CN211266509U - 一种电池充放电保护装置及电池 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于自动化技术领域，提供了一种电池充放电保护装置及电池，其中，电池充放电保护装置包括：电池信息采集单元，用于采集电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流；控制单元，用于接收电池信息采集单元发送的电池的容量、充电电压、放电电压和放电电流，并根据电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流生成对应的操作信息；执行单元，用于接收控制单元发送的操作信息，并执行对应的操作。本申请实施例提供的电池充放电保护装置及电池，在电池出现充电异常或放电异常时，通过执行单元执行必要的应急措施，保障电池安全使用，提高了电池使用的安全性和可靠性，解决了目前电池在使用安全性方面存在的问题。
Description
技术领域
本申请属于自动化技术领域，尤其涉及一种电池充放电保护装置及电池。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池凭借着电压高、比能量大、循环寿命长等特点，目前在我们的生活中有着广泛的应用。随着电池能量密度的逐渐增加，充电安全成为了一个不容小视的问题。
锂离子电池充电时，有时会遇上不稳定的意外状况，有时会因为电池原因导致短路，从而使电池温度瞬间升高，以至于起火甚至***。此外，锂离子电池有着众多的型号，型号不同对应的电流和电压也不同，需要通过能够输出特定电流和电压的电源进行充电。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种电池充放电保护装置及电池，以解决目前电池在使用安全性方面存在的问题。
根据第一方面，本申请实施例提供了一种电池充放电保护装置，包括：电池信息采集单元，用于采集电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流；控制单元，用于接收所述电池信息采集单元发送的电池的容量、充电电压、放电电压和放电电流，并根据所述电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流生成对应的操作信息；执行单元，用于接收所述控制单元发送的操作信息，并执行对应的操作。
结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述电池信息采集单元通过RS485通信接口采集电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流。
结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述电池信息采集单元包括收发器U8和RS485接口JP1；所述收发器U8上的第一输入端通过所述RS485接口JP1上的第一接口接收电池的容量、充电电压和放电电压；所述收发器U8上的第二输入端通过所述RS485接口JP1上的第二接口接收电池的充电电流和放电电流。
结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述控制单元包括MCU；所述MCU的第一输入端接收所述收发器U8发送的电池的容量、充电电压和放电电压；所述MCU的第二输入端接收所述收发器U8发送的电池的充电电流和放电电流。
结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述执行单元包括三端熔丝保险；所述三端熔丝保险设置在电池与充电电源，以及电池与负载之间。
结合第一方面，在本申请的一些实施例中，当所述MCU的第一输入端接收的所述电池的充电电压大于预设的第一电压阈值，和/或所述电池的放电电压小于预设的第二电压阈值时，所述MCU通过输出端向所述三端熔丝保险发送熔断的操作信息。
结合第一方面，在本申请的一些实施例中，当所述MCU的第二输入端接收的所述电池的充电电流大于预设的第一电流阈值，和/或所述电池的放电电流大于预设的第二电流阈值时，所述MCU通过输出端向所述三端熔丝保险发送熔断的操作信息。
结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述电池充放电保护装置还包括温度传感器；所述温度传感器用于监测电池的温度，并将所述电池的温度发送至所述MCU；所述MCU的第三输入端接收所述温度传感器发送的电池的温度。
结合第一方面，在本申请的一些实施例中，当所述MCU的第三输入端接收的所述电池的温度大于预设的温度阈值时，所述MCU通过输出端向所述三端熔丝保险发送熔断的操作信息。
根据第二方面，本申请实施例提供了一种电池，所述电池包括如第一方面或第一方面任一实施方式所述的电池充放电保护装置。
本申请实施例提供的电池充放电保护装置及电池，通过电池信息采集单元实时采集电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流，通过控制单元实时分析电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流，从而在电池出现充电异常或放电异常时，及时操控执行单元执行必要的应急措施，保障电池安全使用，提高了电池使用的安全性和可靠性，解决了目前电池在使用安全性方面存在的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
图1是本申请实施例提供的电池充放电保护装置的***结构示意图；
图2是本申请实施例提供的电池信息采集单元的电路原理图；
图3是本申请实施例提供的电池的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本申请实施例提供了一种电池充放电保护装置，如图1所示，该电池充放电保护装置可以包括：电池信息采集单元、控制单元和执行单元。
其中，电池信息采集单元用于采集电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流。控制单元用于接收电池信息采集单元发送的电池的容量、充电电压、放电电压和放电电流，并根据电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流生成对应的操作信息。执行单元用于接收控制单元发送的操作信息，并执行对应的操作。
具体的，如图1所示，电池信息采集单元的输出端与控制单元的输入端连接，控制单元的输出端与执行单元的输入端连接。
在一具体实施方式中，电池信息采集单元可以通过RS485通信接口采集电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流。
图2示出了电池信息采集单元的具体电路结构的一个示例。如图2所示，电池信息采集单元可以包括收发器U8和RS485接口JP1。
具体的，收发器U8上的第一输入端A通过RS485接口JP1上的第一接口1接收电池的容量、充电电压和放电电压；收发器U8上的第二输入端B通过RS485接口JP1上的第二接口2接收电池的充电电流和放电电流。
在实际应用中，可以选用型号为MAX3485ESA的3.3V低功耗收发器作为实现RS485通信的收发器U8。
在一具体实施方式中，可以选用MCU（Microcontroller Unit微控制单元，简称MCU）作为控制单元，实现对执行单元的操控；选用三端熔丝保险作为执行单元，将三端熔丝保险设置在电池与充电电源，以及电池与负载之间。
