CN205985242U - 电池***以及电池***的保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池***以及电池***的保护装置，装置包括：设置在电池模块中的第一保护单元，第一保护单元包括第一开关、第二开关、第一电压提供电路和第一分压组件；设置在负载模块中的第二保护单元，第二保护单元包括第三开关、第四开关、第二电压提供电路和第二分压组件；当电池模块为负载模块供电时，电池控制器通过第一开关、第一分压组件、第三开关和第二电压提供电路与负载进行通信，并且，负载的负载控制器通过第二开关、第一电压提供电路、第四开关和第二分压组件与电池模块进行通信；当电池模块停止为负载模块供电时，第一开关和第二开关工作在截止状态。由此、防止电池控制器因自身通信端串入过高电压而烧毁，且简单易用。

Description

电池***以及电池***的保护装置

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电池***的保护装置以及一种电池***。

背景技术

在相关的电池***中，通常在电池模块中电池的负极上串接电子开关，以通过控制该电子开关的通断来控制电池是否对负载供电，并且，负载与电池模块之间还通过通信端子相连，以使负载能够实时监测到电池的信息。但是，相关技术存在的问题是，在电池电压比较高以上的***中，由于负载的负电源端和电池的负极之间有电子开关的存在，当电子开关断开时，负载上的通信端将带有等于电池电压的高电压，该高电压会直接串入到电池的通信端，进而把电池损坏。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电池***的保护装置，该装置可对电池进行保护，并且电路简单。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电池***。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出的一种电池***的保护装置，所述电池***包括电池模块和负载模块，所述保护装置包括：第一保护单元，所述第一保护单元设置在所述电池模块中，所述第一保护单元包括第一开关、第二开关、第一电压提供电路和第一分压组件，其中，所述第一开关的一端与所述电池模块的电池控制器的第一通信端相连，所述第二开关的一端与所述电池控制器的第二通信端相连，所述第一电压提供电路的电压提供端与所述第二开关的一端相连，所述第一分压组件的一端与所述第一开关的另一端相连，所述第一分压组件的另一端与可控开关的一端相连，所述可控开关的另一端与所述电池的负极相连；第二保护单元，所述第二保护单元设置在所述负载模块中，所述第二保护单元包括第三开关、第四开关、第二电压提供电路和第二分压组件，其中，所述第三开关的一端与所述负载模块的负载控制器的第一通信端相连，所述第三开关的另一端与所述第一开关的另一端相连，所述第四开关的一端与所述负载控制器的第二通信端相连，所述第 四开关的另一端与所述第二开关的另一端相连，所述第二电压提供电路的电压提供端与所述第三开关的一端相连，所述第二分压组件的一端与所述第四开关的另一端相连，所述第二分压组件的另一端与所述负载的负电源端相连；其中，当所述电池模块为所述负载模块供电时，所述电池控制器通过所述第一开关和第一分压组件以及第三开关和第二电压提供电路与所述负载模块中的负载进行通信，并且，所述负载的负载控制器通过第二开关和第一电压提供电路以及第四开关和第二分压组件与所述电池模块进行通信；当所述电池模块停止为所述负载模块供电时，所述第一开关和所述第二开关工作在截止状态以对所述电池***进行保护。

根据本实用新型提出的电池***的保护装置，在电池模块中设置第一保护单元，并在负载模块中设置第二保护单元，当电池模块为负载模块供电时，电池控制器通过第一开关和第一分压组件以及第三开关和第二电压提供电路与负载模块中的负载进行通信，并且，负载的负载控制器通过第二开关和第一电压提供电路以及第四开关和第二分压组件与电池模块进行通信；当电池模块停止为负载模块供电时，第一开关和第二开关工作在截止状态以对电池***进行保护。由此，通过第一保护单元和第二保护单元，能有效保证电池模块和负载模块的正常工作，且保证两者之间的正常通信，防止电池控制器因自身通信端串入过高电压而烧毁，而且，该装置简单易用、安全可靠。

