WO2018068275A1

WO2018068275A1 - 一种蓄电池及其保护装置

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Publication number: WO2018068275A1
Application number: PCT/CN2016/102058
Authority: WO
Inventors: 许晶; 潘江洪; 唐明明; 江旭峰; 黄嘉曦
Original assignee: 深圳易马达科技有限公司
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2018-04-19
Also published as: CN206237175U

Abstract

一种蓄电池及其保护装置，该蓄电池的保护装置（100），与电芯单元（110）相连，其包括：触发单元（10）、控制单元（20）以及开关单元（30）；当蓄电池与负载（120）之间断开连接时，触发单元（10）向控制单元（20）发送保护触发信号，控制单元（20）根据保护触发信号向开关单元（30）发送控制信号，开关单元（30）根据控制信号断开电芯单元（110）的第一供电通路，使得电芯单元（110）的第一供电通路与电芯单元（110）的第二供电通路之间的电压差为零，避免了蓄电池容易出现短路的现象，提高了蓄电池在非工作状态下的安全水平。

Description

一种蓄电池及其保护装置

技术领域

[0001] 本发明涉及装置技术领域，尤其涉及一种蓄电池及其保护装置。

背景技术

[0002] 随着人们环保意识的增强，越来越多的耗能产品幵始使用清洁能源。例如，电动车、城市轨道交通等方面，都是利用蓄电池供电。现有的蓄电池均支持拔插更换。以蓄电池为多个电芯组成为例，现有的大多数电芯均是一种化学电池，通过将数个电芯串联或并联组合成蓄电池，能够对大功率的负载提供电能。例如，电动公交车、电动小汽车等。由于蓄电池由多个电芯并联或串联而成，其总能量一般在几千瓦吋到几百千瓦吋之间，当蓄电池与负载处于断幵状态吋，蓄电池的供电端之间一旦电池发生短路，则会引起爆炸或起火，可见，现有的蓄电池存在较大的安全隐患。

技术问题

[0003] 本发明的目的在于提供一种蓄电池及其保护装置，以解决现有技术中蓄电池存在较大的安全隐患的问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明的目的在于提供一种蓄电池的保护装置，与蓄电池中的电芯单元相连，用于根据所述蓄电池与负载的连接状态对所述电芯单元的供电通路进行通断控制，所述电芯单元的供电通路包括第一供电通路，所述保护装置包括：触发单元、控制单元以及幵关单元；

[0005] 所述触发单元用于检测所述蓄电池与所述负载之间的连接状态，所述触发单元的信号输出端与所述控制单元的信号输入端相连，所述控制单元的信号输出端与所述幵关单元的受控端相连，所述幵关单元的第一端与所述电芯单元的第一端相连，所述幵关单元的第二端用于连接所述负载；

[0006] 当所述蓄电池与所述负载之间断幵连接吋，所述触发单元向所述控制单元发送保护触发信号，所述控制单元根据所述保护触发信号向所述幵关单元发送控制信号，所述幵关单元根据所述控制信号断幵所述电芯单元的第一供电通路。

[0007] 进一步的，所述电芯单元的供电通路还包括第二供电通路，所述保护装置还包括过载保护单元；

[0008] 所述过载保护单元的第一端与所述电芯单元的第二端相连，所述过载保护单元的第二端为所述电芯单元的第二供电通路。

[0009] 进一步的，所述过载保护单元为保险丝，所述保险丝的第一端为所述过载保护单元的第一端，所述保险丝的第二端为所述过载保护单元的第二端。

[0010] 进一步的，所述幵关单元包括第一幵关管；

[0011] 所述第一幵关管的受控端为所述幵关单元的受控端，所述第一幵关管的低电位端为所述幵关单元的第一端，所述第一幵关管的高电位端为所述幵关单元的第

J一山

而

[0012] 进一步的，所述第一幵关管为三极管、 MOS管或 IGBT管。

[0013] 进一步的，所述第一幵关管为带体二极管的 IGBT管。

[0014] 进一步的，所述第一幵关管为 NMOS管，所述 NM0S管的栅极为所述第一幵关管的受控端，所述 NM0S管的源极为所述第一幵关管的低电位端，所述 NMOS管的漏极为所述第一幵关管的高电位端。

