CN219420345U - 电池过充二次保护电路以及锂电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池过充二次保护电路以及锂电池。上述的电池过充二次保护电路包括过充比较电路以及三端保险控制电路；过充比较电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及过充比较器；三端保险控制电路包括保险电子开关管以及第五电阻，过充比较器的输出端与保险电子开关管的控制端连接，第五电阻的第一端用于与三端保险熔断器的通电熔断控制端连接。在电池包的一级保护失效且过充时，第二比较端的电压超过第一比较端的电压，此时保险电子开关管导通，使得三端保险熔断器的通电熔断控制端上电，从而使得三端保险熔断器中的保险丝熔断，便于停止充电器向电池包继续充电，有效地提高了对电池包的过充保护性能。

Description

电池过充二次保护电路以及锂电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种电池过充二次保护电路以及锂电池。

背景技术

对于BMS(Battery Management System，电池管理系统)，软件的BMS可以设置电芯的过充阈值来保护电池，硬件的BMS通过AFE自己特性实现过充保护，两种BMS都实现了电池的过充保护。对于锂电池，电池过充时不断电会给用户的生命或公共安全带来严重的隐患和威胁。BMS对电池的过充保护阈值有设定。当电池电压超过过充阈值时充电驱动关闭，进而切断充电回路，为电池的过充提供了保护，例如，申请号为CN00117177.1的中国专利申请。

然而，当BMS受到外界如静电冲击时，BMS内部的AFE不可避免受到冲击，BMS的保护可能会出现异常，电池过充时BMS可能关闭不了充电驱动。而当电池充电电压高于电池的过充保护阈值时，电池会出现过充不保护的情况，此时电池就给人的安全就带来了极大的威胁。

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，提供一种有效提高过充保护性能的电池过充二次保护电路以及锂电池。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电池过充二次保护电路，包括：过充比较电路以及三端保险控制电路；所述过充比较电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及过充比较器，所述第一电阻的第一端用于与电池二次保护器的输出端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地，所述第一电阻的第二端还与所述过充比较器的第一比较端连接，所述第三电阻的第一端用于与电池包的输出端连接，所述第三电阻的第二端通过所述第四电阻接地，所述第三电阻的第二端还与所述过充比较器的第二比较端连接；所述三端保险控制电路包括保险电子开关管以及第五电阻，所述过充比较器的输出端与所述保险电子开关管的控制端连接，以在所述第二比较端的电压大于所述第一比较端的电压时导通所述保险电子开关管，所述第五电阻的第一端用于与三端保险熔断器的通电熔断控制端连接，所述第五电阻的第二端与所述保险电子开关管的第一端连接，所述保险电子开关管的第二端接地。

在其中一个实施例中，所述第一电阻和所述第二电阻中的至少一个为可变电阻。

在其中一个实施例中，所述第三电阻和所述第四电阻中的至少一个为可变电阻。

在其中一个实施例中，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值比小于所述第三电阻和所述第四电阻的阻值比。

在其中一个实施例中，所述过充比较电路还包括过充保护电容，所述第一电阻的第二端与所述过充保护电容的第一端连接，所述过充保护电容的第一端接地。

在其中一个实施例中，所述三端保险控制电路还包括第六电阻，所述过充比较器的供电端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述过充比较器的输出端连接。

在其中一个实施例中，所述三端保险控制电路还包括第一保险二极管以及第七电阻，所述过充比较器的输出端与所述第一保险二极管的正极连接，所述第一保险二极管的负极与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述保险电子开关管的控制端连接。

在其中一个实施例中，所述三端保险控制电路还包括第八电阻，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端接地。

在其中一个实施例中，所述三端保险控制电路还包括第二保险二极管，所述第五电阻的第二端与所述第二保险二极管的正极连接，所述第二保险二极管的负极与所述保险电子开关管的第一端连接。

一种锂电池，包括三端保险熔断器以及上述任一实施例所述的电池过充二次保护电路，所述三端保险熔断器的第一端与所述电池包的输出端连接，所述三端保险熔断器的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述三端保险熔断器的通电熔断控制端与所述电池过充二次保护电路的第五电阻的第一端连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

在电池包的一级保护失效且过充时，第二比较端的电压超过第一比较端的电压，此时保险电子开关管导通，使得三端保险熔断器的通电熔断控制端上电，从而使得三端保险熔断器中的保险丝熔断，便于停止充电器向电池包继续充电，有效地提高了对电池包的过充保护性能。