具体地，所述电池控制器的第一通信端用于发送第一通讯信号给所述负载控制器的第一通信端，且所述负载控制器的第二通信端用于发送第二通讯信号给所述电池控制器的第二通信端，其中，当所述第一通讯信号为高电平时，所述第一开关导通且所述第三开关截止，以使所述第一电压提供电路的电压提供端提供高电平电压给所述负载控制器的第一通信端；当所述第一通讯信号为低电平时，所述第一开关截止且所述第三开关导通，所述第一电压提供电路、所述第三开关和所述第一分压组件构成分压电路，以使所述第一电压提供电路的电压提供端提供低电平电压给所述负载控制器的第一通信端；当所述第二通讯信号为高电平时，所述第四开关导通且所述第二开关截止，以使所述第二电压提供电路的电压提供端提供高电平电压给所述电池控制器的第二通信端；当所述第二通讯信号为低电平时，所述第四开关截止且所述第二开关导通，所述第二电压提供电路、所述第二开关和所述第二分压组件构成分压电路，以使所述第二电压提供电路的电压提供端提供低电平电压给所述电池控制器的第二通信端。

具体地，所述第一开关包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述电池控制器的第一通信端相连；所述第二开关包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述电池控制器的第二通信端相连，所述第二二极管的阳极相连还与所述第一电压提供电路的电压提供 端；所述第一分压组件包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第一电阻的另一端与所述可控开关的一端相连，所述可控开关的另一端与所述电池的负极相连；所述第三开关包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述负载控制器的第一通信端相连，所述第三二极管的阴极与所述第一二极管的阴极相连，所述第三二极管的阳极还与所述第二电压提供电路的电压提供端相连；所述第四开关包括第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述负载控制器的第二通信端相连，所述第四二极管的阴极与所述第二二极管的阴极相连；所述第二分压组件包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第四二极管的阴极相连，所述第二电阻的另一端与所述负载的负电源端相连。

具体地，所述第一电压提供电路包括：第一降压电路，所述第一降压电路的输入端与所述电池的正极相连，所述第一降压电路用于将所述电池提供的电压转换为第一预设电压，以满足所述电池控制器的高电平通信需求；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一降压电路相连，所述第三电阻的另一端与所述第二二极管的阳极相连。

具体地，所述第一降压电路包括：第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述电池的正极相连，所述第一三极管的发射极与所述第二二极管的阳极相连；第一可调稳压管，所述第一可调稳压管的阴极与所述第一三极管的基极相连，所述第一可调稳压管的阳极与所述电池的负极相连；串联的第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第六电阻的一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第六电阻的另一端与所述电池的负极相连，所述串联的第五电阻和第六电阻之间具有第一节点，所述第一节点与所述第一可调稳压管的控制极相连；第一电容，所述第一电容与所述串联的第五电阻和第六电阻并联；串联的第七电阻和第二电容，所述第七电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连，所述第二电容的一端与所述第七电阻的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述电池的负极相连，串联的第七电阻和第二电容之间具有第二节点，所述第二节点与所述第一可调稳压管的阴极相连；第三电容，所述第三电容与所述串联的第七电阻和第二电容并联。

具体地，所述第二电压提供电路包括：第二降压电路，所述第二降压电路的输入端与所述负载的正电源端相连，所述第二降压电路用于将所述负载的供电电压转换为第二预设电压，以满足所述负载控制器的高电平通信需求；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二降压电路相连，所述第四电阻的另一端与所述第三二极管的阳极相连。

具体地，所述第二降压电路包括：第二三极管，所述第二三极管的集电极与所述负载的正电源端相连，所述第二三极管的发射极与所述第三二极管的阳极相连；第二可调稳压管，所述第二可调稳压管的阴极与所述第二三极管的基极相连，所述第二可调稳压管的阳极与所述负载的负电源端相连；串联的第八电阻和第九电阻，所述第八电阻的一端与所述 第二三极管的发射极相连，所述第九电阻的一端与所述第八电阻的另一端相连，所述第九电阻的另一端与所述负载的负电源端相连，所述串联的第八电阻和第九电阻之间具有第三节点，所述第三节点与所述第二可调稳压管的控制极相连；第四电容，所述第四电容与所述串联的第八电阻和第九电阻并联；串联的第十电阻和第五电容，所述第十电阻的一端与所述第二三极管的集电极相连，所述第五电容的一端与所述第十电阻的另一端相连，所述第五电容的另一端与所述负载的负电源端相连，串联的第十电阻和第五电容之间具有第四节点，所述第四节点与所述第二可调稳压管的阴极相连；第六电容，所述第六电容与所述串联的第十电阻和第五电容并联。

