CN218415873U - 电池均衡温控电路以及锂电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池均衡温控电路以及锂电池。上述的电池均衡温控电路包括电池均衡电路以及温度监控电路；电池均衡电路包括均衡电子开关管、第一电阻以及均衡电阻，均衡电子开关管的第一端用于与第一电芯的充电端连接，均衡电阻的第二端用于与第二电芯的充电端连接；温度监控电路包括第二电阻以及温感电阻，温感电阻邻近均衡电阻设置。在均衡时，均衡电子开关管导通，使得第一电芯上的充电电流通过均衡电子开关管流向第一电芯，此时均衡电阻上流经部分均衡电流，温感电阻对均衡电阻进行实时温度检测，并通过第二电阻的第二端反馈至温度监控器，便于对均衡电阻的温度进行实时监测，从而便于在温度过高时及时关断，以避免各元器件损坏。

Description

电池均衡温控电路以及锂电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池均衡温控电路以及锂电池。

背景技术

锂离子电池由于受制于其制造水平和工艺等因素影响，在锂离子电芯生产过程中，各个锂电池单体会存在细微的差别，而这些差别会导致锂电池在单体容量、内阻、自放电率、充放电效率等方面问题，单体电池组装成电池组就会形成锂电池容量损失，寿命下降。这时锂电池均衡技术就应运而生，使锂电池单体电压之间电压偏差保持在预期范围内，从而保证每个单体锂电池在正常使用时保持相同的状态。目前小容量电池，基本上都是采用负载消耗型均衡，也就是在每节电池并联一个电阻，串联一个开关作为控制，当某节电池电压过高时，打开开关，充电电流通过电阻分流，这样电压高的电池充电电流小，电压低的电池充电电流高，起到电池电压均衡功能。

然而，传统的均衡是采用负载消耗型，当开启均衡时，其电阻温度上升。由于没有温度把控，只有凭借理论计算得出一个功率，计算其热量，存在一定的风险，尤其是当电路失效时，会出现烧坏元器件风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种便于实时监测电池均衡时的温度的电池均衡温控电路以及锂电池。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电池均衡温控电路，包括：电池均衡电路以及温度监控电路；所述电池均衡电路包括均衡电子开关管、第一电阻以及均衡电阻，所述均衡电子开关管的第一端用于与第一电芯的充电端连接，所述均衡电子开关管的第一端还与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述均衡电子开关管的控制端连接，所述第一电阻的第二端还用于与均衡充电控制端连接，所述均衡电子开关管的第二端与所述均衡电阻的第一端连接，所述均衡电阻的第二端用于与第二电芯的充电端连接，其中，所述均衡充电控制端用于在均衡状态下控制所述均衡电子开关管导通；所述温度监控电路包括第二电阻以及温感电阻，所述第二电阻的第一端用于与基准电源连接，所述第二电阻的第二端与所述温感电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端还用于与温度监控器的检测端连接，所述温感电阻的第二端接地，所述温感电阻邻近所述均衡电阻设置。

在其中一个实施例中，所述温度监控电路还包括第三电阻，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述温度监控器的检测端连接。

在其中一个实施例中，所述温度监控电路还包括第一电容，所述温度监控器的检测端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地。

在其中一个实施例中，所述电池均衡电路还包括均衡稳压管，所述均衡电子开关管的第一端与所述均衡稳压管的正极连接，所述均衡稳压管的负极与所述均衡电子开关管的控制端连接。

在其中一个实施例中，所述电池均衡电路还包括第四电阻，所述第一电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述均衡电子开关管的控制端连接。

在其中一个实施例中，所述电池均衡电路还包括第二电容，所述第一电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端用于与公共端连接。

在其中一个实施例中，所述电池均衡电路还包括第五电阻，所述均衡电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端用于与公共端连接。

在其中一个实施例中，所述均衡电阻包括第一均衡电阻以及第二均衡电阻，所述均衡电子开关管的第二端分别与所述第一均衡电阻的第一端以及所述第二均衡电阻的第一端连接，所述第一均衡电阻的第二端以及所述第二均衡电阻的第二端均与所述第二电芯的充电端连接。