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为一实施例中电池过充二次保护电路的电路图；

图2为图1所示电池过充二次保护电路中的过充比较电路的电路图；

图3为图1所示电池过充二次保护电路中的三端保险控制电路的电路图。

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过充二次保护电路。在其中一个实施例中，所述电池过充二次保护电路包括过充比较电路以及三端保险控制电路；所述过充比较电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及过充比较器，所述第一电阻的第一端用于与电池二次保护器的输出端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地，所述第一电阻的第二端还与所述过充比较器的第一比较端连接，所述第三电阻的第一端用于与电池包的输出端连接，所述第三电阻的第二端通过所述第四电阻接地，所述第三电阻的第二端还与所述过充比较器的第二比较端连接；所述三端保险控制电路包括保险电子开关管以及第五电阻，所述过充比较器的输出端与所述保险电子开关管的控制端连接，以在所述第二比较端的电压大于所述第一比较端的电压时导通所述保险电子开关管，所述第五电阻的第一端用于与三端保险熔断器的通电熔断控制端连接，所述第五电阻的第二端与所述保险电子开关管的第一端连接，所述保险电子开关管的第二端接地。在电池包的一级保护失效且过充时，第二比较端的电压超过第一比较端的电压，此时保险电子开关管导通，使得三端保险熔断器的通电熔断控制端上电，从而使得三端保险熔断器中的保险丝熔断，便于停止充电器向电池包继续充电，有效地提高了对电池包的过充保护性能。

请参阅图1，其为本实用新型一实施例的电池过充二次保护电路的电路图。

一实施例的电池过充二次保护电路10包括过充比较电路100以及三端保险控制电路200。请一并参阅图2，所述过充比较电路100包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及过充比较器W1A。所述第一电阻R1的第一端用于与电池二次保护器的输出端连接，所述第一电阻R1的第二端通过所述第二电阻R2接地，所述第一电阻R1的第二端还与所述过充比较器W1A的第一比较端连接。所述第三电阻R3的第一端用于与电池包的输出端连接，所述第三电阻R3的第二端通过所述第四电阻R4接地，所述第三电阻R3的第二端还与所述过充比较器W1A的第二比较端连接。请一并参阅图3，所述三端保险控制电路200包括保险电子开关管Q1以及第五电阻R5。所述过充比较器W1A的输出端与所述保险电子开关管Q1的控制端连接，以在所述第二比较端的电压大于所述第一比较端的电压时导通所述保险电子开关管Q1。所述第五电阻R5的第一端用于与三端保险熔断器的通电熔断控制端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述保险电子开关管Q1的第一端连接，所述保险电子开关管Q1的第二端接地。

在本实施例中，在电池包的一级保护失效且过充时，第二比较端的电压超过第一比较端的电压，此时保险电子开关管Q1导通，使得三端保险熔断器的通电熔断控制端上电，从而使得三端保险熔断器中的保险丝熔断，便于停止充电器向电池包继续充电，有效地提高了对电池包的过充保护性能。

在另一个实施例中，所述过充比较器W1A的第一端为正相端，作为基准电压端，所述过充比较器W1A的第二端为反相端，在所述电池包的一级过充保护失效且继续过充时，所述过充比较器W1A的反相端的电压大于正相端的电压，所述过充比较器W1A的输出端发生变化，以便于将所述保险电子开关管Q1导通，例如，所述保险电子开关管Q1为NPN型三极管，所述保险电子开关管Q1的第一端为NPN型三极管的集电极，所述保险电子开关管Q1的第二端为NPN型三极管的发射极，所述保险电子开关管Q1的控制端为NPN型三极管的基极，当所述过充比较器W1A的反相端的电压大于正相端的电压时，所述过充比较器W1A的输出端输出高电压，使得所述保险电子开关管Q1导通，便于及时熔断所述三端保险熔断器，以切断充电器对电池包的充电通路，提高了对电池包的二级过充保护性能。其中，三端保险熔断器串联在充电器和电池包之间，例如，所述三端保险熔断器的第一端与充电器的输出端连接，所述三端保险熔断器的第二端与所述电池包的输出端连接。

在其中一个实施例中，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2中的至少一个为可变电阻。在本实施例中，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2形成一个分压电路，具体地，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2形成了所述过充比较器W1A的第一比较端上的分压电路，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2串联，所述第二电阻R2上加载的电压为所述过充比较器W1A的第一比较端上的电压。通过调节所述第一电阻R1和所述第二电阻R2中任意一个的阻值，便于调节所述过充比较器W1A的第一比较端的电压，从而便于调节所述过充比较器W1A的比较基准电压，进而便于调节对所述电池包的过充保护的临界电压。