具体地，第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管可为肖特基二极管。

具体地，所述第一保护单元通过接口连接器与所述第二保护单元相连。

其中，所述接口连接器具有电源端子和通信端子，所述电池通过所述电源端子为所述负载供电，且所述电池控制器通过所述通信端子与所述负载控制器进行通信。

具体地，所述接口连接器为可插拔式连接器。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出了一种电池***，包括所述的电池***的保护装置。

根据本实用新型提出的电池***，通过上述保护装置，能有效保证电池模块和负载模块的正常工作，且保证两者之间的正常通信，防止电池控制器因自身通信端串入过高电压而烧毁，而且，简单易用、安全可靠。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电池***的保护装置的方框示意图；

图2是根据本发明一个实施例的电池***的保护装置的电路原理图；

图3是根据本发明一个实施例的电池***的保护装置中第一降压电路的电路原理图；

图4是根据本发明一个实施例的电池***的保护装置中第二降压电路的电路原理图；

图5是根据本发明一个实施例的电池***的保护装置中接口连接器的连接示意图；

图6是相关技术中电池***的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

首先以图6为例说明相关技术的电池***。

如图6所示，电子开关S’例如N沟道MOSFET串接在电池BT1’的负极上，电池微控制器10’通过控制电子开关S’的通断来控制电池BT1’是否对负载21’供电，负载21’的负载微控制器20’和电池微控制器10’之间通过通信端子相连。

当电子开关S’断开时，电池BT1’的电压经过P+’电源线进入负载21’，由于负载21’的负极已经被电子开关S’切断，负载微控制器20’的通信端R2’和T2’的电压就是P+电源线的电压，如果电池BT1’的电压比较高例如达到12V以上，那么，该高电压通过通信线路进入到电池微控制器10’的通信端R1’和T1’，将远远超过电池微控制器10’可承受的电压，进而导致电池微控制器10’存在击穿损坏的可能。

基于此，本实用新型实施例提出了一种电池***的保护装置。

下面参考附图来描述本实用新型一方面实施例提出的电池***的保护装置。

图1是根据本发明实施例的电池***的保护装置的方框示意图。如图1所示，电池***包括电池模块100和负载模块200。其中，电池模块100包括电池BT1、电池控制器101和可控开关S1，电池BT1的正极可通过电源线与负载模块200中负载201的正电源端相连，可控开关S1的一端通过电源线与负载模块200中负载201的负电源端相连，可控开关S1的另一端与电池BT1的负极相连，可控开关S1的控制端与电池控制器101相连，其中，电池控制器101用于控制可控开关S1的通断，当可控开关S1导通时，电池BT1为负载201供电，当可控开关S1断开时，电池BT1停止为负载201供电。并且，负载201还可与电池控制器101进行通信，以获取电池信息。

如图1所示，电池控制器101与负载201之间设置有保护装置300，保护装置300可防止通信线路中串入高压，有效保护电池控制器101。具体地，电池模块100中电池BT1的正极P+与负载201的正电源端Q+相连，电池模块100中电池101的负极GND通过可控开关S1与负载201的负电源端DGND相连，保护装置300可包括：第一保护单元301和第二保护单元302。

其中，如图1和图2所示，第一保护单元301设置在电池模块100中，第一保护单元301包括第一开关311、第二开关312、第一电压提供电路313和第一分压组件314，其中，第一开关311的一端与电池控制器101的第一通信端T-A相连，第二开关312的一端与电池控制器101的第二通信端R-A相连，第一电压提供电路313的电压提供端与第二开关312的一端相连，第一分压组件314的一端与第一开关311的另一端相连，第一分压组件314的另一端与可控开关S1的一端相连，可控开关S1的另一端与电池BT1的负极GND相连。

如图1和图2所示，第二保护单元302设置在负载模块200中，第二保护单元302包括第三开关321、第四开关322、第二电压提供电路323和第二分压组件324，其中，第三 开关321的一端与负载控制器2011的第一通信端R-B相连，第三开关321的另一端与第一开关311的另一端相连，第四开关322的一端与负载控制器2011的第二通信端T-B相连，第四开关322的另一端与第二开关312的另一端相连，第二电压提供电路323的电压提供端与第三开关321的一端相连，第二分压组件324的一端与第四开关322的另一端相连，第二分压组件324的另一端与负载201的负电源端DGDN相连。