在其中一个实施例中，所述温度监控电路为两个，其中一个所述温感电阻邻近所述第一均衡电阻设置，另一个所述温感电阻邻近所述第二均衡电阻设置。

一种锂电池，包括上述任一实施例所述的电池均衡温控电路。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

在均衡时，均衡电子开关管导通，使得第一电芯上的充电电流通过均衡电子开关管流向第一电芯，此时均衡电阻上流经部分均衡电流，温感电阻对均衡电阻进行实时温度检测，并通过第二电阻的第二端反馈至温度监控器，便于对均衡电阻的温度进行实时监测，从而便于在温度过高时及时关断，以避免各元器件损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一实施例中电池均衡温控电路的电路图；

图2为图1所示电池均衡温控电路中电池均衡电路的电路图；

图3为图1所示电池均衡温控电路中温度监控电路的电路图；

图4为另一实施例中电池均衡电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型涉及一种电池均衡温控电路。在其中一个实施例中，所述电池均衡温控电路包括电池均衡电路以及温度监控电路。所述电池均衡电路包括均衡电子开关管、第一电阻以及均衡电阻。所述均衡电子开关管的第一端用于与第一电芯的充电端连接，所述均衡电子开关管的第一端还与所述第一电阻的第一端连接。所述第一电阻的第二端与所述均衡电子开关管的控制端连接，所述第一电阻的第二端还用于与均衡充电控制端连接。所述均衡电子开关管的第二端与所述均衡电阻的第一端连接，所述均衡电阻的第二端用于与第二电芯的充电端连接。其中，所述均衡充电控制端用于在均衡状态下控制所述均衡电子开关管导通。所述温度监控电路包括第二电阻以及温感电阻。所述第二电阻的第一端用于与基准电源连接，所述第二电阻的第二端与所述温感电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端还用于与温度监控器的检测端连接。所述温感电阻的第二端接地，所述温感电阻邻近所述均衡电阻设置。在均衡时，均衡电子开关管导通，使得第一电芯上的充电电流通过均衡电子开关管流向第一电芯，此时均衡电阻上流经部分均衡电流，温感电阻对均衡电阻进行实时温度检测，并通过第二电阻的第二端反馈至温度监控器，便于对均衡电阻的温度进行实时监测，从而便于在温度过高时及时关断，以避免各元器件损坏。

请参阅图1，其为本实用新型一实施例的电池均衡温控电路的结构示意图。

一实施例的电池均衡温控电路10包括电池均衡电路100以及温度监控电路200。请一并参阅图2，所述电池均衡电路100包括均衡电子开关管MB3、第一电阻RA3以及均衡电阻RB0。所述均衡电子开关管MB3的第一端用于与第一电芯的充电端B3连接，所述均衡电子开关管MB3的第一端还与所述第一电阻RA3的第一端连接。所述第一电阻RA3的第二端与所述均衡电子开关管MB3的控制端连接，所述第一电阻RA3的第二端还用于与均衡充电控制端VC3连接。所述均衡电子开关管MB3的第二端与所述均衡电阻RB0的第一端连接，所述均衡电阻RB0的第二端用于与第二电芯的充电端B2连接。其中，所述均衡充电控制端VC3用于在均衡状态下控制所述均衡电子开关管MB3导通，具体地，所述均衡状态为第一电芯的充电端电压超过规定电压，例如，规定电压为电芯的额定电压，且第一电芯的充电端电压大于第二电芯的充电端电压。请一并参阅图3，所述温度监控电路200包括第二电阻RM17以及温感电阻RT_BAL2。所述第二电阻RM17的第一端用于与基准电源ON_BAL_MCU连接，所述第二电阻RM17的第二端与所述温感电阻RT_BAL2的第一端连接，所述第二电阻RM17的第二端还用于与温度监控器的检测端T_BAL2_MCU连接。所述温感电阻RT_BAL2的第二端接地，所述温感电阻RT_BAL2邻近所述均衡电阻RB0设置。

