CN212343370U - 一种能够实现安全充电的锂电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够实现安全充电的锂电池包，包括两个锂电池组和一个过充检测切换电路，过充检测切换电路包括单刀双掷切换电路、开关电路、电压转换电路、第一信号检测处理电路和滤波电路，电压转换电路将第二锂电池组的正极电压转换为代表第一锂电池组存在任意一节锂电池过充的电压输出，第一信号检测处理电路判定第一锂电池组中是否存在任意一节锂电池过充，然后基于判定结果输出过充信号或者非过充信号，当第一信号检测处理电路输出过充信号时，开关电路导通接入充电器在ID输出的控制信号，此时单刀双掷切换电路输出电压转换电路转换的电压；优点是不会频繁进行开关切换，充电噪音较小，且使用寿命较长，降低发生安全事故的风险。

Description

一种能够实现安全充电的锂电池包

技术领域

本实用新型涉及一种锂电池包，尤其是涉及一种能够实现安全充电的锂电池包。

背景技术

随着锂电池供电行业的快速发展与应用领域的拓展，锂电池供电的安全性也得到广泛关注。如图1所示，现有的锂电池包通常包括两个锂电池组和一个过充检测切换电路，每个锂电池组分别包括5节锂电池(两节以上锂电池并联也计为一节锂电池)，第5节锂电池的正极作为锂电池组的正极，第j节锂电池的正极和第j+1节锂电池的负极连接，j＝1,2,3,4，第1节锂电池的负极作为锂电池组的负极；过充检测切换电路由两个继电器组成，每个继电器分别包括一个线圈和一个双刀双掷开关，双刀双掷开关分别具有两个公共端和两组切换端，每组切换端由两个切换端组成，两个公共端与两组切换端一一对应，将双刀双掷开关的两个公共端分别称为第一公共端和第二公共端，将与第一公共端对应的一组切换端的两个切换端分别称为第一切换端和第二切换端，将与第二公共端对应的一组切换端的两个切换端分别称为第三切换端和第四切换端，将两个锂电池组分别称为第一锂电池组和第二锂电池组，将两个继电器分别称为第一继电器和第二继电器，第二锂电池组中第4节锂电池的正极与第一继电器K1的双刀双掷开关的第一切换端连接，第二锂电池组中第3节锂电池的正极与第一继电器K1的双刀双掷开关的第三切换端连接，第二锂电池组中第2节锂电池的正极与第二继电器K2的双刀双掷开关的第一切换端连接，第二锂电池组中第1节锂电池的正极与第二继电器K2的双刀双掷开关的第三切换端连接，第一锂电池组中第4节锂电池的正极与第一继电器K1的双刀双掷开关的第二切换端连接，第一锂电池组中第3节锂电池的正极与第一继电器K1的双刀双掷开关的第四切换端连接，第一锂电池组中第2节锂电池的正极与第二继电器K2的双刀双掷开关的第二切换端连接，第一锂电池组中第1节锂电池的正极与第二继电器K2的双刀双掷开关的第四切换端连接,第二锂电池组中第1节锂电池的负极、第一继电器K1的线圈的一端和第二继电器K2的线圈的一端连接后接地，第一锂电池组中第1节锂电池的负极单独接地，第一继电器K1的线圈的另一端和第二继电器K2的线圈的另一端连接且其连接端作为锂电池包的过充检测控制端。

如图2所示，现有的锂电池充电器上设置有用于与锂电池包连接的九个连接端口，充电器通过这九个连接端口与锂电池包连接后采集锂电池包中各节锂电池电压，充电器内存储有过充电压阈值，当某节锂电池电压大于过充电压阈值时，表明该节锂电池过充，此时停止对锂电池包进行充电。将这九个连接端口分别记为C1、C2、C3、C4、ID、B1+、B2+、B1-和B2-，其中C1与锂电池包中第二继电器的双刀双掷开关的第二公共端连接，C2与锂电池包中第二继电器的双刀双掷开关的第一公共端连接，C3与锂电池包中第一继电器的双刀双掷开关的第二公共端连接，C4与锂电池包中第一继电器的双刀双掷开关的第一公共端连接，ID与锂电池包的过充检测控制端连接，B1+与锂电池包的第一锂电池组的正极连接，B2+与锂电池包的第二锂电池组的正极连接，B1-与锂电池包的第一锂电池组的负极连接，B2-与锂电池包的第二锂电池组的负极连接。在对锂电池包进行充电时，充电器在ID输出控制信号，该控制信号使两个继电器中双刀双掷开关的第一公共端和第一切换端以及第二公共端和第三切换端与第一公共端和第二切换端以及第二公共端和第四切换端交替导通，当两个继电器中双刀双掷开关的第一公共端和第一切换端以及第二公共端和第三切换端导通时，充电器采集锂电池包中第二锂电池组中5节锂电池的电压，对第二锂电池组进行过充检测，当两个继电器中双刀双掷开关的第一公共端和第二切换端以及第二公共端和第四切换端导通时，充电器采集锂电池包中第一锂电池组中5节锂电池的电压，对第一锂电池组进行过充检测。