在其中一个实施例中，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4中的至少一个为可变电阻。在本实施例中，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4形成一个分压电路，具体地，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4形成了所述过充比较器W1A的第二比较端上的分压电路，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4串联，所述第四电阻R4上加载的电压为所述过充比较器W1A的第二比较端上的电压。通过调节所述第三电阻R3和所述第四电阻R4中任意一个的阻值，便于调节所述过充比较器W1A的第二比较端的电压，从而便于调节所述过充比较器W1A的电池过充比较电压，有效地提高了对电池包的二级过充保护的精准性。在另一个实施例中，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2的阻值比小于所述第三电阻R3和所述第四电阻R4的阻值比，使得在正常充电时，所述第二电阻R2上加载的电压大于所述第四电阻R4上加载的电压，以确保所述过充比较器W1A的输出电压将所述保险电子开关管Q1截止，而在过充时及时导通。

在其中一个实施例中，请参阅图2，所述过充比较电路100还包括过充保护电容C1，所述第一电阻R1的第二端与所述过充保护电容C1的第一端连接，所述过充保护电容C1的第一端接地。在本实施例中，所述过充保护电容C1与所述第一电阻R1连接，具体地，所述过充保护电容C1与所述第一电阻R1并联，使得所述过充保护电容C1并联在所述过充比较器W1A的第一端上，便于对所述过充比较器W1A的第一端上电压进行滤波处理，确保所述过充比较器W1A的比较基准电压更加稳定。

在其中一个实施例中，请参阅图3，所述三端保险控制电路200还包括第六电阻R6，所述过充比较器W1A的供电端与所述第六电阻R6的第一端连接，所述第六电阻R6的第二端与所述过充比较器W1A的输出端连接。在本实施例中，所述第六电阻R6与所述过充比较器W1A的供电端连接，具体地，所述第六电阻R6并联在所述过充比较器W1A的供电端与输出端之间，所述第六电阻R6对所述过充比较器W1A的输出端电压进行上拉，便于将所述保险电子开关管Q1的输出端的电压增大，从而便于提高所述保险电子开关管Q1对所述过充比较器W1A的输出响应准确性，进而便于提高对电池包的过充保护的精准性。

在其中一个实施例中，请参阅图3，所述三端保险控制电路200还包括第一保险二极管DA1以及第七电阻R7，所述过充比较器W1A的输出端与所述第一保险二极管DA1的正极连接，所述第一保险二极管DA1的负极与所述第七电阻R7的第一端连接，所述第七电阻R7的第二端与所述保险电子开关管Q1的控制端连接。在本实施例中，所述第一保险二极管DA1串联在所述过充比较器W1A的输出端上，对所述过充比较器W1A的输出电流进行单向导向，确保对所述保险电子开关管Q1的控制端的精准控制。所述第七电阻R7与所述第一保险二极管DA1串联，所述第七电阻R7对所述过充比较器W1A的输出端上的电流进行限流，使得所述保险电子开关管Q1的控制端上的电流在安全范围内，确保了所述保险电子开关管Q1的正常工作。

进一步地，请参阅图3，所述三端保险控制电路200还包括第八电阻R8，所述第七电阻R7的第二端与所述第八电阻R8的第一端连接，所述第八电阻R8的第二端接地。在本实施例中，所述第八电阻R8与所述第七电阻R7连接，具体地，所述第八电阻R8并联在所述保险电子开关管Q1的控制端和第二端之间，所述第八电阻R8与所述第七电阻R7形成分压电路，便于对所述保险电子开关管Q1的控制端上的电压进行调整，而且，所述第八电阻R8并联在所述保险电子开关管Q1的控制端和第二端之间，便于加快所述保险电子开关管Q1的控制端和第二端之间的导通速率。

在其中一个实施例中，请参阅图3，所述三端保险控制电路200还包括第二保险二极管DA2，所述第五电阻R5的第二端与所述第二保险二极管DA2的正极连接，所述第二保险二极管DA2的负极与所述保险电子开关管Q1的第一端连接。在本实施例中，所述第二保险二极管DA2与所述第五电阻R5连接，具体地，所述第二保险二极管DA2与所述第五电阻R5串联，所述第二保险二极管DA2对所述三端保险熔断器的通电熔断控制端上的电流进行单向导向，便于在所述保险电子开关管Q1导通时，快速为所述三端保险熔断器上电，从而便于将所述三端保险熔断器快速熔断，以切断所述电池包与充电器之间的充电路径。

