采集电芯10的正极电压;
第一逻辑处理器103,第一逻辑处理器103分别与第一电压采集部 102以及临近电芯10的第二开关装置的第二开关部201连接,当第一电压采集部102采集的电芯10的正极电压处于第一阈值电压范围之外时,第一逻辑处理器103输出第一控制信号,第二开关部201基于第一控制信号被关断。
如图5所示,对于上述实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括第一控制部104,第一控制部104连接在临近电芯 10的第二开关装置的第二开关部201与第一逻辑处理器103之间。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,当第一电压采集部102采集的电芯10的正极电压处于第一阈值电压范围之外时,第一逻辑处理器103生成第一控制信号,第一控制部104基于第一控制信号对临近电芯10的第二开关装置的第二开关部201进行关断。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,第一电压采集部102包括第一比较器,当第一电压采集部102采集的电芯10的正极电压处于第一阈值电压范围之外时,第一电压采集部102输出第一比较信号至第一逻辑处理器103,第一逻辑处理器103基于第一比较信号生成第一控制信号。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括第二电压采集部106,第二电压采集部106采集电池装置的正极电压,当第二电压采集部106采集的电池装置的正极电压处于第二阈值电压范围之外时,第一逻辑处理器103输出第二控制信号,临近电芯10的第二开关装置的第二开关部201基于第二控制信号被关断。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括第一电流采集部107,第一电流采集部107用于采集临近电芯10的第二开关装置的第二开关部201的驱动电流,当驱动电流处于驱动电流阈值范围之外时,第一逻辑处理器103停止向临近电芯 10的第二开关装置的第二开关部201输出控制信号。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,第一电流采集部107包括第三比较器。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括第二电流采集部105,第二电流采集部105采集临近电芯10的第二开关装置的第二开关部201与电池装置的正极之间的电路中的电流,当第二电流采集部105采集的电流处于第二阈值电流范围之外时,第一逻辑处理器103输出第四控制信号,临近电芯10的第二开关装置的第二开关部201基于第四控制信号被关断。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,第二开关装置还包括第二温度采集部208,第二温度采集部208采集临近电芯10的第二开关装置的第二开关部201的温度,或者采集临近电芯10 的第二开关装置的第二开关部201的所在区域的温度,当第二温度采集部208采集的温度大于或者大于等于阈值温度时,第一逻辑处理器103输出第五控制信号,临近电芯10的第二开关装置的第二开关部201基于第五控制信号被关断。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,还包括:
第一电压检测部301,第一电压检测部301检测两个第二开关装置之间的电压;以及,
第二逻辑处理器300,当第一电压检测部301检测的电压处于电压阈值范围之外时,第二逻辑处理器300生成控制信号以控制临近电池装置的正极的第二开关装置关断。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,还包括第二控制部302,第二控制部302连接在临近电池装置的正极的第二开关装置的第二开关部201与第二逻辑处理器300之间。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,当第一电压检测部301检测的电压处于电压阈值范围之外时,第二逻辑处理器300生成控制信号,第二控制部302基于控制信号对临近电池装置的正极的第二开关装置的第二开关部201进行关断。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,还包括第二电压检测部304,第二电压检测部304检测电池装置的正极电压,当第二电压检测部304检测的电池装置的正极电压大于阈值电压时,第二逻辑处理器300输出控制信号以关断临近电池装置的正极的第二开关装置的第二开关部201。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,还包括电流检测部303,电流检测部303检测临近电池装置的正极的第二开关装置与电池装置的正极之间的电路中的电流,当电流检测部303检测的电流大于阈值电流时,第二逻辑处理器300输出控制信号以关断临近电池装置的正极的第二开关装置的第二开关部201。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,第二开关装置还包括第二温度采集部208,第二温度采集部208采集第二开关部201的温度,或者采集临近第二开关部201的区域的温度,当临近电池装置的正极的第二开关装置的第二温度采集部208采集的温度大于或者大于等于阈值温度时,第二逻辑处理器300输出控制信号以关断临近电池装置的正极的第二开关装置的第二开关部201。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,电池检控处理器还包括缓冲器111,缓冲器111将电芯10的正极电压以设定比例的电压值传输给第二逻辑处理器300,第二逻辑处理器300能够基于缓冲器111传输的电压值生成控制信号以对临近电池装置的正极的第二开关装置的第二开关部201进行控制。
上文描述的设定比例可以是1:1、1:2等。
根据本公开的优选实施方式,第二逻辑处理器300获取缓冲器111 传输的电压与第一电压检测部301检测的电压之间的电压差,当电压差处于阈值电压差范围之外时,第二逻辑处理器300生成控制信号以关断第二开关部201。
其中,阈值电压差范围为正负电压差范围,本领域技术人员可以对阈值电压差范围进行设置、调整。