现有的充电器交替对锂电池包中两个锂电池组进行过充检测，故此，锂电池包在进行充电时，锂电池包中两个继电器中双刀双掷开关随着充电器的交替检测而频繁切换，不但充电噪音大，而且频繁切换加速了两个继电器的损耗，最终导致锂电池包使用寿命短，增大发生安全事故的风险。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不会频繁进行开关切换，充电噪音较小，且使用寿命较长，能够实现安全充电的锂电池包。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种能够实现安全充电的锂电池包，包括两个锂电池组和一个过充检测切换电路，每个所述的锂电池组分别包括5节锂电池，第5节锂电池的正极作为所述的的锂电池组的正极，第j节锂电池的正极和第j+1节锂电池的负极连接，j＝1,2,3,4，第1节锂电池的负极作为所述的锂电池组的负极，将两个所述的锂电池组分别称为第一锂电池组和第二锂电池组，所述的过充检测切换电路包括单刀双掷切换电路、开关电路、电压转换电路、第一信号检测处理电路和滤波电路，所述的电压转换电路用于将第二锂电池组的正极电压转换为大于充电器内存储的单节锂电池过充电压阈值的电压，所述的滤波电路用于将所述的第一锂电池组中5节锂电池的正极电压滤波后输出，所述的第一信号检测处理电路用于获取经所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中5节锂电池的正极电压，并判定所述的第一锂电池组中是否存在任意一节锂电池过充，然后基于判定结果输出过充信号或者非过充信号，所述的开关电路用于接入充电器在ID输出的控制信号以及所述的第一信号检测处理电路输出的信号，所述的开关电路具有导通状态和截止状态，所述的开关电路的当前状态由所述的第一信号检测处理电路输出的信号决定，所述的单刀双掷切换电路具有默认状态和过充状态，当所述的单刀双掷切换电路处于默认状态时，所述的单刀双掷切换电路将所述的第二锂电池组中第1节锂电池的正极电压输出，当所述的单刀双掷切换电路处于过充状态时，所述的单刀双掷切换电路将所述的电压转换电路转换的电压输出，所述的单刀双掷切换电路的初始状态为默认状态，当充电器在ID输出对所述的第一锂电池组进行过充检测的控制信号时，如果所述的第一信号检测处理电路输出的信号为过充信号，此时所述的开关电路为导通状态，充电器输出的控制信号通过所述的开关电路后控制所述的单刀双掷切换电路进行切换，使所述的单刀双掷切换电路由默认状态切换至过充状态，将所述的电压转换电路输出的过充电压输出，如果所述的第一信号检测处理电路输出的信号为非过充信号，此时所述的开关电路为截止状态，所述的单刀双掷切换电路保持默认状态不变。

所述的过充检测切换电路还包括第二信号检测处理电路和输出电路，所述的输出电路在初始状态输出已设定大小的输出信号，所述的第二信号检测处理电路用于获取经所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中5节锂电池的正极电压，并判定所述的第一锂电池组中是否存在任意一节锂电池过充，当所述的第一锂电池组中不存在过充的锂电池时，所述的第二信号检测处理电路输出非过充信号，此时所述的输出电路的输出信号保持设定大小不变，当所述的第一锂电池组中存在过充的锂电池时，所述的第二信号检测处理电路输出过充信号，此时所述的输出电路的输出信号大小发生改变，充电器根据所述的输出电路的输出信号大小即可判定所述的第一锂电池组是否过充。该锂电池包通过增加第二信号检测处理电路和输出电路，可以在充电器中设置能够控制单刀双掷切换电路切换的控制信号和获取输出电路的输出信号的控制信号，在对第一锂电池组进行过充检测时，充电器交替输出设置的两个控制信号，由此交替通过第一信号检测处理电路和第二信号检测处理电路实现过充检测判定，符合行业新标准IEC 62841-1针对锂电池包的充电安全性提出的发生单次失效充电仍然安全的检测标准。

所述的电压转换电路包括型号为ME6203的第一芯片、第一电容和第二电容，所述的第一芯片的第3脚和所述的第一电容的一端连接且其连接端为所述的电压转换电路的输入端，所述的电压转换电路的输入端和所述的第二锂电池组的正极连接，所述的第一芯片的第1脚和所述的第二电容的一端连接且其连接端为所述的电压转换电路的输出端，所述的电压转换电路的输出端用于输出转换后的电压，所述的第一电容的另一端、所述的第二电容的另一端和所述的第一芯片的第2脚连接且其连接端为所述的电压转换电路的接地端，所述的电压转换电路的接地端与所述的第二锂电池组的负极连接。