在其中一个实施例中，本申请还提供一种锂电池，包括三端保险熔断器以及上述任一实施例所述的电池过充二次保护电路，所述三端保险熔断器的第一端与所述电池包的输出端连接，所述三端保险熔断器的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述三端保险熔断器的通电熔断控制端与所述电池过充二次保护电路的第五电阻的第一端连接。在本实施例中，所述电池过充二次保护电路包括过充比较电路以及三端保险控制电路；所述过充比较电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及过充比较器，所述第一电阻的第一端用于与电池二次保护器的输出端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地，所述第一电阻的第二端还与所述过充比较器的第一比较端连接，所述第三电阻的第一端用于与电池包的输出端连接，所述第三电阻的第二端通过所述第四电阻接地，所述第三电阻的第二端还与所述过充比较器的第二比较端连接；所述三端保险控制电路包括保险电子开关管以及第五电阻，所述过充比较器的输出端与所述保险电子开关管的控制端连接，以在所述第二比较端的电压大于所述第一比较端的电压时导通所述保险电子开关管，所述第五电阻的第一端用于与三端保险熔断器的通电熔断控制端连接，所述第五电阻的第二端与所述保险电子开关管的第一端连接，所述保险电子开关管的第二端接地。在电池包的一级保护失效且过充时，第二比较端的电压超过第一比较端的电压，此时保险电子开关管导通，使得三端保险熔断器的通电熔断控制端上电，从而使得三端保险熔断器中的保险丝熔断，便于停止充电器向电池包继续充电，有效地提高了对电池包的过充保护性能。

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)

1.一种电池过充二次保护电路，其特征在于，包括：

过充比较电路，所述过充比较电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及过充比较器，所述第一电阻的第一端用于与电池二次保护器的输出端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地，所述第一电阻的第二端还与所述过充比较器的第一比较端连接，所述第三电阻的第一端用于与电池包的输出端连接，所述第三电阻的第二端通过所述第四电阻接地，所述第三电阻的第二端还与所述过充比较器的第二比较端连接；

三端保险控制电路，所述三端保险控制电路包括保险电子开关管以及第五电阻，所述过充比较器的输出端与所述保险电子开关管的控制端连接，以在所述第二比较端的电压大于所述第一比较端的电压时导通所述保险电子开关管，所述第五电阻的第一端用于与三端保险熔断器的通电熔断控制端连接，所述第五电阻的第二端与所述保险电子开关管的第一端连接，所述保险电子开关管的第二端接地。

2.根据权利要求1所述的电池过充二次保护电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻中的至少一个为可变电阻。

3.根据权利要求1所述的电池过充二次保护电路，其特征在于，所述第三电阻和所述第四电阻中的至少一个为可变电阻。

4.根据权利要求1所述的电池过充二次保护电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值比小于所述第三电阻和所述第四电阻的阻值比。

5.根据权利要求1所述的电池过充二次保护电路，其特征在于，所述过充比较电路还包括过充保护电容，所述第一电阻的第二端与所述过充保护电容的第一端连接，所述过充保护电容的第一端接地。

6.根据权利要求1所述的电池过充二次保护电路，其特征在于，所述三端保险控制电路还包括第六电阻，所述过充比较器的供电端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述过充比较器的输出端连接。

7.根据权利要求1所述的电池过充二次保护电路，其特征在于，所述三端保险控制电路还包括第一保险二极管以及第七电阻，所述过充比较器的输出端与所述第一保险二极管的正极连接，所述第一保险二极管的负极与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述保险电子开关管的控制端连接。

8.根据权利要求7所述的电池过充二次保护电路，其特征在于，所述三端保险控制电路还包括第八电阻，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端接地。

9.根据权利要求1所述的电池过充二次保护电路，其特征在于，所述三端保险控制电路还包括第二保险二极管，所述第五电阻的第二端与所述第二保险二极管的正极连接，所述第二保险二极管的负极与所述保险电子开关管的第一端连接。

10.一种锂电池，其特征在于，包括三端保险熔断器以及如权利要求1至9中任一项所述的电池过充二次保护电路，所述三端保险熔断器的第一端用于与充电器的输出端连接，所述三端保险熔断器的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述三端保险熔断器的通电熔断控制端与所述电池过充二次保护电路的第五电阻的第一端连接。