CN213754027U - 一种电池组装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池组装置，包括充电正极接口、充电负极接口、多个连接点接口、充放电控制模块以及二次保护模块。本技术方案中通过充放电控制模块实现对电池组充放电过程的一级保护功能；通过二次保护模块实现对电池组充电过程的二级保护功能，根据各个连接点接口的电位控制电池组正极接口与充电负极接口的电连接，从而提高充电过程中的可靠性安全性；同时本技术方案中充放电控制模块利用第一开关管组、第二开关管组以及第三开关管组控制电池组的充放电连接，令本技术方案适用于大电流的应用场合，防止大电流对第一开关管组、第二开关管以及第三开关管组组造成损坏。

Description

一种电池组装置

技术领域

本实用新型涉及电池供电技术领域，更具体地说涉及一种电池组装置。

背景技术

现实生活中本领域技术人员均清楚，单一节电池所能提供的电压非常有限，因此我们日常生活中所见到的电池供电类产品普遍是使用两个或两个以上电池串联进行供电的。

随着可充电电池的技术发展，目前相关电池供电类产品的制造企业已经将可充电电池应用在其所生产的产品上。现有技术中很少针对此问题设置相应的保护措施，现有技术中只是通过充放电控制电路实现对电池组的一级保护功能，但是电池组在充电过程中无法实现均衡充电，而且电池组只配置一级保护电路，其可靠性安全性依旧欠佳。此外电池组供电的过程中，电池存在内阻，由于电流热效应而导致电池发热，从而造成电池损耗，电池寿命降低。此外现有技术中的充放电控制电路并不适用于充放工程中电流过大的应用场合。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种电池组装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种电池组装置，包括：

充电正极接口，用于与外部充电器的正极供电接口相连接；

充电负极接口，用于与外部充电器的负极供电接口相连接；

连接点接口，其设有多个，将首端的所述连接点接口定义为电池组正极接口，将末端的所述连接点接口定义为电池组负极接口，所述充电正极接口与所述电池组正极接口相连接，相邻两个所述连接点接口之间均设置有数量相同的多个电池，多个所述电池并联；

充放电控制模块，分别与所述充电负极接口以及各个所述连接点接口相连接，所述充放电控制模块包括第一开关管组以及第二开关管组，所述第一开关管组以及所述第二开关管组均配置有多个相互并联的MOS管，所述第一开关管组以及所述第二开关管组均设置在所述充电负极接口以及所述电池组负极接口之间，所述充放电控制模块被配置为根据各个所述连接点接口的电位，通过所述第一开关管组以及所述第二开关管控制所述充电负极接口与所述电池组负极接口的电连接；

二次保护模块，分别与所述充电正极接口、所述充电负极接口以及各个所述连接点接口相连接，所述二次保护模块包括第三开关管组，所述第三开关管组设置在所述充电负极接口与所述电池组负极接口之间，所述第三开关管组配置有多个相互并联的MOS管，所述二次保护模块被配置为根据各个所述连接点接口的电位，通过所述第三开关管组控制所述电池组正极接口与充电负极接口的电连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一开关管组中配置有两个MOS管，所述第一开关管组中的两个所述MOS管集成在一个芯片上，所述第二开关管组中配置有两个MOS管，所述第二开关管组中的两个所述MOS管集成在一个芯片上，所述第三开关管组配置有两个MOS管，所述第三开关管组中的两个所述MOS管集成在一个芯片上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述充电正极接口与所述电池组正极接口之间设置有热敏电阻RT，所述热敏电阻RT的两端分别与所述充电正极接口以及所述电池组正极接口相连，所述热敏电阻 RT是正温度系数热敏电阻。

作为上述技术方案的进一步改进，所述充放电控制模块包括第一保护芯片，所述第一保护芯片配置有充电控制引脚、放电控制引脚以及多个电芯检测端，各个所述电芯检测端与各个所述连接点接口一一对应连接，所述充电控制引脚与所述第一开关管组相连接，所述放电控制引脚与所述第二开关管组相连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一保护芯片的型号为 SH367103。