在本实施例中，在均衡时，均衡电子开关管MB3导通，使得第一电芯上的充电电流通过均衡电子开关管MB3流向第一电芯，此时均衡电阻RB0上流经部分均衡电流，温感电阻RT_BAL2对均衡电阻RB0进行实时温度检测，并通过第二电阻RM17的第二端反馈至温度监控器，便于对均衡电阻RB0的温度进行实时监测，从而便于在温度过高时通过均衡充电控制端VC3及时关断，具体地，关断均衡充电控制端VC3的输出，以避免各元器件损坏。其中，所述温感电阻RT_BAL2可以是NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数)电阻，也可以是PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)电阻，根据实际情况选择。所述均衡电子开关管为P型MOS管，所述均衡电子开关管的第一端为P型MOS管的漏极，所述均衡电子开关管的第二端为P型MOS管的源极，所述均衡电子开关管的控制端为P型MOS管的栅极，在均衡时，所述均衡充电控制端的电位拉低，以使得均衡电子开关管导通。在另一个实施例中，所述均衡电子开关管还可以为N型MOS管，在均衡时，所述均衡充电控制端的电位拉高，以使得均衡电子开关管导通。在又一个实施例中，所述均衡电子开关管还可以为三极管，当所述均衡电子开关管为NPN型三极管时，所述均衡电子开关管的第一端为NPN型三极管的集电极，所述均衡电子开关管的第二端为NPN型三极管的发射极，所述均衡电子开关管的控制端为NPN型三极管的基极，所述均衡充电控制端的电位拉高，使得均衡电子开关管导通；当所述均衡电子开关管为PNP型三极管时，所述均衡电子开关管的第一端为PNP型三极管的集电极，所述均衡电子开关管的第二端为PNP型三极管的发射极，所述均衡电子开关管的控制端为PNP型三极管的基极，所述均衡充电控制端的电位拉低，使得均衡电子开关管导通。

在其中一个实施例中，请参阅图3，所述温度监控电路200还包括第三电阻RM18，所述第二电阻RM17的第二端与所述第三电阻RM18的第一端连接，所述第三电阻RM18的第二端与所述温度监控器的检测端T_BAL2_MCU连接。在本实施例中，所述第二电阻RM17和所述温感电阻RT_BAL2形成分压电路，通过所述温感电阻RT_BAL2的变化情况，确定所述均衡电阻RB0的实时温度。所述第三电阻RM18串联在所述温度监控器的检测端T_BAL2_MCU上，所述温度监控器的检测端T_BAL2_MCU对所述温感电阻RT_BAL2上的电压进行采集，之后将采集的电压对应转换为温度，此时所述第三电阻RM18对所述温度监控器的采样信号进行限流，避免了所述温度监控器的检测端T_BAL2_MCU上的采样电流过大的情况，确保了所述温度监控器正常工作。

在其中一个实施例中，请参阅图3，所述温度监控电路200还包括第一电容CM14，所述温度监控器的检测端T_BAL2_MCU与所述第一电容CM14的第一端连接，所述第一电容CM14的第二端接地。在本实施例中，所述第二电阻RM17和所述温感电阻RT_BAL2形成分压电路，通过所述温感电阻RT_BAL2的变化情况，确定所述均衡电阻RB0的实时温度，即所述温度监控器的检测端T_BAL2_MCU对所述温感电阻RT_BAL2上的电压进行采集，之后将采集的电压对应转换为温度。在所述温度监控器的检测端T_BAL2_MCU上连接所述第一电容CM14，是对所述温度监控器的检测端T_BAL2_MCU上采集的信号进行滤波处理，确保了所述温度监控器所采集的电压信号的稳定性，提高了对所述均衡电阻RB0的温度监测的准确性。