所述的单刀双掷切换电路包括继电器和第一二极管，所述的继电器包括线圈和单刀双掷开关，所述的单刀双掷开关具有公共端、第一切换端和第二切换端，所述的单刀双掷开关的第一切换端为所述的单刀双掷切换电路的第一输入端，所述的单刀双掷切换电路的第一输入端与所述的电压转换电路连接，接入所述的过充电压，所述的单刀双掷开关的第二切换端为所述的单刀双掷切换电路的第二输入端，所述的单刀双掷切换电路的第二输入端与所述的第二锂电池组的第1节锂电池的正极连接，所述的单刀双掷开关的公共端为所述的单刀双掷切换电路的输出端，所述的单刀双掷切换电路的输出端用于输出所述的过充电压或者第二锂电池组中第1节锂电池的正极电压，所述的线圈的一端和所述的第一二极管的阳极连接且其连接端为所述的单刀双掷切换电路的接地端，所述的单刀双掷切换电路的接地端与第二锂电池组的负极连接，所述的线圈的另一端和所述的第一二极管的阴极连接且其连接端为所述的单刀双掷切换电路的控制端，在初始状态，所述的单刀双掷切换电路的公共端切与第二切换端导通，当所述的单刀双掷切换电路的控制端接入充电器在ID输出的对第一锂电池组进行过充检测的控制信号时，所述的单刀双掷切换电路的公共端切换至与第一切换端导通。

所述的开关电路包括第一MOS管、第一电阻、第二电阻和第二二极管，所述的第一MOS管的漏极为所述的开关电路的第一连接端，所述的开关电路的第一连接端和所述的单刀双掷切换电路连接，所述的第一MOS管的源极和所述的第二电阻的一端连接且其连接端为所述的开关电路的第二连接端，所述的开关电路的第二连接端用于接入与充电器在ID输出的控制信号，所述的第一MOS管的栅极、所述的第二电阻的另一端和所述的第一电阻的一端连接，所述的第一电阻的另一端和所述的第二二极管的阳极连接，所述的第二二极管的阴极为所述的开关电路的控制端，所述的开关电路的控制端与所述的第一信号检测处理电路连接，接入所述的第一信号检测处理电路输出的过充信号或者非过充信号。

所述的第一信号检测处理电路包括型号为CW1051的第二芯片，所述的第二芯片的第1脚为所述的第一信号检测处理电路的电源端，用于接入工作电压，所述的第二芯片的第2脚为所述的第一信号检测处理电路的第一输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第5节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第3脚为所述的第一信号检测处理电路的第二输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第4节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第4脚为所述的第一信号检测处理电路的第三输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第3节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第5脚为所述的第一信号检测处理电路的第四输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第2节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第6脚为所述的第一信号检测处理电路的第五输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第1节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第7脚为所述的第一信号检测处理电路的接地端，所述的第一信号检测处理电路的接地端与第一锂电池组的负极连接，所述的第二芯片的第8脚为所述的第一信号检测处理电路的输出端，所述的第一信号检测处理电路的输出端用于输出过充信号或者非过充信号。

所述的滤波电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容和第八电容，所述的第三电阻的一端与第一锂电池组的正极连接，所述的第三电阻的另一端和所述的第三电容的一端连接，所述的第三电容的另一端和第一锂电池组的负极连接，所述的第四电阻的一端与第一锂电池组的正极连接，所述的第四电阻的另一端和所述的第四电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第一输出端，所述的滤波电路的第一输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第5节锂电池的正极电压，所述的第五电阻的一端与第一锂电池组的第4节锂电池的正极连接，所述的第五电阻的另一端和所述的第五电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第二输出端，所述的滤波电路的第二输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第4节锂电池的正极电压，所述的第六电阻的一端与第一锂电池组的第3节锂电池的正极连接，所述的第六电阻的另一端和所述的第六电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第三输出端，所述的滤波电路的第三输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第3节锂电池的正极电压，所述的第七电阻的一端与第一锂电池组的第2节锂电池的正极连接，所述的第七电阻的另一端和所述的第七电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第四输出端，所述的滤波电路的第四输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第2节锂电池的正极电压，所述的第八电阻的一端与第一锂电池组的第1节锂电池的正极连接，所述的第八电阻的另一端和所述的第八电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第五输出端，所述的滤波电路的第五输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第1节锂电池的正极电压，所述的第四电容的另一端和所述的第五电容的一端连接，所述的第五电容的另一端和所述的第六电容的一端连接，所述的第六电容的另一端和所述的第七电容的一端连接，所述的第七电容的另一端和所述的第八电容的一端连接，所述的第八电容的另一端和第一锂电池组的负极连接。

所述的第二信号检测处理电路包括型号为CW1051的第三芯片，所述的第三芯片的第1脚为所述的第二信号检测处理电路的电源端，用于接入工作电压，所述的第三芯片的第2脚为所述的第二信号检测处理电路的第一输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第5节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第3脚为所述的第二信号检测处理电路的第二输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第4节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第4脚为所述的第二信号检测处理电路的第三输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第3节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第5脚为所述的第二信号检测处理电路的第四输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第2节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第6脚为所述的第二信号检测处理电路的第五输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第1节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第7脚为所述的第二信号检测处理电路的接地端，所述的第二信号检测处理电路的接地端与第一锂电池组的负极连接，所述的第三芯片的第8脚为所述的第二信号检测处理电路的输出端，所述的第二信号检测处理电路的输出端用于输出过充信号或者非过充信号。

