CN219067902U - 电池管理系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池管理系统及电子设备，电池管理系统包括电池模组和稳压模组。其中电池模组用于向外部电路提供电能；稳压模组与电池模组并联连接，所述稳压模组包括串联的电阻和二极管组件，所述电阻的一端与所述电池模组的一端电连接，所述电阻的另一端与所述二极管组件的一端电连接，所述二极管组件的另一端与所述电池模组的另一端电连接，用于在电池管理系统触发电池模组保护或休眠时降低电池模组输出端的电压。使得在触发电池模组保护或休眠时可及时降低电池模组输出端的电压，避免用户触电或者烧坏其他电路的安全事故发生。

Description

电池管理系统及电子设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池管理系统及电子设备。

背景技术

电池管理系统对电池的工作状态进行监测，根据电池的状态进行对应的保护操作，从而起到保护电池的作用。

但传统的低压储能电池管理系统，在触发电池保护或电池休眠关断输出后，电池管理系统的输出端口的电压仍保持较高值且下降缓慢。如48V电池输出关断后仍存在大于36V的虚压。虚压存在时间取决于产品使用器件的参数，通常虚压会存在几小时到几十小时，长时间存在超过人体安全的电压36V，对用户存在安全很大隐患。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电池管理系统及电子设备，能够提在触发电池模组保护或者休眠后及时降低输出端的电压，从而有效避免触电等安全事故的发生，大大降低安全隐患。

第一方面，本申请提供了电池管理系统，电池管理系统包括：

电池模组，用于向外部电路提供电能；

稳压模组，与所述电池模组并联连接，所述稳压模组包括串联的电阻和二极管组件，所述电阻的一端与所述电池模组的一端电连接，所述电阻的另一端与所述二极管组件的一端电连接，所述二极管组件的另一端与所述电池模组的另一端电连接，用于在所述电池管理系统触发电池模组保护或休眠时对所述电池模组的电压进行稳压。

在其中一个实施例中，所述电阻的一端与所述电池的正极电连接，所述电阻的另一端与所述二极管组件的一端电连接，所述二极管组件的另一端与所述电池模组的负极电连接。

在其中一个实施例中，所述二极管组件包括第一二极管和第二二极管，其中：所述电阻的另一端与所述第一二极管的负极电连接，所述第一二极管的正极与所述第二二极管的正极电连接，所述第二二极管的负极与所述电池的负极电连接。

在其中一个实施例中，所述电池管理系统还包括：

断路器，设置在所述电池模组与外部电路的通路上，用于在所述电池管理系统触发电池模组保护或休眠时，关断输出。

在其中一个实施例中，所述断路器包括：

串联的充电断路器和放电断路器，其中：

所述充电断路器的一端与所述放电断路器的一端电连接，所述充电断路器的另一端与所述电池模组的负极电连接，所述放电断路器的另一端与所述第二二极管的负极电连接。

在其中一个实施例中，所述电池管理系统还包括：储能模块，与所述电池模组并联设置。

在其中一个实施例中，所述储能模块包括：

电容，所述电容的正极与所述电池模组的正极电连接，所述电容的负极与所述电池模组的负极电连接。

在其中一个实施例中，所述电容的正极与所述电池模组的正极电连接，所述电容的负极与所述断路器的一端电连接，所述断路器的另一端与所述电池模组的负极电连接。

在其中一个实施例中，所述第一二极管为稳压二极管，所述稳压二极管的稳压值在30V-40V。

第二方面，本申请还提供了电子设备，所述电子设备电池管理系统，其中，所述电池管理系统包括如前文所述的电池管理系统。

上述介绍了一种电池管理系统及电子设备，电池管理系统包括电池模组和稳压模组。其中电池模组用于向外部电路提供电能；稳压模组与电池模组并联连接，所述稳压模组包括串联的电阻和二极管组件，所述电阻的一端与所述电池模组的一端电连接，所述电阻的另一端与所述二极管组件的一端电连接，所述二极管组件的另一端与所述电池模组的另一端电连接，用于在电池管理系统触发电池模组保护或休眠时降低电池模组输出端的电压。使得在触发电池模组保护或休眠时可及时降低电池模组输出端的电压，避免用户触电或者烧坏其他电路的安全事故发生。

附图说明

图1为一个实施例中电池管理系统的结构示意图；

图2为一个实施例中电池管理系统的电路示意图；

图3为一个实施例中电池管理系统工作时的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

众所周知，电池是电子设备的核心零部件，电池在使用过程中向外部电路提供电能，在休眠或者特殊情况导致的保护状态下，电池需要关断对外的供电。但是在断电后，输出口的电压会仍然保持较高值并且缓慢下降，在较长一段时间中都会超过人体的安全电压36V，如48V的电池输出关断后仍存在大于36V的虚压，给用户或其他电子电路造成很大的安全隐患。本申请正是提供一种电池管理系统，以稳定的可靠的解决上述问题。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种电池管理系统10的结构示意图。如图1所示，电池管理系统10包括电池模组20以及稳压模组30。电池模组20通过通路与外部电路电连接，以向外部电路提供电能。本申请的电池模组20可为蓄电池，例如，铅酸蓄电池、磷酸铁锂蓄电池以及超级蓄电池等，也可为其他类型电池。