作为上述技术方案的进一步改进，所述二次保护模块包括第二保护芯片，所述第二保护芯片配置有充电输出引脚以及多个电压输入引脚，各个所述电压输入引脚与各个所述连接点接口一一对应连接，所述充电输出引脚与所述第三开关管组的栅极相连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述二次保护模块还包括开关管Q1，所述第二保护芯片的所述充电输出引脚与所述开关管Q1的栅极相连接，所述开关管Q1的源极与所述充电负极接口相连接，所述开关管Q1的漏极分别与所述第三开关管组的栅极以及所述电池组正极接口相连接，所述第三开关管组设置在所述充电负极接口与所述电池组负极接口之间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二保护芯片的型号为 R5435N303CA。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电池组装置的过充保护电压范围为4V至4.5V，过充恢复电压范围为4.1V至4.2V，过放保护电压范围为2.6V至2.8V，过放恢复电压范围为2.9V至3.1V，过流延迟时间范围为100ms至350ms，短路保护延迟时间范围为200us至500us，充放电流限制值为9A，放电过流保护范围为11A至13A。

本实用新型的有益效果是：本技术方案中通过充放电控制模块实现对电池组充放电过程的一级保护功能；通过二次保护模块实现对电池组充电过程的二级保护功能，根据各个连接点接口的电位控制电池组正极接口与充电负极接口的电连接，从而提高充电过程中的可靠性安全性；同时本技术方案中充放电控制模块利用多个MOS并联组成的第一开关管组、第二开关管组以及第三开关管组控制电池组的充放电连接，令本技术方案适用于大电流的应用场合，防止大电流对第一开关管组、第二开关管组以及第三开关管组造成损坏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明；

图1是本实用新型的电路原理图。

100、第一开关管组，200、第二开关管组，300、第三开关管组， 400、充放电控制模块，500、二次保护模块。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本申请公开了一种电池组装置，其第一实施例，包括：

充电正极接口，用于与外部充电器的正极供电接口相连接；

充电负极接口，用于与外部充电器的负极供电接口相连接；

连接点接口，其设有多个，将首端的所述连接点接口定义为电池组正极接口，将末端的所述连接点接口定义为电池组负极接口，所述充电正极接口与所述电池组正极接口相连接，相邻两个所述连接点接口之间均设置有两个电池，两个所述电池并联；

充放电控制模块400，分别与所述充电负极接口以及各个所述连接点接口相连接，所述充放电控制模块400包括第一开关管组100以及第二开关管组200，所述第一开关管组100以及所述第二开关管组 200均配置有多个相互并联的MOS管，所述第一开关管组100以及所述第二开关管组200均设置在所述充电负极接口以及所述电池组负极接口之间，所述充放电控制模块400被配置为根据各个所述连接点接口的电位，通过所述第一开关管组100以及所述第二开关管控制所述充电负极接口与所述电池组负极接口的电连接；

二次保护模块500，分别与所述充电正极接口、所述充电负极接口以及各个所述连接点接口相连接，所述二次保护模块500包括第三开关管组300，所述第三开关管组300设置在所述充电负极接口与所述电池组负极接口之间，所述第三开关管组300配置有多个相互并联的MOS管，所述二次保护模块500被配置为根据各个所述连接点接口的电位，通过所述第三开关管组300控制所述电池组正极接口与充电负极接口的电连接。

具体地，本实施例中通过所述充放电控制模块400实现对电池组充放电过程的一级保护功能；通过所述二次保护模块500实现对电池组充电过程的二级保护功能，根据各个所述连接点接口的电位控制电池组正极接口与充电负极接口的电连接，从而提高充电过程中的可靠性安全性；同时本实施例中所述充放电控制模块400利用多个MOS 并联组成的第一开关管组100、第二开关管组200以及第三开关管组 300控制电池组的充放电连接，令本实施例适用于大电流的应用场合，防止大电流对第一开关管组100、第二开关管组200以及第三开关管组300造成损坏。