所述的输出电路包括第九电阻、第十电阻和第三二极管，所述的第九电阻的一端和所述的第十电阻的一端连接且其连接端为所述的输出电路的输出端，用于输出输出信号，所述的第十电阻的另一端与第二锂电池组的负极连接，所述的第九电阻的另一端和所述的第三二极管的阳极连接，所述的第三二极管的阴极为所述的输出电路的输入端，用于接入所述的第二信号检测处理电路输出的过充信号或者非过充信号。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过单刀双掷切换电路、开关电路、电压转换电路、第一信号检测处理电路和滤波电路构建过充检测切换电路，电压转换电路将第二锂电池组的正极电压转换为大于充电器内存储的单节锂电池过充电压阈值的电压，该电压代表第一锂电池组存在任意一节锂电池过充，滤波电路用于将第一锂电池组中5节锂电池的正极电压滤波后输出，第一信号检测处理电路用于获取经滤波电路滤波后的第一锂电池组中5节锂电池的正极电压，判定第一锂电池组中是否存在任意一节锂电池过充，然后基于判定结果输出过充信号或者非过充信号，开关电路用于接入充电器在ID输出的控制信号以及第一信号检测处理电路输出的信号，开关电路具有导通状态和截止状态，开关电路的当前状态由第一信号检测处理电路输出的信号决定，单刀双掷切换电路具有默认状态和过充状态，当单刀双掷切换电路处于默认状态时，单刀双掷切换电路将第二锂电池组中第1节锂电池的正极电压输出，当单刀双掷切换电路处于过充状态时，单刀双掷切换电路将电压转换电路输出的过充电压输出，单刀双掷切换电路的初始状态为默认状态，当充电器在ID输出对第一锂电池组进行过充检测的控制信号时，如果第一信号检测处理电路输出的信号为过充信号，此时开关电路为导通状态，充电器输出的控制信号通过开关电路后控制单刀双掷切换电路进行切换，使单刀双掷切换电路由默认状态切换至过充状态，将电压转换电路转换的电压输出，此时充电器根据电压转换电路输出的过充电压即可判定第一锂电池组已经过充，如果第一信号检测处理电路输出的信号为非过充信号，此时开关电路为截止状态，单刀双掷切换电路保持默认状态不变，在充电器对本实用新型的锂电池包进行充电时，C1与单刀双掷开关连接，C2与第二锂电池组的第2节锂电池的正极连接，C3与第二锂电池组的第3节锂电池的正极连接，C4与第二锂电池组的第4节锂电池的正极连接，ID与开关电路连接，B1+与第一锂电池组的正极连接，B2+与第二锂电池组的正极连接，B1-与第一锂电池组的负极连接，B2-与第二锂电池组的负极连接，当对第一锂电池组进行过充检测时，充电器在ID输出控制信号，如果此时第一信号检测处理电路输出的信号为过充信号，开关电路为导通状态，控制信号经由开关电路到达单刀双掷切换电路，控制单刀双掷切换电路进行开关切换，将过充电压输出，由此充电器在接收到过充电压时能够判定第一锂电池组存在过充，停止对锂电池包充电，实现过充保护，如果此时第一信号检测处理电路输出的信号为非过充信号，开关电路为截止状态，即使此时充电器在ID输出控制信号，该控制信号也无法到达单刀双掷切换电路，单刀双掷切换电路保持原状态不变，由此本实用新型采用单刀双掷切换电路、开关电路、电压转换电路、第一信号检测处理电路和滤波电路构建的过充检测切换电路取代现有技术中的两个继电器，在兼容原有充电器的基础上，仅在第一锂电池组存在过充时才进行开关切换，不会频繁进行开关切换，充电噪音可以忽略，提高锂电池包的使用寿命，降低发生安全事故的风险。