稳压模组30与电池模组20电连接，用于在电池管理系统10触发电池保护或休眠时降低电池模组20输出端的电压。使得电池模组20输出端的电压较低，例如低于人体安全电压，避免用户触电或者烧坏其他电路的安全事故发生。

在一实施例中，所述稳压模组30和所述电池模组20并联设置。即稳压模组30与电池模组20的输出端并联设置，在电池管理系统10触发电池保护或休眠时对输出端的电压进行降压，以把输出端的电压降低到安全值以下，从而避免触电等安全事故发生。

请一并参与图2，图2是一实施例的电池管理系统10的电路结构示意图。如图2所示，稳压模组30包括串联的电阻31和二极管组件320，所述电阻31的一端与所述电池模组20的一端连接，所述电阻31的另一端与所述二极管组件320的一端电连接，所述二极管组件320的另一端与所述电池模组20的另一端电连接。具体而言，电阻31的一端可与电池模组20的正极电连接，电阻31的另一端可与二极管组件320的一端电连接，二极管组件320的另一端可与电池模组20的负极电连接。

在一可选的实施例中，二极管组件320包括第一二极管32和第二二极管33。其中所述电阻31的一端与所述电池模组20的正极电连接，所述电阻31的另一端与所述第一二极管32的负极电连接，所述第一二极管32的正极与所述第二二极管33的正极电连接，所述第二二极管33的负极与所述电池20的负极电连接。其中，所述第一二极管32为稳压二极管，所述稳压二极管的降压值在30V-40V。

在触发电池模组20的保护指令或休眠指令后，电池模组20的输出端形成虚压，当虚压电压大于等于第一二极管32的稳压值时，稳压二极管32处于工作状态，电路允许通过的电流较大，因此虚压下降较快；当虚压电压下降至低于稳压二极管32的稳压值时，稳压二极管32不工作，仅能够通过漏电流，此时虚压已低于人体安全电压，触电风险低。

所述电池管理系统还包括断路器40，设置在电池模组20和外部电路的通路上。断路器40是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。本实施例中的断路器40用于在所述电池管理系统10触发电池模组20保护或休眠时，关断输出。

具体而言，断路器40包括串联的充电断路器41和放电断路器42，其中：

所述充电断路器41的一端与所述放电断路器42的一端电连接，所述充电断路器41的另一端与所述电池模组20的负极电连接，所述放电断路器42的另一端与所述第二二极管33的负极电连接。

所述电池管理系统10还包括储能模块350，与电池模块20并联设置。在一实施例中，储能模块350包括电容35，与所述电池模组20并联设置，且电容35的正极与电池模组20的正极电连接，电容35的负极与所述电池模组20的负极电连接。具体而言，电容35的正极与电池模组20的正极电连接，电容35的负极与断路器40的一端电连接，断路器40的另一端与负极电连接。集合前文对断路器40的介绍，更具体的，充电断路器41的一端与所述放电断路器42的一端电连接，所述充电断路器41的另一端与所述电池模组20的负极电连接，所述放电断路器42的另一端与电容35的负极和第二二极管33的负极电连接。电容35可在电池模组20向外部电路提供电能时充电，存储电能，使得电池管理系统10为储能型电池管理系统。其中，电容35为电解电容。

当储能电池管理系统10在触发电池模组20保护或休眠后，断路器40关断输出，具体而言，电池管理系统10可根据电路和电池模组20的状态来触发保护或休眠的指令。例如在检测到电路中的电流异常时，可触发保护电池模组20的保护指令，也可以在电池模组20的剩余电量低于预设阈值时，可触发休眠的指令。应理解，不同的指令以及其对应的判断规则，本申请不做限制。电池管理系统10在触发保护时，充电断路器41关断输出，电池管理系统10在休眠时，放电断路器42关断输出。输出口的电解电容35储存的电量通过电阻31和第一二极管32泄放。当电解电容35形成的虚压电压大于等于第一二极管32的稳压值时，第一二极管32处于工作状态，电路允许通过的电流较大，因此虚压下降较快；当虚压电压下降至低于第一二极管32的稳压值时，第一二极管32不工作，仅能够通过漏电流，此时虚压已低于人体安全电压，触电风险低。