在其中一个实施例中，请参阅图2，所述电池均衡电路100还包括均衡稳压管DB3，所述均衡电子开关管MB3的第一端与所述均衡稳压管DB3的正极连接，所述均衡稳压管DB3的负极与所述均衡电子开关管MB3的控制端连接。在本实施例中，所述均衡电子开关管MB3的第一端与控制端之间通过所述第一电阻RA3形成压降，所述均衡稳压管DB3并联在所述均衡电子开关管MB3的第一端与控制端之间，使得所述均衡电子开关管MB3的第一端与控制端之间的压降稳定，确保了在均衡时所述均衡电子开关管MB3的稳定导通。

在其中一个实施例中，请参阅图2，所述电池均衡电路100还包括第四电阻RJ3，所述第一电阻RA3的第二端与所述第四电阻RJ3的第一端连接，所述第四电阻RJ3的第二端与所述均衡电子开关管MB3的控制端连接。在本实施例中，所述第四电阻RJ3串联在所述第一电阻RA3与所述均衡电子开关管MB3的控制端之间，所述第四电阻RJ3与所述第一电阻RA3共同形成所述均衡电子开关管MB3的第一端与控制端之间的压降电阻，即所述第四电阻RJ3与所述第一电阻RA3串联形成的等效电阻，对所述均衡电子开关管MB3的第一端与控制端之间进行电压降低，确保了所述均衡电子开关管MB3在均衡时稳定导通。而且，所述第四电阻RJ3增大了所述均衡电子开关管MB3的第一端与控制端之间的电阻阻值，使得所述均衡电子开关管MB3的第一端与控制端之间的电流减小，避免了所述均衡电子开关管MB3的控制端流入的电流过大的情况。

在其中一个实施例中，请参阅图2，所述电池均衡电路100还包括第二电容CA3，所述第一电阻RA3的第二端与所述第二电容CA3的第一端连接，所述第二电容CA3的第二端用于与公共端VC2连接。在本实施例中，所述第二电容CA3连接于所述第一电阻RA3的第二端，即所述第二电容CA3连接在所述均衡充电控制端VC3上，所述第二电容CA3对所述均衡充电控制端VC3输出的控制信号进行滤波处理，使得所述均衡电子开关管MB3的控制端接收到准确的控制信号，便于对所述均衡电子开关管MB3进行准确控制，即所述均衡电子开关管MB3在均衡时及时导通。

在其中一个实施例中，请参阅图2，所述电池均衡电路100还包括第五电阻RA2，所述均衡电阻RB0的第二端与所述第五电阻RA2的第一端连接，所述第五电阻RA2的第二端用于与公共端VC2连接。在本实施例中，所述第一电芯上的部分充电电流通过所述均衡电子开关管MB3导向所述第二电芯，所述第五电阻RA2作为上述电流的分支回路，以降低所述第二电芯上增加的充电电流，避免了所述第二电芯上增加的充电电流过大的情况。

在其中一个实施例中，请参阅图4，所述均衡电阻RB0包括第一均衡电阻RB6以及第二均衡电阻RB7，所述均衡电子开关管MB3的第二端分别与所述第一均衡电阻RB6的第一端以及所述第二均衡电阻RB7的第一端连接，所述第一均衡电阻RB6的第二端以及所述第二均衡电阻RB7的第二端均与所述第二电芯的充电端B2连接。在本实施例中，所述均衡电阻RB0包括相互并联的所述第一均衡电阻RB6和所述第二均衡电阻RB7，所述第一均衡电阻RB6和所述第二均衡电阻RB7对所述第一电芯上的部分充电电流进行分流，有效地避免了所述均衡电阻RB0出现过热而损坏的情况。

进一步地，所述温度监控电路为两个，其中一个所述温感电阻邻近所述第一均衡电阻设置，另一个所述温感电阻邻近所述第二均衡电阻设置。在本实施例中，两个所述温度监控电路分别检测所述第一均衡电阻以及所述第二均衡电阻的温度，使得对所述均衡电阻的温度检测更加准确，提高了对均衡状态下各均衡电阻的实时温度的监测准确性。