附图说明

图1为现有的锂电池包的电路图；

图2为现有的充电器与锂电池包连接的连接端口示意图；

图3为本实用新型的能够实现安全充电的锂电池包的实施例一的结构框图；

图4为本实用新型的能够实现安全充电的锂电池包的实施例二的结构框图；

图5为本实用新型的能够实现安全充电的锂电池包的实施例二的电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：如图3所示，一种能够实现安全充电的锂电池包，包括两个锂电池组和一个过充检测切换电路，每个锂电池组分别包括5节锂电池，第5节锂电池的正极作为锂电池组的正极，第j节锂电池的正极和第j+1节锂电池的负极连接，j＝1,2,3,4，第1节锂电池的负极作为锂电池组的负极，将两个锂电池组分别称为第一锂电池组BT1和第二锂电池组BT2，过充检测切换电路包括单刀双掷切换电路、开关电路、电压转换电路、第一信号检测处理电路和滤波电路，电压转换电路用于将第二锂电池组的正极电压转换为大于充电器内存储的单节锂电池过充电压阈值的电压，滤波电路用于将第一锂电池组BT1中5节锂电池的正极电压滤波后输出，第一信号检测处理电路用于获取经滤波电路滤波后的第一锂电池组中5节锂电池的正极电压，并判定第一锂电池组BT1中是否存在过充的锂电池，然后基于判定结果输出过充信号或者非过充信号，开关电路用于接入充电器在ID输出的控制信号以及第一信号检测处理电路输出的信号，开关电路具有导通状态和截止状态，开关电路的当前状态由当前的第一信号检测处理电路输出的信号决定，单刀双掷切换电路具有默认状态和过充状态，当单刀双掷切换电路处于默认状态时，单刀双掷切换电路将第二锂电池组BT2中第1节锂电池的正极电压输出，当单刀双掷切换电路处于过充状态时，单刀双掷切换电路将电压转换电路输出的过充电压输出，单刀双掷切换电路的初始状态为默认状态，当充电器在ID输出对第一锂电池组BT1进行过充检测的控制信号时，如果第一信号检测处理电路输出的信号为过充信号，此时开关电路为导通状态，充电器输出的控制信号通过开关电路后控制单刀双掷切换电路进行切换，使单刀双掷切换电路由默认状态切换至过充状态，将电压转换电路转换的电压输出，如果第一信号检测处理电路输出的信号为非过充信号，此时开关电路为截止状态，单刀双掷切换电路保持默认状态不变。

实施例二：如图4所示，本实施例与实施例一相比，区别在于：本实施例中，过充检测切换电路还包括第二信号检测处理电路和输出电路，输出电路在初始状态输出已设定大小的输出信号，第二信号检测处理电路用于获取经滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中5节锂电池的正极电压，判定第一锂电池组BT1中是否存在过充的锂电池，当第一锂电池组BT1中不存在过充的锂电池时，第二信号检测处理电路输出非过充信号，此时输出电路的输出信号保持设定大小不变，当第一锂电池组BT1中存在过充的锂电池时，第二信号检测处理电路输出过充信号，此时输出电路的输出信号大小发生改变，充电器根据输出电路的输出信号大小即可判定第一锂电池组BT1是否过充。

如图5所示，本实施例中，电压转换电路包括型号为ME6203的第一芯片U1、第一电容C1和第二电容C2，第一芯片U1的第3脚和第一电容C1的一端连接且其连接端为电压转换电路的输入端，电压转换电路的输入端和第二锂电池组BT2的正极连接，第一芯片U1的第1脚和第二电容C2的一端连接且其连接端为电压转换电路的输出端，电压转换电路的输出端用于转换后的电压，第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端和第一芯片U1的第2脚连接且其连接端为电压转换电路的接地端，电压转换电路的接地端与第二锂电池组BT2的负极连接。第一锂电池组BT1中每节锂电池的标称电压一般为3.6V,电压转换电路输出的过充电压为4.4V，绝对大于第一锂电池组BT1中每节锂电池的一般过充电压4.2V。

如图5所示，本实施例中，单刀双掷切换电路包括继电器K1和第一二极管D1，继电器K1包括线圈和单刀双掷开关，单刀双掷开关具有公共端、第一切换端和第二切换端，单刀双掷开关的第一切换端为单刀双掷切换电路的第一输入端，单刀双掷切换电路的第一输入端与电压转换电路连接，接入过充电压，单刀双掷开关的第二切换端为单刀双掷切换电路的第二输入端，单刀双掷切换电路的第二输入端与第二锂电池组BT2的第1节锂电池的正极连接，单刀双掷开关的公共端为单刀双掷切换电路的输出端，单刀双掷切换电路的输出端用于输出过充电压或者第二锂电池组BT2中第1节锂电池的正极电压，线圈的一端和第一二极管D1的阳极连接且其连接端为单刀双掷切换电路的接地端，单刀双掷切换电路的接地端与第二锂电池组BT2的负极连接，线圈的另一端和第一二极管D1的阴极连接且其连接端为单刀双掷切换电路的控制端，在初始状态，单刀双掷切换电路的公共端与第二切换端导通，当单刀双掷切换电路的控制端接入充电器在ID输出的对第一锂电池组BT1进行过充检测的控制信号时，单刀双掷切换电路的公共端切换至与第一切换端导通。

如图5所示，本实施例中，开关电路包括第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2和第二二极管D2，第一MOS管Q1的漏极为开关电路的第一连接端，开关电路的第一连接端和单刀双掷切换电路连接，第一MOS管Q1的源极和第二电阻R2的一端连接且其连接端为开关电路的第二连接端，开关电路的第二连接端用于接入与充电器在ID输出的控制信号，第一MOS管Q1的栅极、第二电阻R2的另一端和第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端和第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极为开关电路的控制端，开关电路的控制端与第一信号检测处理电路连接，接入第一信号检测处理电路输出的过充信号或者非过充信号。

