CN201975767U

CN201975767U - 锂电池充电放电的温度保护装置

Info

Publication number: CN201975767U
Application number: CN2010206855142U
Authority: CN
Inventors: 王亮
Original assignee: NINGBO LIANGYE ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd
Current assignee: NINGBO LIANGYE ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2020-12-28

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池充电放电的温度保护装置，它包括设有锂电池充电放电的温度保护电路的电路板、温度保护器和温度传感器，其特征是温度保护器和温度传感器分别定位在被保护的锂电池外表面上，温度保护器和温度传感器的信号线与锂电池充电放电的温度保护电路的电路板连接，其中温度保护器与锂电池充电放电的温度保护电路的温度保护器输入端TS连接，温度传感器与锂电池充电放电的温度保护电路的温度传感器输入端THI连接。这种锂电池充电放电的温度保护装置，结构简单、自耗电低、可靠性高、成本低，并能控制锂电池充电、放电时的温度，使锂电池在应用中更安全、更可靠的锂电池充电放电的温度保护电路。

Description

锂电池充电放电的温度保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种温度保护装置，特别是一种锂电池充电放电的温度保护装置。

背景技术

锂离子电池号称绿色能源。它体积小，重量轻，容量大，无污染。逐渐被大家所认识，应用到各个领域。锂离子电池虽然有很多优点，但它也有一大缺点。即在使用过程中，如不加以保护，会使电池过充、过放、过流、过温，造成电池损伤，寿命缩短，严重时会***燃烧。严重威胁人们的生命安全。大家经常使用专用芯片来控制电池的过充、过放、过流，而忽视了过温的状况。电池温度过高或低温时，对充电放电影响很大，会破坏电池内部结构，损伤电池。严重时会对人体构成伤害。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种结构简单、自耗电低、可靠性高、成本低，并能控制锂电池充电、放电时的温度，使锂电池在应用中更安全、更可靠的锂电池充电放电的温度保护装置。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的一种锂电池充电放电的温度保护装置，它包括设有锂电池充电放电的温度保护电路的电路板、温度保护器和温度传感器，其特征是温度保护器和温度传感器分别定位在被保护的锂电池外表面上，温度保护器和温度传感器的信号线与锂电池充电放电的温度保护电路的电路板连接，其中温度保护器与锂电池充电放电的温度保护电路的温度保护器输入端TS连接，温度传感器与锂电池充电放电的温度保护电路的温度传感器输入端THI连接。

所述的在电路板上所设有的锂电池充电放电的温度保护电路包括由开关MOS管Q4、Q1、Q2及***电路组成的电池充放电控制电路和芯片U1，在电池充放电控制电路的控制端Q4-4连接有充电温度控制电路单元和放电过温度保护单元；所述的放电过温度保护单元主要由U1、Q1、Q2和与温度保护器输入端TS连接的温度保护器组成；所述的充电温度控制电路单元包括基准电压供给电路、温度采样电路、电压比较器及Q5、Q6，其中电压比较器由U2及***电路组成；U2由U2A和U2B组成，基准电压供给电路由R20、R21和R22、R23分别组成，温度采样电路由R19与温度传感器输入端THI连接的温度传感器组成；电压比较器的输出与Q5连接，Q5与Q6串接，并由Q6输出与控制端Q4-4连接。

本实用新型由R20、R21和R22、R23分别组成基准电压供给电路并提供基准电压，由R19、温度传感器组成温度采样电路提供采样电压，采用温度传感器直接检测电池温度，在电路中转换成电压信号，获得采样电压，基准电压和采样电压经U2比较后，当U2输出高电平，控制Q5导通、Q6导通，使DC+直接到Q4-4，使Q4截止，停止充电，完成对电池充电保护；当U2输出低电平，Q5导通、Q6都处于截止状态，Q4处于原工作状态。

所述的主要由U1、Q1、Q2和温度保护器组成的放电过温度保护单元，其温度保护器连接在芯片U1的U1-11的CTL端，电池温度高于70℃时，温度保护器断开，使U1-11电位升高，U1-3的DOP端输出高电平，Q1、Q2截止，停止放电，完成对电池放电保护。