其中，当电池模块100为负载模块200供电时，电池控制器101通过第一开关311和第一分压组件314以及第三开关321和第二电压提供电路323与负载模块200中的负载201进行通信，并且，负载201的负载控制器2011通过第二开关312和第一电压提供电路313以及第四开关322和第二分压组件324与电池模块100进行通信；当电池模块100停止为负载模块200供电时，第一开关311和第二开关312工作在截止状态以对电池***进行保护。

也就是说，电池BT1可为负载201供电，电池控制器101可与负载控制器2011进行通信，并且，在电池控制器101与负载控制器2011之间串联一组保护电路，即第一保护单元301和第二保护单元302，其中，第一保护单元301为电池模块保护电路，电池控制器101通过第一保护单元301与负载模块200中的负载201进行通信，第二保护单元302为负载模块保护电路，负载201的负载控制器2011通过第二保护单元302与电池模块100进行通信。第一保护单元301和第二保护单元302之间可通过接口端子和线缆进行连通。

当电池模块100为负载模块200供电时，电池控制器101发送的第一通信信号可通过第一保护单元301和第二保护单元302正常传输至负载控制器2011，同样的，负载控制器2011发送的第二通信信号可通过第一保护单元301和第二保护单元302正常传输至电池控制器101。

当电池模块100停止为负载模块200供电时，第一开关311和第二开关312工作在截止状态，负载控制器2011发送的第二通信信号不能通过第一保护单元301传输至电池控制器101，从而防止高电压串入电池控制器101，对电池***进行保护。

具体地，电池控制器101的第一通信端T-A用于发送第一通讯信号给负载控制器2011的第一通信端R-B，且负载控制器2011的第二通信端T-B用于发送第二通讯信号给电池控制器101的第二通信端R-A，其中，当第一通讯信号为高电平时，第一开关311导通且第三开关321截止，以使第一电压提供电路313的电压提供端提供高电平电压给负载控制器2011的第一通信端R-B；当第一通讯信号为低电平时，第一开关311截止且第三开关321导通，第一电压提供电路313、第三开关321和第一分压组件314构成分压电路，以使第一电压提供电路313的电压提供端提供低电平电压给负载控制器2011的第一通信端R-B。

当第二通讯信号为高电平时，第四开关322导通且第二开关312截止，以使第二电压 提供电路323的电压提供端提供高电平电压给电池控制器101的第二通信端R-A；当第二通讯信号为低电平时，第四开关322截止且第二开关312导通，第二电压提供电路323、第二开关312和第二分压组件23构成分压电路，以使第二电压提供电路323的电压提供端提供低电平电压给电池控制器101的第二通信端R-A。

下面结合图1-4详细描述本实用新型实施例的电池***的保护装置的电路结构和工作原理。

根据本实用新型的一个实施例，如图1和2所示，第一开关311可包括第一二极管D1，第一二极管D1的阳极与电池控制器101的第一通信端T-A相连；第二开关312可包括第二二极管D2，第二二极管D2的阳极与电池控制器101的第二通信端R-A相连，第二二极管D2的阳极还与第一电压提供电路313的电压提供端相连，第一分压组件314包括313第一电阻R1，313第一电阻R1的一端与第一二极管D1的阴极相连，第一电阻R1的另一端与可控开关S1的一端相连，可控开关S1的另一端与电池BT1的负极GND相连。

第三开关321包括第三二极管D3，第三二极管D3的阳极与负载控制器2011的第一通信端R-B相连，第三二极管D3的阴极与第一二极管D1的阴极相连，第三二极管D3的阳极还与第二电压提供电路323的电压提供端相连；第四开关包括第四二极管D4，第四二极管D4的阳极与负载控制器2011的第二通信端T-B相连，第四二极管D4的阴极与第二二极管D2的阴极相连；323第二分压组件324包括第二电阻R2，323第二电阻R2的一端与第四二极管D4的阴极相连，第二电阻R3的另一端与负载201的负电源端DGDN相连。