如图5所示，本实施例中，第一信号检测处理电路包括型号为CW1051的第二芯片U2，第二芯片U2的第1脚为第一信号检测处理电路的电源端，用于接入工作电压，第二芯片U2的第2脚为第一信号检测处理电路的第一输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第5节锂电池的正极电压，第二芯片U2的第3脚为第一信号检测处理电路的第二输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第4节锂电池的正极电压，第二芯片U2的第4脚为第一信号检测处理电路的第三输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第3节锂电池的正极电压，第二芯片U2的第5脚为第一信号检测处理电路的第四输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第2节锂电池的正极电压，第二芯片U2的第6脚为第一信号检测处理电路的第五输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第1节锂电池的正极电压，第二芯片U2的第7脚为第一信号检测处理电路的接地端，第一信号检测处理电路的接地端与第一锂电池组BT1的负极连接，第二芯片U2的第8脚为第一信号检测处理电路的输出端，第一信号检测处理电路的输出端用于输出过充信号或者非过充信号。

如图5所示，本实施例中，滤波电路包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8，第三电阻R3的一端与第一锂电池组BT1的正极连接，第三电阻R3的另一端和第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端和第一锂电池组BT1的负极连接，第四电阻R4的一端与第一锂电池组BT1的正极连接，第四电阻R4的另一端和第四电容C4的一端且其连接端为滤波电路的第一输出端，滤波电路的第一输出端用于输出滤波后的第一锂电池组BT1的第5节锂电池的正极电压，第五电阻R5的一端与第一锂电池组BT1的第4节锂电池的正极连接，第五电阻R5的另一端和第五电容C5的一端且其连接端为滤波电路的第二输出端，滤波电路的第二输出端用于输出滤波后的第一锂电池组BT1的第4节锂电池的正极电压，第六电阻R6的一端与第一锂电池组BT1的第3节锂电池的正极连接，第六电阻R6的另一端和第六电容C6的一端且其连接端为滤波电路的第三输出端，滤波电路的第三输出端用于输出滤波后的第一锂电池组BT1的第3节锂电池的正极电压，第七电阻R7的一端与第一锂电池组BT1的第2节锂电池的正极连接，第七电阻R7的另一端和第七电容C7的一端且其连接端为滤波电路的第四输出端，滤波电路的第四输出端用于输出滤波后的第一锂电池组BT1的第2节锂电池的正极电压，第八电阻R8的一端与第一锂电池组BT1的第1节锂电池的正极连接，第八电阻R8的另一端和第八电容C8的一端且其连接端为滤波电路的第五输出端，滤波电路的第五输出端用于输出滤波后的第一锂电池组BT1的第1节锂电池的正极电压，第四电容C4的另一端和第五电容C5的一端连接，第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端连接，第六电容C6的另一端和第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端和第八电容C8的一端连接，第八电容C8的另一端和第一锂电池组BT1的负极连接。

如图5所示，本实施例中，第二信号检测处理电路包括型号为CW1051的第三芯片U3，第三芯片U3的第1脚为第二信号检测处理电路的电源端，用于接入工作电压，第三芯片U3的第2脚为第二信号检测处理电路的第一输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第5节锂电池的正极电压，第三芯片U3的第3脚为第二信号检测处理电路的第二输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第4节锂电池的正极电压，第三芯片U3的第4脚为第二信号检测处理电路的第三输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第3节锂电池的正极电压，第三芯片U3的第5脚为第二信号检测处理电路的第四输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第2节锂电池的正极电压，第三芯片U3的第6脚为第二信号检测处理电路的第五输入端，用于接入通过滤波电路滤波后的第一锂电池组BT1中第1节锂电池的正极电压，第三芯片U3的第7脚为第二信号检测处理电路的接地端，第二信号检测处理电路的接地端与第一锂电池组BT1的负极连接，第三芯片U3的第8脚为第二信号检测处理电路的输出端，第二信号检测处理电路的输出端用于输出过充信号或者非过充信号。

如图5所示，本实施例中，输出电路包括第九电阻R9、第十电阻R10和第三二极管D3，第九电阻R9的一端和第十电阻R10的一端连接且其连接端为输出电路的输出端，用于输出输出信号，第十电阻R10的另一端与第二锂电池组BT2的负极连接，第九电阻R9的另一端和第三二极管D3的阳极连接，第三二极管D3的阴极为输出电路的输入端，用于接入第二信号检测处理电路输出的过充信号或者非过充信号。

Claims (9)