根据本公开的优选实施方式,第二逻辑处理器300获取缓冲器111 传输的电压与第二电压检测部304检测的电压之间的电压差,当电压差处于阈值电压差范围之外时,第二逻辑处理器300生成控制信号以关断第二开关部201。
其中,阈值电压差范围为正负电压差范围,本领域技术人员可以对阈值电压差范围进行设置、调整。
本实施方式能够实现避免第一开关部101以及第二开关部201回路的阻抗过大。
根据本公开的优选实施方式,第二逻辑处理器300基于获取的缓冲器111传输的电压与第一电压检测部301检测的电压之间的电压差、缓冲器111传输的电压与第二电压检测部304检测的电压之间的电压差、第一电压检测部301检测的电压与第二电压检测部304检测的电压之间的电压差、第二电流采集部105采集的电流以及电流检测部303 采集的电流,获取回路阻抗及各个开关部(101、201)阻抗。
如图5所示,对于上述各个实施方式的电池检控处理装置,优选地,第一逻辑处理器103与第二逻辑处理器300经由控制信号线109连接,使得第二逻辑处理器300产生的控制信号能够被传输至第一逻辑处理器 103,和/或,使得第一逻辑处理器103产生的控制信号能够被传输至第二逻辑处理器300。
本公开上述的电池可以为电池包的多个电池、电芯等。
另外,根据本公开的另一实施方式,还提供了一种检控处理装置,该检控处理装置可以包括:如上所述的合封器件。可以包括:电流检测电阻,所述电流检测电阻连接在充电和/或放电回路中,用于检测充电和/或放电电流,并且所述合封器件的管脚接收所述充电和/或放电电流,其中所述电流检测电阻设置在所述电池管理芯片的内部或者设置在所述电池管理芯片的外部。也就是说可以通过外设的电流检测电阻来获取电流值。还可以包括:热敏电阻,所述热敏电阻设置在电池附近,并且用于检测电池的温度,并且所述合封器件的管脚接收通过所述热敏电阻所检测的温度值。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/ 方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/ 方式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/方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个、三个等,除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解,上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开,而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言,在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型,并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (13)

1.一种电池管理系统用的检控处理合封器件,其特征在于,包括:
功率开关芯片,所述功率开关芯片集成有充电控制开关和/或放电控制开关,所述功率开关芯片设置在电池正端与负载/充电器正端之间、或者设置在电池负端与负载/充电器负端之间,并且通过充电控制开关和/或放电控制开关的导通与断开来控制电池的充电和/或放电;
电池管理芯片,所述电池管理芯片至少用于检测所述电池的充电和/或放电电流和/或温度、电池电压,以及提供充电控制开关和/或放电控制开关的导通与断开的控制信号;
处理芯片,所述处理芯片接收来自所述电池管理芯片的信号以及向所述电池管理芯片提供信号,所述处理芯片至少能够计算所述电池的电量;以及
基座,所述功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片以堆叠的形式设置在所述基座上。
2.如权利要求1所述的合封器件,其特征在于,所述功率开关芯片设置在所述基座上,并且所述电池管理芯片以堆叠形式设置在所述功率开关芯片,以及所述处理芯片以堆叠形式设置在所述功率开关芯片。
3.如权利要求2所述的合封器件,其特征在于,所述电池管理芯片与所述处理芯片以并排方式设置在所述功率开关芯片远离所述基座的一侧表面。
4.如权利要求1所述的合封器件,其特征在于,
所述功率开关芯片设置在所述基座上,并且所述电池管理芯片设置在所述基座上,并且所述处理芯片设置在所述功率开关芯片上或者设置在所述电池管理芯片上。
5.如权利要求1所述的合封器件,其特征在于,所述功率开关芯片设置在所述基座上,并且所述处理芯片设置在所述基座上,并且所述电池管理芯片设置在所述功率开关芯片上或者设置在所述处理芯片上。
6.如权利要求1所述的合封器件,其特征在于,所述功率开关芯片设置在所述基座上,并且所述电池管理芯片和所述处理芯片以堆叠的形式设置在所述功率开关芯片上。
7.如权利要求1至6中任一项所述的合封器件,其特征在于,所述合封器件还包括框体,所述基座为所述框体的一部分或者设置在所述框体上,并且所述框体还包括管脚并且所述管脚设置在所述基座上或者框体上,所述合封器件通过所述管脚与外部元件连接。
8.如权利要求7所述的合封器件,其特征在于,所述功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片的引脚通过引线方式与所述管脚连接。
9.如权利要求8所述的合封器件,其特征在于,所述功率开关芯片、电池管理芯片和处理芯片被注塑封装至所述框体中。
10.一种检控处理装置,其特征在于,包括:如权利要求1至9中任一项所述的合封器件。
11.如权利要求10所述的检控处理装置,其特征在于,还包括:
电流检测电阻,所述电流检测电阻连接在充电和/或放电回路中,用于检测充电和/或放电电流,并且所述合封器件的管脚接收所述充电和/或放电电流,其中所述电流检测电阻设置在所述电池管理芯片的内部或者设置在所述电池管理芯片的外部。
12.如权利要求10所述的检控处理装置,其特征在于,还包括:
热敏电阻,所述热敏电阻设置在电池附近,并且用于检测电池的温度,并且所述合封器件的管脚接收通过所述热敏电阻所检测的温度值。
13.如权利要求10所述的检控处理装置,其特征在于,所述电池为一个锂电池、或者两个以上锂电池形成的电池组,并且所述合封器件的管脚接收所述一个锂电池、或者所述电池组的各个锂电池的检测电压。
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