具体的，MCU的第一输入端接收收发器U8发送的电池的容量、充电电压和放电电压；MCU的第二输入端接收收发器U8发送的电池的充电电流和放电电流。
当MCU的第一输入端接收的电池的充电电压大于预设的第一电压阈值，和/或电池的放电电压小于预设的第二电压阈值时，MCU通过输出端向三端熔丝保险发送熔断的操作信息，使三端熔丝保险熔断，从而使电池与充电电源断路，或者使电池与负载断路。
在实际应用中，第一电压阈值可以为电池充电电压的上限；第二电压阈值可以为电池放电电压的下限。当电池的充电电压超过第一电压阈值，即电池的充电电压达到电池充电电压的上限后，及时切断电池与充电电源之间的电路，能够避免过充，保护电池，避免出现电池鼓包或***等危险情况。当电池的放电电压小于第二电压阈值，即电池的放电电压达到电池放电电压的下限后，及时切断电池与负载之间的电路，能够避免过放，有利于保持电池的蓄电性能。
除了充电电压和放电电压以外，还可以通过充电电流和放电电流对电池的充放电过程进行监测。当MCU的第二输入端接收的电池的充电电流大于预设的第一电流阈值，和/或电池的放电电流大于预设的第二电流阈值时，MCU通过输出端向三端熔丝保险发送熔断的操作信息。
在实际应用中，第一电流阈值可以为电池充电电流的上限；第二电流阈值可以为电池放电电流的上限。当电池的充电电流超过第一电流阈值，即电池的充电电流达到电池充电电流的上限后，及时切断电池与充电电源之间的电路，能够保护电池，避免电池在大电流充电下出现***等危险情况。当电池的放电电流大于第二电流阈值，即电池的放电电流达到电池放电电流的上限后，及时切断电池与负载之间的电路，能够避免电池在外接负载短路情况下继续接通负载。
可选的，如图1所示，还可以在电池充放电保护装置中增设温度传感器。具体的，温度传感器可以用于监测电池的温度，并将电池的温度发送至控制单元，即MCU。MCU的第三输入端接收温度传感器发送的电池的温度。
当MCU的第三输入端接收的电池的温度大于预设的温度阈值时，MCU通过输出端向三端熔丝保险发送熔断的操作信息。
在电池出现充电不当或放电不当的问题后，常常会伴随出现电池过热的现象，因此，通过在电池充放电保护装置中增设温度传感器，能够实时监测电池的温度，从而尽早发现电池的异常状况。
本申请实施例提供的电池充放电保护装置，通过电池信息采集单元实时采集电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流，通过控制单元实时分析电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流，从而在电池出现充电异常或放电异常时，及时操控执行单元执行必要的应急措施，保障电池安全使用，提高了电池使用的安全性和可靠性，解决了目前电池在使用安全性方面存在的问题。
本申请实施例还提供了一种电池，如图3所示，该电池包括如图1所示的电池充放电保护装置。通过设置在电池中的电池充放电保护装置能够实现对电池充放电的监测，避免电池过放或过充，不仅有利于提高电池的使用寿命，还能够显著提高电池的使用安全性。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电池充放电保护装置，其特征在于，包括：
电池信息采集单元，用于采集电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流；
控制单元，用于接收所述电池信息采集单元发送的电池的容量、充电电压、放电电压和放电电流，并根据所述电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流生成对应的操作信息；
执行单元，用于接收所述控制单元发送的操作信息，并执行对应的操作。
2.如权利要求1所述的电池充放电保护装置，其特征在于，所述电池信息采集单元通过RS485通信接口采集电池的容量、充电电压、放电电压、充电电流和放电电流。
3.如权利要求2所述的电池充放电保护装置，其特征在于，所述电池信息采集单元包括收发器U8和RS485接口JP1；
所述收发器U8上的第一输入端通过所述RS485接口JP1上的第一接口接收电池的容量、充电电压和放电电压；
所述收发器U8上的第二输入端通过所述RS485接口JP1上的第二接口接收电池的充电电流和放电电流。
4.如权利要求3所述的电池充放电保护装置，其特征在于，所述控制单元包括MCU；
所述MCU的第一输入端接收所述收发器U8发送的电池的容量、充电电压和放电电压；
所述MCU的第二输入端接收所述收发器U8发送的电池的充电电流和放电电流。
5.如权利要求4所述的电池充放电保护装置，其特征在于，所述执行单元包括三端熔丝保险；所述三端熔丝保险设置在电池与充电电源，以及电池与负载之间。
6.如权利要求5所述的电池充放电保护装置，其特征在于，所述电池充放电保护装置还包括温度传感器；
所述温度传感器用于监测电池的温度，并将所述电池的温度发送至所述MCU；
所述MCU的第三输入端接收所述温度传感器发送的电池的温度。
7.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求1至6任一项所述的电池充放电保护装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201922061665.4U CN211266509U (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 一种电池充放电保护装置及电池 |
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Publications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN211266509U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116142031A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-05-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池放电保护方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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2019
- 2019-11-26 CN CN201922061665.4U patent/CN211266509U/zh active Active
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| CN116142031A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-05-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池放电保护方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN116142031B (zh) * | 2023-04-04 | 2023-09-15 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池放电保护方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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