其中，需要说明的是，电池控制器101的第一通信端T-A可为电池控制器101的数据发送端，电池控制器101的第二通信端R-A可为电池控制器101的数据接收端，并且，负载控制器2011的第一通信端R-B可为负载控制器2011的数据接收端，负载控制器2011的第二通信端T-B可为负载控制器2011的数据发送端。由此，T-A和R-B构成一组通信线路，由电池模块100发送，负载模块200接收，R-A和T-B构成另外一组通信线路，由负载模块200发送，电池模块100接收。

也就是说，电池控制器101可通过第一通信端T-A发送第一通信信号给负载控制器2011的第一通信端R-B，并且，负载控制器2011可通过第二通信端T-B发送第二通信信号给电池控制器101的第二通信端R-A。

应当理解的是，第一通信信号和第二通信信号可为按照一定规律变化的高低电平信号，这里传输的高低电平有对应的电压值区间，例如，3.3V微控制器的高低电平要求的电压如下：输出低电平VOL<0.1V，输出高电平VOH>3.2V,输入低电平VIL<0.7V,输入高电平VIL>2.0V。电池控制器101和负载控制器2011可根据接收到的通信信号的电压值来对高低电平进行判断。

具体地，如图2所示，第一电压提供电路313包括：第一降压电路3012和第三电阻R3，其中，第一降压电路3012的输入端与电池BT1的正极P+相连，第一降压电路3012用于将电池BT1提供的电压转换为第一预设电压，以满足电池控制器101的高电平通信需求；第三电阻R3的一端与第一降压电路3012相连，第三电阻R3的另一端与第二二极管D2的阳极相连。其中，第一预设电压可与高电平电压一致。

如图2所示，第二电压提供电路323包括：第二降压电路3022和第四电阻R4。其中，第二降压电路3022的输入端与负载201的正电源端Q+相连，第二降压电路3022用于将负载201的供电电压转换为第二预设电压，以满足负载控制器2011的高电平通信需求；第四电阻R4的一端与第二降压电路3022相连，第四电阻R4的另一端与第三二极管D3的阳极相连。其中，第二预设电压可与高电平电压一致。

在本实用新型的一个具体示例中，第一预设电压与第二预设电压相等，例如均为3.3V。而电池BT1提供的电压可为12V。

需要说明的是，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值需满足低电平通信需求，并且第三电阻R3和第四电阻R4的阻值需满足高电平通信需求。

更具体地，根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，第一降压电路3012包括：第一三极管Q1、第一可调稳压管ZD1、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第七电阻R7、第二电容C2和第三电容C3。

其中，第一三极管Q1的集电极与电池BT1的正极P+相连，第一三极管Q1的发射极与第二二极管D2的阳极相连；第一可调稳压管ZD1的阴极与第一三极管Q1的基极相连，第一可调稳压管ZD1的阳极与电池BT1的负极GND相连；第五电阻R5和第六电阻R6串联，第五电阻R5的一端与第一三极管Q1的发射极相连，第六电阻R6的一端与第五电阻R5的另一端相连，第六电阻R6的另一端与电池BT1的负极GND相连，串联的第五电阻R5和第六电阻R6之间具有第一节点，第一节点与第一可调稳压管ZD1的控制极相连；第一电容C1与串联的第五电阻R5和第六电阻R6并联；第七电阻R7和第二电容C2串联，第七电阻R7的一端与第一三极管Q1的集电极相连，第二电容C2的一端与第七电阻R7的另一端相连，第二电容C2的另一端与电池BT1的负极GND相连，串联的第七电阻R7和第二电容C2之间具有第二节点，第二节点与第一可调稳压管ZD1的阴极相连；第三电容C3与串联的第七电阻R7和第二电容C2并联。

更具体地，根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，第二降压电路3022包括：第二三极管Q2、第二可调稳压管ZD2、第八电阻R8、第九电阻R9、第四电容C4、第十电阻R7、第五电容C5和第六电容C6。

