CN217307260U - 一种含有多并组合通用保护电路的电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种含有多并组合通用保护电路的电池组，该保护电路包括至少两条并联连接的支路；所述每条支路由电池单元的正极和二极管的阳极串联而成，所述第一正极输出端、第二正极输出端与PTC器件串联作为该保护电路的正极输出端，第一负极输出端、第二负极输出端并联形成该保护电路的负极输出端，所述正极输出端、负极输出端分别接入应用电路中。通过在电池组的正极输入端串联PTC器件，能够解决电路中负载电流过大或输出短路的问题。同时，在每条支路的电池单元上串联一个二极管，还可以防止对电池单元进行反向充电。

Description

一种含有多并组合通用保护电路的电池组

技术领域

本实用新型涉及锂-亚硫酰氯电池技术领域，尤其涉及一种含有多并组合通用保护电路的电池组。

背景技术

作为新一代的锂-亚硫酰氯电池，简称锂亚电池，具有能量比大、一次性使用寿命长、环保等优点，因而受到很多用户青睐。目前，锂亚电池组在手持设备、动物跟踪定位、共享单车、智能水表、物联网设备等行业上有着广泛的应用。

不同领域的使用情况不一样，对锂亚电池组的容量要求也不一样。有时需要多个锂亚电池单元并联组合，以满足实际使用需求。通常四个电池单元正负极同向并排设置形成一个锂亚电池组，为解决多个锂亚电池单元并联组合后负载电流过大或输出短路的问题，需要在电池组上增加保护电路板，如何选择保护电路板内的元器件，以及如何使电池组和保护电路板有效连接形成保护电路是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种含有多并组合通用保护电路的电池组，通过保护电路板内设置PTC器件和二极管，并将保护电路板设置在相邻两排电池单元的正极之间，能够解决电路中负载电流过大或输出短路的问题。同时，在每条支路的电池单元上串联一个二极管，还可以防止对电池单元进行反向充电。

为实现上述目的，本实用新型所设计的一种含有多并组合通用保护电路的电池组，包括电池组，其特征在于：还包括与所述电池组电连接的保护电路板；所述电池组内包括至少四个并联的电池单元，所述四个电池单元正负极同向且并排布置，所述保护电路板设置在相邻两排电池单元的正极之间，保护电路板两侧分别用四个导电片与四个电池单元的正极固定连接；所述保护电路板上集成有起过电流保护的PTC器件，以及防止电池单元反向充电的至少四个二极管，所述每个电池单元的正极与每个二极管的阳极串联形成一条支路，所述每条支路的正极输出端并联后再与PTC器件串联作为该保护电路的正极输出端，所述每个电池单元的负极用导电片固定后再并联作为该保护电路的负极输出端，所述正极输出端、负极输出端分别接入应用电路中。

作为优选方案，所述保护电路板沿长度方向分两排对称设置至少四个正极输出端子，每排上下两个正极输出端子的中心线与电池单元正极凸出部的轴线在同一直线上，所述每个导电片一端与每个正极输出端子固定连接，每个导电片另一端与每个电池单元正极凸出部固定连接。

这种设置方式可以使导电片的用量最少，节省成本。

作为优选方案，所述至少四个二极管沿保护电路板长度方向分两排对称设置在两排正极输出端子之间。

这种排布方式均匀、规整，有利于保护电路板的布线，并且可以节省空间。

作为优选方案，所述每个保护电路板上集成供八条并联支路使用的一个PTC器件和八个二极管；所述保护电路板长度方向两侧分别设置八个正极输出端子，所述八个二极管分两排对称设置在保护电路板中间，每个二极管分别设置在每个正极输出端子的侧面，所述PTC器件设置在正极输出端一侧。

二极管和PTC器件均集成在保护电路板上，使电路集成度高，结构紧凑，占用体积小。

作为优选方案，所述保护电路板为长条状，保护电路板的宽度与相邻两排电池单元正极凸出部之间的距离相等，保护电路板的厚度与电池单元正极凸出部的高度相等，保护电路板的长度小于每排电池单元的长度。