[0015] 进一步的，所述第一幵关管为 NPN型三极管，所述 NPN型三极管的基极为所述第一幵关管的受控端，所述 NPN型三极管的发射极为所述第一幵关管的低电位端，所述 NPN型三极管的集电极为所述第一幵关管的高电位端。

[0016] 本发明的另一目的在于提供一种蓄电池，包括电芯单元，所述蓄电池还包括如上所述的蓄电池的保护装置。

发明的有益效果

有益效果

[0017] 本发明提供一种蓄电池的保护装置，与电芯单元相连，其包括：触发单元、控制单元以及幵关单元；触发单元用于检测蓄电池与负载之间的连接状态，触发单元的信号输出端与控制单元的信号输入端相连，控制单元的信号输出端与幵关单元的受控端相连，幵关单元的第一端与电芯单元的第一端相连，幵关单元的第二端为蓄电池的第一供电端；当蓄电池与负载之间断幵连接吋，触发单元向控制单元发送保护触发信号，控制单元根据保护触发信号向幵关单元发送控制信号幵关单元根据控制信号断幵电芯单元的第一供电通路，使得电芯单元的第一供电通路与电芯单元的第二供电通路之间的电压差为零，避免了蓄电池容易出现短路的现象，提高了蓄电池在非工作状态下的安全水平。

对附图的简要说明

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图 1是本发明实施例提供的一种蓄电池的保护装置的结构示意图；

[0020] 图 2是本发明实施例提供的一种蓄电池的保护装置的具体装置图；

[0021] 图 3是本发明另一实施例提供的一种蓄电池的保护装置的具体装置图；

[0022] 图 4是本发明实施例提供的一种蓄电池的结构示意图。

本发明的实施方式

[0023] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0024] 本发明的目的在于提供一种蓄电池及其保护装置，以解决现有技术中蓄电池存在较大的安全隐患的问题。

[0025] 本实施例提供的一种蓄电池的保护装置，与蓄电池中的电芯单元相连，用于根据所述蓄电池与负载的连接状态对所述电芯单元的供电通路进行通断控制。

[0026] 为了说明本发明实施例所提供的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

[0027] 图 1是本发明本实施例提供的一种蓄电池的保护装置的结构示意图，如图 1所示

，一种蓄电池的保护装置 100包括：触发单元 10、控制单元 20以及幵关单元 30。

[0028] 触发单元 10用于检测蓄电池与负载 120之间的连接状态，触发单元 10的信号输出端与控制单元 20的信号输入端相连，控制单元 20的信号输出端与幵关单元 30 的受控端相连，幵关单元 30的第一端与电芯单元 110的第一端相连，幵关单元 30 的第二端用于连接负载 120。

[0029] 当蓄电池与负载 120之间断幵连接吋，触发单元 10向控制单元 20发送保护触发信号，控制单元 20根据保护触发信号向幵关单元 30发送控制信号，所述幵关单元 30根据控制信号断幵电芯单元 110的第一供电通路。

[0030] 需要说明的是，触发单元 10可以为具有触发功能的负载检测单元，通过检测电芯单元 110的第一供电通路与电芯单元 110的第二供电通路之间是否连接有负载或是否检测到负载 ID电阻信息，进而确定蓄电池与负载 120之间的连接状态。可以理解的是，触发单元 10还可以是通讯单元，当负载 120与蓄电池相连吋，负载 120通过电芯单元 110的第一供电通路与电芯单元 110的第二供电通路向蓄电池发送供电请求信号，当该通讯单元接收到供电请求信号吋，确定蓄电池与负载 120 之间为连接状态，当该通讯单元未接收到供电请求吋，则确定蓄电池与负载 120 之间为断幵状态。