1.一种能够实现安全充电的锂电池包，包括两个锂电池组和一个过充检测切换电路，每个所述的锂电池组分别包括5节串联锂电池，第5节锂电池的正极作为所述的锂电池组的正极，第j节锂电池的正极和第j+1节锂电池的负极连接，j＝1,2,3,4，第1节锂电池的负极作为所述的锂电池组的负极，将两个所述的锂电池组分别称为第一锂电池组和第二锂电池组，其特征在于所述的过充检测切换电路包括单刀双掷切换电路、开关电路、电压转换电路、第一信号检测处理电路和滤波电路，所述的电压转换电路用于将第二锂电池组的正极电压转换为大于充电器内存储的单节锂电池过充电压阈值的电压，所述的滤波电路用于将所述的第一锂电池组中的5节锂电池的正极电压滤波后输出，所述的第一信号检测处理电路用于获取经所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中5节锂电池的正极电压，并判定所述的第一锂电池组中是否存在任意一节锂电池过充，然后基于判定结果输出过充信号或者非过充信号，所述的开关电路用于接入充电器在ID输出的控制信号以及所述的第一信号检测处理电路输出的信号，所述的开关电路具有导通状态和截止状态，所述的开关电路的当前状态由第一信号检测处理电路输出的信号决定，所述的单刀双掷切换电路具有默认状态和过充状态，当所述的单刀双掷切换电路处于默认状态时，所述的单刀双掷切换电路将第二锂电池组中第1节锂电池的正极电压输出，当所述的单刀双掷切换电路处于过充状态时，所述的单刀双掷切换电路将所述的电压转换电路转换的电压输出，所述的单刀双掷切换电路的初始状态为默认状态，当充电器在ID输出对第一锂电池组进行过充检测的控制信号时，如果所述的第一信号检测处理电路输出的信号为过充信号，此时所述的开关电路为导通状态，充电器输出的控制信号通过所述的开关电路后控制所述的单刀双掷切换电路进行切换，使所述的单刀双掷切换电路由默认状态切换至过充状态，将所述的电压转换电路转换的电压输出，如果所述的第一信号检测处理电路输出的信号为非过充信号，此时所述的开关电路为截止状态，所述的单刀双掷切换电路保持默认状态不变。

2.根据权利要求1所述的一种能够实现安全充电的锂电池包，其特征在于所述的过充检测切换电路还包括第二信号检测处理电路和输出电路，所述的输出电路在初始状态输出已设定大小的输出信号，所述的第二信号检测处理电路用于获取经所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中5节锂电池的正极电压，并判定第一锂电池组中是否存在任意一节锂电池过充，当第一锂电池组中不存在过充的锂电池时，所述的第二信号检测处理电路输出非过充信号，此时所述的输出电路的输出信号保持设定大小不变，当第一锂电池组中存在任意一节锂电池过充时，所述的第二信号检测处理电路输出过充信号，此时所述的输出电路的输出信号大小发生改变，充电器根据所述的输出电路的输出信号大小即可判定第一锂电池组是否过充。

3.根据权利要求1或2所述的一种能够实现安全充电的锂电池包，其特征在于所述的电压转换电路包括型号为ME6203的第一芯片、第一电容和第二电容，所述的第一芯片的第3脚和所述的第一电容的一端连接且其连接端为所述的电压转换电路的输入端，所述的电压转换电路的输入端和第二锂电池组的正极连接，所述的第一芯片的第1脚和所述的第二电容的一端连接且其连接端为所述的电压转换电路的输出端，所述的电压转换电路的输出端用于输出转换后的电压，所述的第一电容的另一端、所述的第二电容的另一端和所述的第一芯片的第2脚连接且其连接端为所述的电压转换电路的接地端，所述的电压转换电路的接地端与所述的第二锂电池组的负极连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种能够实现安全充电的锂电池包，其特征在于所述的单刀双掷切换电路包括继电器和第一二极管，所述的继电器包括线圈和单刀双掷开关，所述的单刀双掷开关具有公共端、第一切换端和第二切换端，所述的单刀双掷开关的第一切换端为所述的单刀双掷切换电路的第一输入端，所述的单刀双掷切换电路的第一输入端与所述的电压转换电路连接，接入所述的过充电压，所述的单刀双掷开关的第二切换端为所述的单刀双掷切换电路的第二输入端，所述的单刀双掷切换电路的第二输入端与第二锂电池组的第1节锂电池的正极连接，所述的单刀双掷开关的公共端为所述的单刀双掷切换电路的输出端，所述的单刀双掷切换电路的输出端用于输出所述的过充电压或者第二锂电池组中第1节锂电池的正极电压，所述的线圈的一端和所述的第一二极管的阳极连接且其连接端为所述的单刀双掷切换电路的接地端，所述的单刀双掷切换电路的接地端与第二锂电池组的负极连接，所述的线圈的另一端和所述的第一二极管的阴极连接且其连接端为所述的单刀双掷切换电路的控制端，在初始状态，所述的单刀双掷切换电路的公共端与第二切换端导通，当所述的单刀双掷切换电路的控制端接入充电器在ID输出的对第一锂电池组进行过充检测的控制信号时，所述的单刀双掷切换电路的公共端切换至与第一切换端导通。