本实用新型提供的锂电池充电放电的温度保护装置，当锂电池过充、过放、过流时，由芯片U1控制Q4、Q1、Q2来完成；当过温时，就要用温度传感器、U2、Q5、Q6、温度保护器TS与其***元件，再借用U1、Q4、Q1、Q2来完成。

其中温度保护分二部分进行，一是由U2、Q5、Q6、温度传感器及其他元件组成的电路，主要对电池充电时，过高温及过低温的保护；二是用温度保护器与U1配合，对电池放电时的过高温保护。

本实用新型得到的锂电池充电放电的温度保护装置，以电池保护芯片U1作为电池充电放电的保护控制核心。U1通过控制Q4、Q1、Q2来实现对电池的充电、放电的控制。对电池温度的高低，我们采用热敏电阻采样，根据热敏电阻的特点，温度越高，热敏电阻的阻值越低。反之温度越低，阻值越高。我们利用电压比较器U2、温度传感器及一些元器件组成电路，通过采样、基准、比较、输出控制U1，利用U1控制Q4、Q1、Q2，实现在对锂电池充电、放电时的温度控制。最终控制锂电池充电、放电时的温度，使锂电池在应用中更安全、更可靠。此电路结构简单、自耗电低、可靠性高、成本低。借助U1、Q1、Q2等元器件，对锂电池的温度保护。根据上述状况，我们研发了这种简单实用的温度保护电路。使锂离子电池在应用中更安全、更可靠、更完美。

附图说明

图1是电池充放电控制电路及放电过温度保护单元电路原理图；

图2是充电温度控制电路单元局部电路原理图；

图3是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例：

如图3所示，本实施例所提供的一种锂电池充电放电的温度保护装置，它包括设有锂电池充电放电的温度保护电路的电路板111、温度保护器112和温度传感器113，温度保护器112和温度传感器113分别定位在被保护的锂电池外表面上，温度保护器112和温度传感器113的信号线与锂电池充电、放电的温度保护电路的电路板111连接，其中温度保护器112与锂电池充电、放电的温度保护电路的温度保护器输入端TS连接，温度传感器113与锂电池充电放电的温度保护电路的温度传感器输入端THI连接。

如图1、图2所示，其中图1和图2中的A点为连接点，组成一张整体的电路原理图。所述的在电路板111上所设有的锂电池充电放电的温度保护电路包括由开关MOS管Q4、Q1、Q2及***电路组成的电池充放电控制电路和芯片U1，在电池充放电控制电路的控制端Q4-4连接有充电温度控制电路单元和放电过温度保护单元；所述的放电过温度保护单元主要由U1、Q1、Q2和与温度保护器输入端TS连接的温度保护器112组成；所述的充电温度控制电路单元包括基准电压供给电路、温度采样电路、电压比较器及Q5、Q6，其中电压比较器由U2及***电路组成；U2由U2A和U2B组成，基准电压供给电路由R20、R21和R22、R23分别组成，温度采样电路由R19与温度传感器输入端THI连接的温度传感器113组成；电压比较器的输出与Q5连接，Q5与Q6串接，并由Q6输出与控制端Q4-4连接。

在此，电压比较器U2可选用LW358，温度传感器可采用热敏电阻。

其中，由R20、R21和R22、R23分别组成基准电压供给电路并提供基准电压，由R19、温度传感器113组成温度采样电路提供采样电压，采用温度传感器113直接检测电池温度，在电路中转换成电压信号，获得采样电压，基准电压和采样电压经U2比较后，当U2输出高电平，控制Q5导通、Q6导通，使DC+直接到Q4-4，使Q4截止，停止充电，完成对电池充电保护；当U2输出低电平，Q5导通、Q6都处于截止状态，Q4处于原工作状态；主要由U1、Q1、Q2和温度保护器112组成的放电过温度保护单元，其温度保护器112连接在芯片U1的U1-11的CTL端，电池温度高于70℃时，温度保护器112断开，使U1-11电位升高，U1-3的DOP端输出高电平，Q1、Q2截止，停止放电，完成对电池放电保护。