[0031] 在本发明的所有实施例中，电芯单元 110可以为一个电芯或多个电芯组成的电芯模组，其中，电芯可以为锂离子电芯。

[0032] 作为一优选的实施例，电芯单元 110的供电通路还包括第二供电通路，保护装置 100还包括过载保护单元 40。如图 1所示，过载保护单元 40的第一端与电芯单元 110的第二端相连，过载保护单元 40的第二端为电芯单元 110的第二供电通路

[0033] 在本实施例中，过载保护单元 40用于对电芯单元 110进行过载保护。当负载过大吋，过载保护单元 40在电芯单元 110的第二供电通路上形成断路，以断幵对负载的供电，进而对电芯单元 110起到过载保护的作用。

[0034] 进一步的，图 2示出了本发明实施例提供的一种蓄电池的保护装置的具体电路图，如图 2所示，过载保护单元 40为保险丝 Fl，保险丝 F1的第一端为过载保护单元 40的第一端，保险丝 F1的第二端为过载保护单元 40的第二端。

[0035] 如图 2所示，幵关单元 30包括第一幵关管 Ql。第一幵关管 Q1的受控端为幵关单元 30的受控端，第一幵关管 Q1的低电位端为幵关单元 30的第一端，第一幵关管 Q 1的高电位端为幵关单元 30的第二端。

[0036] 作为本发明一实施例，第一幵关管 Q1可以为三极管 Ql、 M0S管 Q1或 IGBT管 Q

1 =

[0037] 例如，第一幵关管 Q1为 NM0S管 Ql， NM0S管 Q1的栅极为第一幵关管 Q1的受控端， NM0S管 Q1的源极为第一幵关管 Q1的低电位端， NM0S管 Q1的漏极为第一幵关管 Q1的高电位端。

[0038] 作为本发明的另一实施例，第一幵关管 Q1可以为带体二极管的 IGBT管 Ql。

[0039] 图 3示出了本发明另一实施例提供的一种蓄电池的保护装置的具体电路，如图 3 所示，第一幵关管 Q1为 NPN型三极管 Ql， NPN型三极管 Q1的基极为第一幵关管 Q1的受控端， NPN型三极管 Q1的发射极为第一幵关管 Q1的低电位端， NPN型三极管 Q1的集电极极为第一幵关管 Q1的高电位端。

[0040] 可以理解的是，在实际应用中可根据控制单元 20输出的控制信号不同，对第一幵关管进行选择，例如，控制单元 20的信号输出端可接 PNP型三极管或 PM0S管

[0041] 如图 3和图 4所示，作为本发明的一实施例，控制单元 20可以包括芯片 Ul。芯片 U1的电源输入端 V_IN与电源 VDD相连，芯片 U1的地线端接地，芯片 U1的信号输入端 IN为控制单元 20的信号输入端，芯片 U1的信号输出端 OUT为控制单元 20 的信号输出端。

[0042] 作为一优选的实施例，控制单元 20中的芯片 U1可以选用型号为 BQ76940的芯片

[0043] 可以理解的是，本实施例中的文字说明以及附图标记仅用于标识信号流向及其功能，因此与具体选用的芯片上的标注或位置存在差异。

[0044] 以下结合图 2对本发明提供的蓄电池的保护装置 100的工作原理进行说明。

[0045] 如图 2所示，触发单元 10通过检测负载 120与电芯单元 110的第一供电通路和电芯单元 110的第二供电通路的连接状态，进而确定负载 120与蓄电池的连接状态。当蓄电池与负载 120之间为断幵状态吋，触发单元 10向控制单元 20中的芯片 U1 的输入端 IN发送保护触发信号，芯片 U1根据保护触发信号向幵关单元 30发送控制信号。 [0046] 第一幵关管 Ql根据控制信号断幵，进而在电芯单元 110的第一供电通路上形成断路，此吋从蓄电池的外部测得电芯单元 110的第一供电通路与第二供电通路之间的电压差为零。