其中，第二三极管Q2的集电极与负载201的正电源端Q+相连，第二三极管Q2的发射极与第三二极管D3的阳极相连；第二可调稳压管ZD2的阴极与第二三极管Q2的基极相连，第二可调稳压管ZD2的阳极与负载201的负电源端DGND相连；第八电阻R8和第九电阻R9串联，第八电阻R8的一端与第二三极管Q2的发射极相连，第九电阻R9的一端与第八电阻R8的另一端相连，第九电阻R9的另一端与负载201的负电源端DGND相连，串联的第八电阻R8和第九电阻R9之间具有第三节点，第三节点与第二可调稳压管ZD2的控制极相连；第四电容C4与串联的第八电阻R8和第九电阻R9并联；第十电阻R10和第五电容C5串联，第十电阻R10的一端与第二三极管Q2的集电极相连，第五电容C5的一端与第十电阻R10的另一端相连，第五电容C5的一端与负载201的负电源端DGND相连，串联的第十电阻R10和第五电容C5之间具有第四节点，第四节点与第二可调稳压管ZD2的阴极相连；第六电容C6与串联的第十电阻R10和第五电容C5并联。

在本发明的一个具体示例中，第一可调稳压管ZD1和第二第一可调稳压管ZD2可为可控稳压二极管。

在本发明的一个具体示例中，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4为肖特基二极管，其中，肖特基二极管具有很低的导通压降，一般为0.3V。

如上所述，设置在电池模块100中的第一保护单元301可包括第一降压电路3012、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1和第三电阻R3，设置在负载模块200中的第二保护单元302可包括第二降压电路3022、第三二极管D3、第四二极管D4、第二电阻R2和第四电阻R4。

本实用新型实施例的保护装置300的工作原理如下：

在电池***正常工作之后，电池控制器101控制可控开关S1导通，电池BT1的负极GND与负载201的负电源端连接。在这种情况下，如果电池控制器101的第一通信端T-A发送一个高电平3.2V，则第一二极管D1导通、第三二极管D3截止，负载控制器2011的第一通信端R-B由第四电阻R4上拉而输出3.3V电压，符合高电平输入要求，所以高电平可以正确传输至负载控制器2011的第一通信端R-B。如果电池控制器101的第一通信端T-A发送一个低电平0.1V，则第三二极管D3导通，第一二极管D1截止，此时负载控制器2011的第一通信端R-B的电压为第一电阻R1的电压加上第三二极管D3的电压之和。依据第二降压电路3022提供的电压可选取合适的第一电阻R1和第四电阻R4的阻值，以符合低电平输入要求，即使负载控制器2011的第一通信端R-B的电压小于0.7。

由此可见，该保护装置300可以保证通信电路的正常通信，电池控制器101的第二通信端R-A和负载控制器2011的第二通信端T-B之间的通信只是通信方向不一样，具体为负载模块200发送，电池模块100接收，其他原理都基本相同。

在电池控制器101控制可控开关S1断开或者其他使得电源模块的接地端GND与负载 201的负电源端DGND断开连接的情况发生时，负载201的负电源端DGND悬空，导致负载控制器2011的第一通信端R-B和第二通信端T-B的电压抬高，其电压等于电池BT1提供的电压。由于电池控制器101的第一通信端T-A和第二通信端R-A的电压为0V或3.3V，远低于电池BT1提供的电压，所以第二二极管D1和第二二极管D2的电位为左低右高，第二二极管D1和第二二极管D2截止，从而防止R-B和T-B的高电压串入到T-A和R-A，保护了电池控制器101和负载控制器201。

另外，在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，第一保护单元301通过接口连接器303与第二保护单元302相连。具体地，接口连接器303具有电源端子和通信端子，电池BT1通过电源端子为负载201供电，且电池控制器101通过通信端子与负载控制器201进行通信。

更具体地，接口连接器303可为可插拔式连接器。

如图5的示例，可插拔式连接器可包括第一接口J1和第二接口J2，第一接口J1的第一电源端子1与第二接口J2的第一电源端子1对应连接，第一接口J1的第二电源端子4与第二接口J2的第二电源端子4对应连接，第一接口J1的第一通信端子2与第二接口J2的第一通信端子2对应连接，第一接口J1的第二通信端子3与第二接口J2的第二通信端子3对应连接。其中，第一电源端子1是电源正极端子，第一通信端子2是从电池模块100发送到负载模块200的通信端子，第二通信端子3是从负载模块200发送到电池模块100的通信端子，第二电源端子4为电源负极端子。