保护电路板刚好卡在相邻两排电池单元正极凸出部之间，充分利用空间，节省成本。

作为优选方案，所述保护电路板为多个，用于满足不同容量的电池组，所述多个保护电路板分别设置在相邻两排电池单元的正极之间，且多个保护电路板两端并联连接。

通过多个保护电路板的直接并联连接，来扩展电池组的容量，以满足不同应用电路的电压需求。

作为优选方案，所述导电片为镍片，导电片水平固定在电池单元正极凸出部上端。

镍片为导电片常规材料，成本低廉。因保护电路板比较轻薄，保护电路板两侧仅通过镍片与每个电池单元点焊即可形成稳定连接；且镍片与电池单元正极凸出部水平点焊固定，使镍片与电池单元接触面积较宽，导电均匀，稳定性较好。

本实用新型的优点在于：

该电池组的保护电路包括至少四条并联连接的支路，每条支路均由电池单元和二极管串联而成，每条支路的正极与PTC器件串联作为该保护电路的正极输出端，每条支路的负极作为该保护电路的负极输出端；通过保护电路板内设置PTC器件，并将保护电路板设置在相邻两排电池单元的正极之间，当电路中负载电流过大或输出短路时，电路中的电流过大时，PTC器件的体积迅速增长，形成高电阻状态，使电路电流迅速减小；当电路中的电流恢复到正常状态，PTC器件的电阻也恢复正常，使电路正常工作，以对电路进行限制和保护，从而解决电路中负载电流过大或输出短路的问题。

另外，保护电路板内还设置多个二极管，可以防止对电池单元进行反向充电，进一步对电池组起到保护作用。

附图说明

图1为实施例一的平面结构图；

图2为图1中保护电路板放大的平面结构图；

图3为图1的电路原理图；

图4为实施例二的平面结构图；

图5为实施例三的平面结构图；

图6为实施例四的平面结构图；

图中各部件标号如下：

电池组1，电池单元11，二极管2，PTC器件3，保护电路板4，焊盘41，正极输出端子42，导电片5，输出导线6，连接导线7，

第一电池单元B1、第二电池单元B2、第三电池单元B3、第四电池单元B4、第五电池单元B5、第六电池单元B6、第七电池单元B7、第八电池单元B8，

第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8，

第一正极输出端P1+、第二正极输出端P2+、第三正极输出端P3+、第四正极输出端P4+、第五正极输出端P5+、第六正极输出端P6+、第七正极输出端P7+、第八正极输出端P8+，

第一负极输出端P1-、第二负极输出端P2-、第三负极输出端P3-、第四负极输出端P4-、第五负极输出端P5-、第六负极输出端P6-、第七负极输出端P7-、第八负极输出端P8-，

正极输出端P+、负极输出端P-。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在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；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。

本实用新型涉及的一种含有多并组合通用保护电路的电池组，该保护电路包括八条并联连接的支路，如图1、3所示。

所述第一条支路由第一电池单元B1的正极和第一二极管D1的阳极串联而成，第一二极管D1的阴极作为第一条支路的第一正极输出端P1+，第一电池单元B1的负极作为第一条支路的第一负极输出端P1-；所述第二条支路由第二电池单元B2的正极和第二二极管D2的阳极串联而成，第二二极管D2的阴极作为第二条支路的第二正极输出端P2+，第二电池单元B2的负极作为第二条支路的第二负极输出端P2-；依次类推，可得知第三条至第八条支路的电路连接方式。

所述每条支路的正极输出端P1+、P2+、P3+、P4+、P5+、P6+、P7+、P8+并联后再与PTC器件3串联作为该保护电路的正极输出端P+，每条支路的负极输出端P1-、P2-、P3-、P4-、P5-、P6-、P7-、P8-并联形成该保护电路的负极输出端P-，所述正极输出端P+、负极输出端P-分别接入应用电路中。