5.根据权利要求1或2所述的一种能够实现安全充电的锂电池包，其特征在于所述的开关电路包括第一MOS管、第一电阻、第二电阻和第二二极管，所述的第一MOS管的漏极为所述的开关电路的第一连接端，所述的开关电路的第一连接端和所述的单刀双掷切换电路连接，所述的第一MOS管的源极和所述的第二电阻的一端连接且其连接端为所述的开关电路的第二连接端，所述的开关电路的第二连接端用于接入充电器在ID输出的控制信号，所述的第一MOS管的栅极、所述的第二电阻的另一端和所述的第一电阻的一端连接，所述的第一电阻的另一端和所述的第二二极管的阳极连接，所述的第二二极管的阴极为所述的开关电路的控制端，所述的开关电路的控制端与所述的第一信号检测处理电路连接，接入所述的第一信号检测处理电路输出的过充信号或者非过充信号。

6.根据权利要求1或2所述的一种能够实现安全充电的锂电池包，其特征在于所述的第一信号检测处理电路包括型号为CW1051的第二芯片，所述的第二芯片的第1脚为所述的第一信号检测处理电路的电源端，用于接入工作电压，所述的第二芯片的第2脚为所述的第一信号检测处理电路的第一输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第5节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第3脚为所述的第一信号检测处理电路的第二输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第4节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第4脚为所述的第一信号检测处理电路的第三输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第3节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第5脚为所述的第一信号检测处理电路的第四输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第2节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第6脚为所述的第一信号检测处理电路的第五输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第1节锂电池的正极电压，所述的第二芯片的第7脚为所述的第一信号检测处理电路的接地端，所述的第一信号检测处理电路的接地端与第一锂电池组的负极连接，所述的第二芯片的第8脚为所述的第一信号检测处理电路的输出端，所述的第一信号检测处理电路的输出端用于输出过充信号或者非过充信号。

7.根据权利要求1所述的一种能够实现安全充电的锂电池包，其特征在于所述的滤波电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容和第八电容，所述的第三电阻的一端与第一锂电池组的正极连接，所述的第三电阻的另一端和所述的第三电容的一端连接，所述的第三电容的另一端和第一锂电池组的负极连接，所述的第四电阻的一端与第一锂电池组的正极连接，所述的第四电阻的另一端和所述的第四电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第一输出端，所述的滤波电路的第一输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第5节锂电池的正极电压，所述的第五电阻的一端与第一锂电池组的第4节锂电池的正极连接，所述的第五电阻的另一端和所述的第五电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第二输出端，所述的滤波电路的第二输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第4节锂电池的正极电压，所述的第六电阻的一端与第一锂电池组的第3节锂电池的正极连接，所述的第六电阻的另一端和所述的第六电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第三输出端，所述的滤波电路的第三输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第3节锂电池的正极电压，所述的第七电阻的一端与第一锂电池组的第2节锂电池的正极连接，所述的第七电阻的另一端和所述的第七电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第四输出端，所述的滤波电路的第四输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第2节锂电池的正极电压，所述的第八电阻的一端与第一锂电池组的第1节锂电池的正极连接，所述的第八电阻的另一端和所述的第八电容的一端且其连接端为所述的滤波电路的第五输出端，所述的滤波电路的第五输出端用于输出滤波后的第一锂电池组的第1节锂电池的正极电压，所述的第四电容的另一端和所述的第五电容的一端连接，所述的第五电容的另一端和所述的第六电容的一端连接，所述的第六电容的另一端和所述的第七电容的一端连接，所述的第七电容的另一端和所述的第八电容的一端连接，所述的第八电容的另一端和第一锂电池组的负极连接。

8.根据权利要求2所述的一种能够实现安全充电的锂电池包，其特征在于所述的第二信号检测处理电路包括型号为CW1051的第三芯片，所述的第三芯片的第1脚为所述的第二信号检测处理电路的电源端，用于接入工作电压，所述的第三芯片的第2脚为所述的第二信号检测处理电路的第一输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第5节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第3脚为所述的第二信号检测处理电路的第二输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第4节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第4脚为所述的第二信号检测处理电路的第三输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第3节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第5脚为所述的第二信号检测处理电路的第四输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第2节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第6脚为所述的第二信号检测处理电路的第五输入端，用于接入通过所述的滤波电路滤波后的第一锂电池组中第1节锂电池的正极电压，所述的第三芯片的第7脚为所述的第二信号检测处理电路的接地端，所述的第二信号检测处理电路的接地端与第一锂电池组的负极连接，所述的第三芯片的第8脚为所述的第二信号检测处理电路的输出端，所述的第二信号检测处理电路的输出端用于输出过充信号或者非过充信号。

9.根据权利要求2所述的一种能够实现安全充电的锂电池包，其特征在于所述的输出电路包括第九电阻、第十电阻和第三二极管，所述的第九电阻的一端和所述的第十电阻的一端连接且其连接端为所述的输出电路的输出端，用于输出输出信号，所述的第十电阻的另一端与第二锂电池组的负极连接，所述的第九电阻的另一端和所述的第三二极管的阳极连接，所述的第三二极管的阴极为所述的输出电路的输入端，用于接入所述的第二信号检测处理电路输出的过充信号或者非过充信号。

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