由于接口连接器的制造公差，在热插拔的过程中，接口连接器中每一组对应的端子不可能保证同时接触。如果只是J1和J2的端子1、端子2、端子3刚好接触而端子4还没有接触，那么会导致端子2、端子3串入和端子1一样的电池BT1的电压，此时由于第一保护单元301和第二保护单元302的存在，该电池BT1的电压就不会串入电池控制器101和负载控制器201，保护了电池控制器101和负载控制器201。

综上，根据本实用新型实施例提出的电池***的保护装置，在电池模块中设置第一保护单元，并在负载模块中设置第二保护单元，当电池模块为负载模块供电时，电池控制器通过第一开关和第一分压组件以及第三开关和第二电压提供电路与负载模块中的负载进行通信，并且，负载的负载控制器通过第二开关和第一电压提供电路以及第四开关和第二分压组件与电池模块进行通信；当电池模块停止为负载模块供电时，第一开关和第二开关工作在截止状态以对电池***进行保护。由此，通过第一保护单元和第二保护单元，能有效保证电池模块和负载模块的正常工作，且保证两者之间的正常通信，防止电池控制器因自身通信端子串入过高电压而烧毁，而且，该装置简单易用、安全可靠。

本实用新型第二方面实施例提出了一种电池***，包括上述实施例的电池***的保护 装置。

根据本实用新型实施例提出的电池***，通过上述保护装置，能有效保证电池模块和负载模块的正常工作，且保证两者之间的正常通信，防止电池控制器因自身通信端子串入过高电压而烧毁，而且，简单易用、安全可靠。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种电池***的保护装置，其特征在于，所述电池***包括电池模块和负载模块，所述保护装置包括：

第一保护单元和第二保护单元，所述第一保护单元包括第一开关、第二开关、第一电压提供电路和第一分压组件，其中，所述第一开关的一端与所述电池模块的电池控制器的第一通信端相连，所述第二开关的一端与所述电池控制器的第二通信端相连，所述第一电压提供电路的电压提供端与所述第二开关的一端相连，所述第一分压组件的一端与所述第一开关的另一端相连，所述第一分压组件的另一端与可控开关的一端相连，所述可控开关的另一端与所述电池的负极相连；

所述第二保护单元包括第三开关、第四开关、第二电压提供电路和第二分压组件，其中，所述第三开关的一端与所述负载模块的负载控制器的第一通信端相连，所述第三开关的另一端与所述第一开关的另一端相连，所述第四开关的一端与所述负载控制器的第二通信端相连，所述第四开关的另一端与所述第二开关的另一端相连，所述第二电压提供电路的电压提供端与所述第三开关的一端相连，所述第二分压组件的一端与所述第四开关的另一端相连，所述第二分压组件的另一端与所述负载的负电源端相连；

其中，当所述电池模块停止为所述负载模块供电时，所述第一开关和所述第二开关工作在截止状态以对所述电池***进行保护。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述电池控制器的第一通信端用于发送第一通讯信号给所述负载控制器的第一通信端，且所述负载控制器的第二通信端用于发送第二通讯信号给所述电池控制器的第二通信端，其中，

当所述第一通讯信号为高电平时，所述第一开关导通且所述第三开关截止，以使所述第一电压提供电路的电压提供端提供高电平电压给所述负载控制器的第一通信端；

当所述第一通讯信号为低电平时，所述第一开关截止且所述第三开关导通，所述第一电压提供电路、所述第三开关和所述第一分压组件构成分压电路，以使所述第一电压提供电路的电压提供端提供低电平电压给所述负载控制器的第一通信端；

当所述第二通讯信号为高电平时，所述第四开关导通且所述第二开关截止，以使所述第二电压提供电路的电压提供端提供高电平电压给所述电池控制器的第二通信端；

当所述第二通讯信号为低电平时，所述第四开关截止且所述第二开关导通，所述第二电压提供电路、所述第二开关和所述第二分压组件构成分压电路，以使所述第二电压提供电路的电压提供端提供低电平电压给所述电池控制器的第二通信端。

3.根据权利要求1所述的电池***的保护装置，其特征在于，

所述第一开关包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述电池控制器的第一通信端相连；

所述第二开关包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述电池控制器的第二通信端相连，所述第二二极管的阳极相连还与所述第一电压提供电路的电压提供端；