进一步作为优选的实施方式，本实施例中所述第一开关管组100 中配置有两个MOS管，所述第一开关管组100中的两个所述MOS 管集成在一个芯片上，所述第二开关管组200中配置有两个MOS管，所述第二开关管组200中的两个所述MOS管集成在一个芯片上，所述第三开关管组300配置有两个MOS管，所述第三开关管组300中的两个所述MOS管集成在一个芯片上。本实施例利用两个MOS管对电池组充放电过程中的电流进行分流，能够有效地防止过大的充放电电流对单个MOS造成损坏，同时本实施例将MOS管集成在同一个芯片上能够有效地避免复杂的电路连接。

进一步作为优选的实施方式，本实施例中所述充电正极接口与所述电池组正极接口之间设置有热敏电阻RT，所述热敏电阻RT的两端分别与所述充电正极接口以及所述电池组正极接口相连，所述热敏电阻RT是正温度系数热敏电阻。具体地，本实施例中通过设置所述热敏电阻RT其阻值能够随着电池组充放电过程中温度的变化而变化，电池组温度升高时，所述热敏电阻RT的阻值变大，从而降低电池组充放电电流，防止对电池组以及其他元器件造成损坏。

进一步作为优选的实施方式，本实施例中所述充放电控制模块 400包括型号为SH367103-AAE的第一保护芯片，所述第一保护芯片配置有充电控制引脚、放电控制引脚以及多个电芯检测端，各个所述电芯检测端与各个所述连接点接口一一对应连接，所述充电控制引脚与所述第一开关管组100相连接，所述放电控制引脚与所述第二开关管组200相连接。

具体地，本实施例中，所述型号的第一保护芯片内置高精度电压检测电路和延时电路以进行电压、电流以及温度的监控，其主要配置有电压检测功能、放电过流检测功能、短路检测功能、温度检测功能过放电保护延时控制等功能。此外所述型号的第一保护芯片适用于大电流的充放电场合，其与所述第一开关管组100以及所述第二开关管组200相互匹配组合大大提高了电池组充放电电流。

进一步作为优选的实施方式，本实施例中所述二次保护模块500 包括型号为R5435N303CA的第二保护芯片，所述第二保护芯片配置有充电输出引脚以及多个电压输入引脚，各个所述电压输入引脚与各个所述连接点接口一一对应连接，所述充电输出引脚与所述第三开关管组300的栅极相连接。具体地，本实施例中所述型号的第二保护芯片用于对电池组提供进一步的保护措施，从而进一步提高本实施例在充放电过程中的安全性。

进一步作为优选的实施方式，本实施例中所述二次保护模块500 还包括开关管Q1，所述第二保护芯片的所述充电输出引脚与所述开关管Q1的栅极相连接，所述开关管Q1的源极与所述充电负极接口相连接，所述开关管Q1的漏极分别与所述第三开关管组300的栅极以及所述电池组正极接口相连接，所述第三开关管组300设置在所述充电负极接口与所述电池组负极接口之间。

本实施例中所述二次保护模块500通过所述第三开关管组300以及所述开关管Q1的设置，实现所述二次保护模块500的双重保护机制，当电池组在充电过程中没有出现过充电状况时，所述第二保护模块控制所述开关管Q1截止，由于所述第三开关管组300的栅极与所述电池组正极接口相连接，因此所述第三开关管组300处于导通状态，当电池组在充电过程中出现过充电状况时，所述第二保护模块控制所述开关管Q1导通，使得所述电池组正极接口通过所述开关管 Q1与所述充电负极接口短接，同时还令所述第三开关管组300截止，防止充电电流再进入电池组中。

进一步作为优选的实施方式，本实施例所述的电池组装置的过充保护电压范围为4V至4.5V，过充恢复电压范围为4.1V至4.2V，过放保护电压范围为2.6V至2.8V，过放恢复电压范围为2.9V至3.1V，过流延迟时间范围为100ms至350ms，短路保护延迟时间范围为200us至500us，充放电流限制值为9A，放电过流保护范围为11A至 13A。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种电池组装置，其特征在于：包括：