电阻31的作用是限制虚压泄放的电流，进而调整虚压降低的时间，可控制在预设时间，例如1分钟以内降低到第一二极管32的稳压电压。

第一二极管32可为稳压二极管，稳压二极管32的作用是控制虚压大小，可选择稳压值范围为30-40V，更具体的，可选择的稳压值在人体安全电压36V以内。

第二二极管33的作用是保护稳压装置，防止反接。

因此本申请通过设置稳压模组30，在电池管理系统10进行触发保护或休眠后，将电池输出端的电压降低到人体安全电压以下，从而可避免触电等安全事故的发生。

在一实施中，还提供了一种电池管理系统工作时的流程图，如图3所示，图3是一实施例中电池管理工作时的流程示意图图。如图3所示，包括以下步骤：

步骤S1：触发所述电池模组的保护指令或所述电池模组的休眠指令。电池管理系统10可根据电路和电池模组的状态来触发电池模组的保护指令或休眠指令。例如在检测到电路中的电流异常时，可触发保护电池模组20的保护指令，也可以在电池模组20的剩余电量低于预设阈值时，可触发电池模组20休眠指令。应理解，不同的指令以及其对应的判断规则，本申请不做限制。

步骤S2：判断所述电池模组输出端的电压是否大于或等于所述二极管组件的钳位电压，并在判断的结果为是时跳转到步骤S3，在判断的结果为否时跳转到步骤S4。

在本步骤之前，断路器40关断输出。具体而言，电池管理系统10在触发电池模组20的保护指令时，充电断路器41关断输出，电池管理系统10在出发电池模组20的休眠指令时，放电断路器42关断输出。

在断路器40关断输出后，电池模组20的输出口的电解电容35储存的电量通过电阻31和二极管组件320泄放，具体是通过电阻31和稳压二极管32进行泄放，第二二极管33保护稳压二极管32，防止反接。

步骤S4：二极管组件处于工作状态，以降低所述输出端的电压。电池电路中的回路工作电流mA级，电压下降快。

具体而言，当电池模组20输出端的电压过大时，稳压二极管32处于工作状态，电路允许通过的电流过大，达到mA级，因此电压下降较快。

步骤S5：稳压二极管32处于非工作状态，此时，电池电路中的回路工作电流为uA级别，电压下降缓慢。

具体而言，当电池模组20输出端的电压较小时，稳压二极管32处于非工作状态，仅能够通过漏电流的方式降压，电压下降缓慢。但是此时电压已经下降到人体安全电压，触电风险较小。

因此，当电解电容35形成的虚压电压大于等于稳压二极管32的稳压值时，稳压二极管32处于工作状态，电路允许通过的电流较大，因此虚压下降较快；当虚压电压下降至低于第一二极管32的稳压值时，第一二极管32不工作，仅能够通过漏电流，此时虚压已低于人体安全电压，触电风险低。

如前文所述，电池管理系统应用于电子设备中，以对电池和外部元件进行保护。本实施例提供的一种电子设备的结构示意图。所述电子设备包括前文所述的电池管理系统10。

综上所述，电池管理系统包括电池模组和稳压模组。其中电池模组用于向外部电路提供电能；稳压模组与电池模组并联连接，用于在电池管理系统触发电池保护或休眠时降低电池模组输出端的电压。使得在触发电池保护或休眠时可及时降低电池模组输出端的电压，避免用户触电或者烧坏其他电路的安全事故发生。此外本申请的稳压模组结构简单，成本较低。

以上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。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括：

电池模组，用于向外部电路提供电能；

稳压模组，所述稳压模组包括串联的电阻和二极管组件，所述电阻的一端与所述电池模组的一端电连接，所述电阻的另一端与所述二极管组件的一端电连接，所述二极管组件的另一端与所述电池模组的另一端电连接，用于在所述电池管理系统触发电池模组保护或休眠时降低所述电池模组输出端的电压。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电阻的一端与所述电池模组的正极电连接，所述电阻的另一端与所述二极管组件的一端电连接，所述二极管组件的另一端与所述电池模组的负极电连接。

3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述二极管组件包括第一二极管和第二二极管，其中：

所述电阻的另一端与所述第一二极管的负极电连接，所述第一二极管的正极与所述第二二极管的正极电连接，所述第二二极管的负极与所述电池模组的负极电连接。

4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括：

断路器，设置在所述电池模组与外部电路的通路上，用于在所述电池管理系统触发所述电池模组保护或休眠时，关断输出。

5.根据权利要求4所述的电池管理系统，其特征在于，所述断路器包括：

串联的充电断路器和放电断路器，其中：

所述充电断路器的一端与所述放电断路器的一端电连接，所述充电断路器的另一端与所述电池模组的负极电连接，所述放电断路器的另一端与所述第二二极管的负极电连接。

6.根据权利要求4或5所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括：

储能模块，与所述电池模组并联设置。

7.根据权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述储能模块包括：

电容，所述电容的正极与所述电池模组的正极电连接，所述电容的负极与所述电池模组的负极电连接。

8.根据权利要求7所述的电池管理系统，其特征在于，所述电容的正极与所述电池模组的正极电连接，所述电容的负极与所述断路器的一端电连接，所述断路器的另一端与所述电池模组的负极电连接。

9.根据权利要求3至5任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一二极管为稳压二极管，所述稳压二极管的降压值在30V-40V。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电池管理系统。

Images