正常工作时，Q4、Q1、Q2导通，电池充电；Q1、Q2导通，电池正常放电。

正常充电时的控制管理过程：DC+、DC-接入充电电源，通过Q4、D1、D1-1、Q1、Q2直接对四节电池串接充电，这四节电池充电过程中，只要其中一节电池达到4.2V限制电压，通过U1的VC1-VC4，接入U1，使U1的COP控制端子变为高阻抗，通过R25、R14上拉为高电平，充电用Q4变为OFF，而停止充电。

当电池温度过高或过低时，也会保护电池，停止充电。

我们用U2、Q5、Q6、温度传感器113及其他元件组成充电温度控制电路单元。由R20、R21、R22、R23组成基准电压。R20与R21之间的分压加到U2A-2；R22与R23之间的分压加到U2B-5。由R19与温度传感器113组成采样电路，R19与温度传感器113的分压分别加到U2-3和U2-6，与基准电压进行比较，输出高电平有效。我们利用温度传感器113的特性，温度高时，阻值变小。温度低时，阻值变高。

当电池温度高于45℃时，温度传感器113阻值变小，R19与温度传感器113的分压即：U2B-6的电压低于U2B-5的电压，U2B-7输出高电平，通过D4、R16使Q5导通，通过R45、R17分压加到Q6-B，使Q6导通。这样DC+会直接加到Q4-4，使Q4完全截止，停止充电。

当电池温度低于0℃以下时，温度传感器113阻值变大，R19与温度传感器113的分压即：U2A-3的电压高于U2A-2的电压，U2A-1输出高电平，通过D3、R16使Q5导通，通过R45、R17分压加到Q6-B，使Q6导通。DC+会直接加到Q4-4，使Q4完全截止，停止充电。

正常放电时的控制管理过程：

P+、P-接入负载(电机)，Q1、Q2处在导通状态，负载有电流流过，电机转动。

过放电保护：

四节电池放电过程中，只要其中一节电池减小到2.5V限制电压，通过U1的VC1-VC4，接入U1，使U1的DOP控制端子变为高电位，通过R7使Q1、Q2截止，而停止放电。

过电流保护：

当负载电流过大或短路时，VMP端子通过内部电阻RVMD被上拉至VDD.U1的DOP端子的电压变为VDD电位，放电用的Q1、Q2截止，停止放电。

过温度保护：

主要由U1、Q1、Q2和温度保护器TS组成放电过温度保护单元，电池正常放电过程中，如果温度过高(70℃以上)，温度保护器112会自动断开，使U1的CTL电位升高，促成U1的DOP为高电平，通过R7加到Q1、Q2控制极，使Q1、Q2截止，停止放电。

Claims

1.一种锂电池充电放电的温度保护装置，它包括设有锂电池充电放电的温度保护电路的电路板(111)、温度保护器(112)和温度传感器(113)，其特征是温度保护器(112)和温度传感器(113)分别定位在被保护的锂电池外表面上，温度保护器(112)和温度传感器(113)的信号线与锂电池充电放电的温度保护电路的电路板(111)连接，其中温度保护器(112)与锂电池充电、放电的温度保护电路的温度保护器输入端TS连接，温度传感器(113)与锂电池充电放电的温度保护电路的温度传感器输入端THI连接。

2.根据权利要求1所述的锂电池充电放电的温度保护装置，其特征是所述的在电路板(111)上所设有的锂电池充电放电的温度保护电路包括由开关MOS管Q4、Q1、Q2及***电路组成的电池充放电控制电路和芯片U1，在电池充放电控制电路的控制端Q4-4连接有充电温度控制电路单元和放电过温度保护单元；所述的放电过温度保护单元主要由U1、Q1、Q2和与温度保护器输入端TS连接的温度保护器(112)组成；所述的充电温度控制电路单元包括基准电压供给电路、温度采样电路、电压比较器及Q5、Q6，其中电压比较器由U2及***电路组成；U2由U2A和U2B组成，基准电压供给电路由R20、R21和R22、R23分别组成，温度采样电路由R19与温度传感器输入端THI连接的温度传感器(113)组成；电压比较器的输出与Q5连接，Q5与Q6串接，并由Q6输出与控制端Q4-4连接。