所述第一分压组件包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第一电阻的另一端与所述可控开关的一端相连，所述可控开关的另一端与所述电池的负极相连；

所述第三开关包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述负载控制器的第一通信端相连，所述第三二极管的阴极与所述第一二极管的阴极相连，所述第三二极管的阳极还与所述第二电压提供电路的电压提供端相连；

所述第四开关包括第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述负载控制器的第二通信端相连，所述第四二极管的阴极与所述第二二极管的阴极相连；

所述第二分压组件包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第四二极管的阴极相连，所述第二电阻的另一端与所述负载的负电源端相连。

4.根据权利要求3所述的电池***的保护装置，其特征在于，所述第一电压提供电路包括：

第一降压电路，所述第一降压电路的输入端与所述电池的正极相连，所述第一降压电路用于将所述电池提供的电压转换为第一预设电压，以满足所述电池控制器的高电平通信需求；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一降压电路相连，所述第三电阻的另一端与所述第二二极管的阳极相连。

5.根据权利要求4所述的电池***的保护装置，其特征在于，所述第一降压电路包括：

第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述电池的正极相连，所述第一三极管的发射极与所述第二二极管的阳极相连；

第一可调稳压管，所述第一可调稳压管的阴极与所述第一三极管的基极相连，所述第一可调稳压管的阳极与所述电池的负极相连；

串联的第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第六电阻的一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第六电阻的另一端与所述电池的负极相连，所述串联的第五电阻和第六电阻之间具有第一节点，所述第一节点与所述第一可调稳压管的控制极相连；

第一电容，所述第一电容与所述串联的第五电阻和第六电阻并联；

串联的第七电阻和第二电容，所述第七电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连，所述第二电容的一端与所述第七电阻的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述电池的负极相连，串联的第七电阻和第二电容之间具有第二节点，所述第二节点与所述第一可调稳压管的阴极相连；

第三电容，所述第三电容与所述串联的第七电阻和第二电容并联。

6.根据权利要求3所述的电池***的保护装置，其特征在于，所述第二电压提供电路包括：

第二降压电路，所述第二降压电路的输入端与所述负载的正电源端相连，所述第二降压电路用于将所述负载的供电电压转换为第二预设电压，以满足所述负载控制器的高电平通信需求；

第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二降压电路相连，所述第四电阻的另一端与所述第三二极管的阳极相连。

7.根据权利要求6所述的电池***的保护装置，其特征在于，所述第二降压电路包括：

第二三极管，所述第二三极管的集电极与所述负载的正电源端相连，所述第二三极管的发射极与所述第三二极管的阳极相连；

第二可调稳压管，所述第二可调稳压管的阴极与所述第二三极管的基极相连，所述第二可调稳压管的阳极与所述负载的负电源端相连；

串联的第八电阻和第九电阻，所述第八电阻的一端与所述第二三极管的发射极相连，所述第九电阻的一端与所述第八电阻的另一端相连，所述第九电阻的另一端与所述负载的负电源端相连，所述串联的第八电阻和第九电阻之间具有第三节点，所述第三节点与所述第二可调稳压管的控制极相连；

第四电容，所述第四电容与所述串联的第八电阻和第九电阻并联；

串联的第十电阻和第五电容，所述第十电阻的一端与所述第二三极管的集电极相连，所述第五电容的一端与所述第十电阻的另一端相连，所述第五电容的另一端与所述负载的负电源端相连，串联的第十电阻和第五电容之间具有第四节点，所述第四节点与所述第二可调稳压管的阴极相连；

第六电容，所述第六电容与所述串联的第十电阻和第五电容并联。

8.根据权利要求3所述的电池***的保护装置，其特征在于，第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管为肖特基二极管。

9.根据权利要求1所述的电池***的保护装置，其特征在于，所述第一保护单元通过接口连接器与所述第二保护单元相连。

10.根据权利要求9所述的电池***的保护装置，其特征在于，所述接口连接器具有电源端子和通信端子，所述电池通过所述电源端子为所述负载供电，且所述电池控制器通 过所述通信端子与所述负载控制器进行通信。

11.根据权利要求9所述的电池***的保护装置，其特征在于，其中，所述接口连接器为可插拔式连接器。

12.一种电池***，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的电池***的保护装置。