如图2所示，所述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8和PTC器件3均集成在保护电路板4上，即图1中虚线框内的元器件集成在保护电路板4上。每个保护电路板4可集成八条并联支路。保护电路板4上端设置有多个焊盘41。所述多个保护电路板4并联连接，以满足不同容量的电池组。

如图4至图6所示，所述锂亚电池组1内的锂亚电池单元均为正负极同向且并排设置，所述第一电池单元B1的正极和第一二极管D1的阳极、第二电池单元B2的正极和第二二极管D2的阳极、第三电池单元B3的正极和第三二极管D3的阳极、第四电池单元B4的正极和第四二极管D4的阳极、第五电池单元B5的正极和第五二极管D5的阳极、第六电池单元B6的正极和第六二极管D6的阳极、第七电池单元B7的正极和第七二极管D7的阳极、第八电池单元B8的正极和第八二极管D8的阳极均采用导电片5点焊连接。

二极管2为薄片状，选用肖特基二极管，可以直接粘贴在保护电路板4上。

保护电路板4为长方形，选用PCB电路板。保护电路板4的宽度与相邻两排电池单元11正极凸出部之间的距离相等，保护电路板4的厚度与电池单元11正极凸出部的高度相等，保护电路板4的长度小于每排电池单元11的长度。

所述保护电路板4设置在相邻两排电池单元11的正极之间，每个保护电路板4上集成供八条并联支路使用的一个PTC器件3和八个二极管2；所述保护电路板4长度方向两侧分别对称设置八个正极输出端子42，每排上下两个正极输出端子42的中心线与电池单元11正极凸出部的轴线在同一直线上，八个正极输出端子42分别与八个电池单元11的正极通过镍片点焊连接，镍片与电池单元11正极凸出部和保护电路板4均保持水平，所述八个二极管2分两排对称设置在两排正极输出端子42之间，每个二极管2分别粘贴在每个正极输出端子42的侧面，所述PTC器件3设置在正极输出端P+一侧。

导电片5选用镍片，充当电路连接导线的作用。

PTC器件3，为正温度系数器件，也称自恢复保险丝。当电路中负载电流过大或输出短路时，电路中的电流过大时，PTC器件3的体积迅速增长，形成高电阻状态，使电路电流迅速减小；当电路中的电流恢复到正常状态，PTC器件3的电阻也恢复正常，使电路正常工作。

实施例一：

下面以8个锂亚电池单元为一个锂亚电池组1为例，如图1、3所示，其电路连接方法如下：

第一步，锂亚电池组1的所有电池单元正极朝上，分成并排的两组，每组4个电池单元，形成一个长方形，将保护电路板4安装在锂亚电池组1的正极上端，其中保护电路板4的每个焊盘41分别与每个电池单元11的正极用镍片电焊连接，将第一个肖特基二极管D1粘贴在保护电路板4上，第一个锂亚电池单元B1的正极与第一个肖特基二极管D1阳极的用镍片串联连接作为第一条支路，第一个二极管D1的阴极作为第一条支路的正极输出端P1+，第一个电池单元B1的负极与镍片点焊连接，作为第一条支路的负极输出端P1-；

第二步，将第二个锂亚电池单元B2的正极与第二个肖特基二极管D2阳极的用镍片串联连接作为第二条支路，第二个二极管D2的阴极作为第二条支路的正极输出端P2+，第二个电池单元B2的负极与镍片点焊连接，作为第二条支路的负极输出端P2-；

第三步，依次类推，连接第三条至第八条支路，并将第一条至第八条支路并联起来，其中，所有二极管的阴极并联后再串联PTC器件3作为保护电路总的正极输出端P+，所有电池单元的负极并联作为保护电路总的负极输出端P-；