充电正极接口，用于与外部充电器的正极供电接口相连接；

充电负极接口，用于与外部充电器的负极供电接口相连接；

连接点接口，其设有多个，将首端的所述连接点接口定义为电池组正极接口，将末端的所述连接点接口定义为电池组负极接口，所述充电正极接口与所述电池组正极接口相连接，相邻两个所述连接点接口之间均设置有数量相同的多个电池，多个所述电池并联；

充放电控制模块，分别与所述充电负极接口以及各个所述连接点接口相连接，所述充放电控制模块包括第一开关管组以及第二开关管组，所述第一开关管组以及所述第二开关管组均配置有多个相互并联的MOS管，所述第一开关管组以及所述第二开关管组均设置在所述充电负极接口以及所述电池组负极接口之间，所述充放电控制模块被配置为根据各个所述连接点接口的电位，通过所述第一开关管组以及所述第二开关管控制所述充电负极接口与所述电池组负极接口的电连接；

二次保护模块，分别与所述充电正极接口、所述充电负极接口以及各个所述连接点接口相连接，所述二次保护模块包括第三开关管组，所述第三开关管组设置在所述充电负极接口与所述电池组负极接口之间，所述第三开关管组配置有多个相互并联的MOS管，所述二次保护模块被配置为根据各个所述连接点接口的电位，通过所述第三开关管组控制所述电池组正极接口与充电负极接口的电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电池组装置，其特征在于：所述第一开关管组中配置有两个MOS管，所述第一开关管组中的两个所述MOS管集成在一个芯片上，所述第二开关管组中配置有两个MOS管，所述第二开关管组中的两个所述MOS管集成在一个芯片上，所述第三开关管组配置有两个MOS管，所述第三开关管组中的两个所述MOS管集成在一个芯片上。

3.根据权利要求1所述的一种电池组装置，其特征在于：所述充电正极接口与所述电池组正极接口之间设置有热敏电阻RT，所述热敏电阻RT的两端分别与所述充电正极接口以及所述电池组正极接口相连，所述热敏电阻RT是正温度系数热敏电阻。

4.根据权利要求1至3任一项所述一种电池组装置，其特征在于：所述充放电控制模块包括第一保护芯片，所述第一保护芯片配置有充电控制引脚、放电控制引脚以及多个电芯检测端，各个所述电芯检测端与各个所述连接点接口一一对应连接，所述充电控制引脚与所述第一开关管组相连接，所述放电控制引脚与所述第二开关管组相连接。

5.根据权利要求4所述的一种电池组装置，其特征在于：所述第一保护芯片的型号为SH367103-AAE。

6.根据权利要求1至3任一项所述一种电池组装置，其特征在于：所述二次保护模块包括第二保护芯片，所述第二保护芯片配置有充电输出引脚以及多个电压输入引脚，各个所述电压输入引脚与各个所述连接点接口一一对应连接，所述充电输出引脚与所述第三开关管组的栅极相连接。

7.根据权利要求6所述的一种电池组装置，其特征在于：所述二次保护模块还包括开关管Q1，所述第二保护芯片的所述充电输出引脚与所述开关管Q1的栅极相连接，所述开关管Q1的源极与所述充电负极接口相连接，所述开关管Q1的漏极分别与所述第三开关管组的栅极以及所述电池组正极接口相连接，所述第三开关管组设置在所述充电负极接口与所述电池组负极接口之间。

8.根据权利要求7所述的一种电池组装置，其特征在于：所述第二保护芯片的型号为R5435N303CA。

9.根据权利要求1所述的一种电池组装置，其特征在于：所述电池组装置的过充保护电压范围为4V至4.5V，过充恢复电压范围为4.1V至4.2V，过放保护电压范围为2.6V至2.8V，过放恢复电压范围为2.9V至3.1V，过流延迟时间范围为100ms至350ms，短路保护延迟时间范围为200us至500us，充放电流限制值为9A，放电过流保护范围为11A至13A。

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