在其中一个实施例中，本申请还提供一种锂电池，包括上述任一实施例所述的电池均衡温控电路。在本实施例中，所述电池均衡温控电路包括电池均衡电路以及温度监控电路。所述电池均衡电路包括均衡电子开关管、第一电阻以及均衡电阻。所述均衡电子开关管的第一端用于与第一电芯的充电端连接，所述均衡电子开关管的第一端还与所述第一电阻的第一端连接。所述第一电阻的第二端与所述均衡电子开关管的控制端连接，所述第一电阻的第二端还用于与均衡充电控制端连接。所述均衡电子开关管的第二端与所述均衡电阻的第一端连接，所述均衡电阻的第二端用于与第二电芯的充电端连接。其中，所述均衡充电控制端用于在均衡状态下控制所述均衡电子开关管导通。所述温度监控电路包括第二电阻以及温感电阻。所述第二电阻的第一端用于与基准电源连接，所述第二电阻的第二端与所述温感电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端还用于与温度监控器的检测端连接。所述温感电阻的第二端接地，所述温感电阻邻近所述均衡电阻设置。在均衡时，均衡电子开关管导通，使得第一电芯上的充电电流通过均衡电子开关管流向第一电芯，此时均衡电阻上流经部分均衡电流，温感电阻对均衡电阻进行实时温度检测，并通过第二电阻的第二端反馈至温度监控器，便于对均衡电阻的温度进行实时监测，从而便于在温度过高时及时关断，以避免各元器件损坏。

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 (10)

1.一种电池均衡温控电路，其特征在于，包括：

电池均衡电路，所述电池均衡电路包括均衡电子开关管、第一电阻以及均衡电阻，所述均衡电子开关管的第一端用于与第一电芯的充电端连接，所述均衡电子开关管的第一端还与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述均衡电子开关管的控制端连接，所述第一电阻的第二端还用于与均衡充电控制端连接，所述均衡电子开关管的第二端与所述均衡电阻的第一端连接，所述均衡电阻的第二端用于与第二电芯的充电端连接，其中，所述均衡充电控制端用于在均衡状态下控制所述均衡电子开关管导通；

温度监控电路，所述温度监控电路包括第二电阻以及温感电阻，所述第二电阻的第一端用于与基准电源连接，所述第二电阻的第二端与所述温感电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端还用于与温度监控器的检测端连接，所述温感电阻的第二端接地，所述温感电阻邻近所述均衡电阻设置。

2.根据权利要求1所述的电池均衡温控电路，其特征在于，所述温度监控电路还包括第三电阻，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述温度监控器的检测端连接。

3.根据权利要求1所述的电池均衡温控电路，其特征在于，所述温度监控电路还包括第一电容，所述温度监控器的检测端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的电池均衡温控电路，其特征在于，所述电池均衡电路还包括均衡稳压管，所述均衡电子开关管的第一端与所述均衡稳压管的正极连接，所述均衡稳压管的负极与所述均衡电子开关管的控制端连接。

5.根据权利要求1所述的电池均衡温控电路，其特征在于，所述电池均衡电路还包括第四电阻，所述第一电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述均衡电子开关管的控制端连接。

6.根据权利要求1所述的电池均衡温控电路，其特征在于，所述电池均衡电路还包括第二电容，所述第一电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端用于与公共端连接。

7.根据权利要求1所述的电池均衡温控电路，其特征在于，所述电池均衡电路还包括第五电阻，所述均衡电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端用于与公共端连接。

8.根据权利要求1所述的电池均衡温控电路，其特征在于，所述均衡电阻包括第一均衡电阻以及第二均衡电阻，所述均衡电子开关管的第二端分别与所述第一均衡电阻的第一端以及所述第二均衡电阻的第一端连接，所述第一均衡电阻的第二端以及所述第二均衡电阻的第二端均与所述第二电芯的充电端连接。

9.根据权利要求8所述的电池均衡温控电路，其特征在于，所述温度监控电路为两个，其中一个所述温感电阻邻近所述第一均衡电阻设置，另一个所述温感电阻邻近所述第二均衡电阻设置。

10.一种锂电池，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电池均衡温控电路。

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