第四步，将正极输出端P+、负极输出端P-用输出导线6分别接入应用电路，形成一个完整的保护电路，为客户的应用电路提供电源。

另外，为了满足不同容量的锂亚电池组，还可以对该保护电路进一步改进。

实施例二：

如果需要小容量的，可以选用4个锂亚电池单元1作为一个锂亚电池组，如图4所示，其他连接方式同图3。

如果需要大容量的，可以选用多个并联连接的锂亚电池组。

实施例三：

如图5所示，为12个锂亚电池单元和2个保护电路板4组成，12个锂亚电池单元分成并排的三组，每组4个电池单元，形成一个长方形，中间一组电池单元的正极与其中1个保护电路板4上的二极管的阳极连接，2个保护电路板4在PM焊盘41处用连接导线7并联，其他连接方式同图3。

实施例四：

如图6所示，为16个锂亚电池单元和2个保护电路板4组成，16个锂亚电池单元分成并排的四组，每组4个电池单元，形成一个正方形，2个保护电路板4在PM焊盘41处用连接导线7并联，其他连接方式同图3。

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本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 (7)

1.一种含有多并组合通用保护电路的电池组，包括电池组(1)，其特征在于：还包括与所述电池组(1)电连接的保护电路板(4)；所述电池组(1)内包括至少四个并联的电池单元(11)，所述四个电池单元(11)正负极同向且并排布置，所述保护电路板(4)设置在相邻两排电池单元(11)的正极之间，保护电路板(4)两侧分别用四个导电片(5)与四个电池单元(11)的正极固定连接；

所述保护电路板(4)上集成有起过电流保护的PTC器件(3)，以及防止电池单元(11)反向充电的至少四个二极管(2)，所述每个电池单元(11)的正极与每个二极管(2)的阳极串联形成一条支路，所述每条支路的正极输出端并联后再与PTC器件(3)串联作为该保护电路的正极输出端(P+)，所述每个电池单元(11)的负极用导电片(5)连接后再并联作为该保护电路的负极输出端(P-)，所述正极输出端(P+)、负极输出端(P-)分别接入应用电路中。

2.根据权利要求1所述的含有多并组合通用保护电路的电池组，其特征在于：所述保护电路板(4)沿长度方向分两排对称设置至少四个正极输出端子(42)，每排上下两个正极输出端子(42)的中心线与电池单元(11)正极凸出部的轴线在同一直线上，所述每个导电片(5)一端与每个正极输出端子(42)固定连接，每个导电片(5)另一端与每个电池单元(11)正极凸出部固定连接。

3.根据权利要求2所述的含有多并组合通用保护电路的电池组，其特征在于：所述至少四个二极管(2)沿保护电路板(4)长度方向分两排对称设置在两排正极输出端子(42)之间。

4.根据权利要求1所述的含有多并组合通用保护电路的电池组，其特征在于：所述每个保护电路板(4)上集成供八条并联支路使用的一个PTC器件(3)和八个二极管(2)；所述保护电路板(4)长度方向两侧分别设置八个正极输出端子(42)，所述八个二极管(2)分两排对称设置在保护电路板(4)中间，每个二极管(2)分别设置在每个正极输出端子(42)的侧面，所述PTC器件(3)设置在正极输出端(P+)一侧。

5.根据权利要求4所述的含有多并组合通用保护电路的电池组，其特征在于：所述保护电路板(4)为长条状，保护电路板(4)的宽度与相邻两排电池单元(11)正极凸出部之间的距离相等，保护电路板(4)的厚度与电池单元(11)正极凸出部的高度相等，保护电路板(4)的长度小于每排电池单元(11)的长度。

6.根据权利要求4所述的含有多并组合通用保护电路的电池组，其特征在于：所述保护电路板(4)为多个，用于满足不同容量的电池组(1)，所述多个保护电路板(4)分别设置在相邻两排电池单元(11)的正极之间，且多个保护电路板(4)两端并联连接。

7.根据权利要求1所述的含有多并组合通用保护电路的电池组，其特征在于：所述导电片(5)为镍片，导电片(5)水平固定在电池单元(11)正极凸出部上端。

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