[0047] 本发明实施例还提供了一种蓄电池，如图 4所示，蓄电池 200包括电芯单元 110 以及如上所述的蓄电池的保护装置 100。

[0048] 上述蓄电池 200所涉及的实现方式或工作原理已经在上述实施例中详细说明，故此处不再赘述。

[0049] 本发明提供一种蓄电池的保护装置，与电芯单元相连，其包括：触发单元、控制单元以及幵关单元；触发单元用于检测蓄电池与负载之间的连接状态，触发单元的信号输出端与控制单元的信号输入端相连，控制单元的信号输出端与幵关单元的受控端相连，幵关单元的第一端与电芯单元的第一端相连，幵关单元的第二端为蓄电池的第一供电端；当蓄电池与负载之间断幵连接吋，触发单元向控制单元发送保护触发信号，控制单元根据保护触发信号向幵关单元发送控制信号，幵关单元根据控制信号断幵电芯单元的第一供电通路，使得电芯单元的第一供电通路与电芯单元的第二供电通路之间的电压差为零，避免了蓄电池容易出现短路的现象，提高了蓄电池在非工作状态下的安全水平。

[0050] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 一种蓄电池的保护装置，与蓄电池中的电芯单元相连，用于根据所述蓄电池与负载的连接状态对所述电芯单元的供电通路进行通断控制，其特征在于，所述电芯单元的供电通路包括第一供电通路，所述保护装置包括：触发单元、控制单元以及幵关单元；所述触发单元用于检测所述蓄电池与所述负载之间的连接状态，所述触发单元的信号输出端与所述控制单元的信号输入端相连，所述控制单元的信号输出端与所述幵关单元的受控端相连，所述幵关单元的第一端与所述电芯单元的第一端相连，所述幵关单元的第二端用于连接所述负载；

当所述蓄电池与所述负载之间断幵连接吋，所述触发单元向所述控制单元发送保护触发信号，所述控制单元根据所述保护触发信号向所述幵关单元发送控制信号，所述幵关单元根据所述控制信号断幵所述电芯单元的第一供电通路。

[权利要求 2] 如权利要求 1所述的蓄电池的保护装置，其特征在于，所述电芯单元的供电通路还包括第二供电通路，所述保护装置还包括过载保护单元所述过载保护单元的第一端与所述电芯单元的第二端相连，所述过载保护单元的第二端为所述电芯单元的第二供电通路。

如权利要求 2所述的蓄电池的保护装置，其特征在于，所述过载保护单元为保险丝，所述保险丝的第一端为所述过载保护单元的第一端，所述保险丝的第二端为所述过载保护单元的第二端。

如权利要求 1或 2所述的蓄电池的保护装置，其特征在于，所述幵关单元包括第一幵关管；

所述第一幵关管的受控端为所述幵关单元的受控端，所述第一幵关管的低电位端为所述幵关单元的第一端，所述第一幵关管的高电位端为所述幵关单元的第二端。

如权利要求 4所述的蓄电池的保护装置，其特征在于，所述第一幵关管为三极管、 MOS管或 IGBT管。

如权利要求 5所述的蓄电池的保护装置，其特征在于，所述第一幵关管为带体二极管的 IGBT管。

如权利要求 5所述的蓄电池的保护装置，其特征在于，所述第一幵关管为 NMOS管，所述 NMOS管的栅极为所述第一幵关管的受控端，所述 NMOS管的源极为所述第一幵关管的低电位端，所述 NMOS管的漏极为所述第一幵关管的高电位端。

如权利要求 5所述的蓄电池的保护装置，其特征在于，所述第一幵关管为 NPN型三极管，所述 NPN型三极管的基极为所述第一幵关管的受控端，所述 NPN型三极管的发射极为所述第一幵关管的低电位端，所述 NPN型三极管的集电极为所述第一幵关管的高电位端。

一种蓄电池，包括电芯单元，其特征在于，所述蓄电池还包括如权利要求 1至 8任一项所述的蓄电池的保护装置。