CN214069561U - 一种电池稳态保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池稳态保护电路，所述电路包括电池组件、过充电保护模块、一次充放电保护模块和二次充电保护模块；所述电路上设置有正极充放电接口，所述过充电保护模块与所述正极充放电接口相连接，所述过充电保护模块与所述二次充电保护模块相连接；所述一次充放电保护模块与所述二次充电保护模块相连接，所述二次充电保护模块与所述电池组件相连接。本实用新型实施例可实现电池组件在充放电过程中的基本保护功能，且进一步保障电池组件的安全性能，从而提高电池组件的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池保护技术领域，尤其涉及一种电池稳态保护电路。
背景技术
锂离子电池因能量密度高，在过度充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，由其内部电解液分解从而产生气体，且因内压上升将导致有破裂的危机；反之，在过度放电状态下，电解液因分解而导致电池特性劣化，并造成其可充电次数缩减。目前已有的电池保护电路设置有对电池充放电过程的基本保护功能，而未对电池充电过程额外加以约束，无法进一步保障电池的安全性能。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种电池稳态保护电路，可实现电池组件在充放电过程中的基本保护功能，且进一步保障电池组件的安全性能，从而提高电池组件的使用寿命。
相应的，本实用新型提出了一种电池稳态保护电路，所述电路包括电池组件、过充电保护模块、一次充放电保护模块和二次充电保护模块；
所述电路上设置有正极充放电接口，所述过充电保护模块与所述正极充放电接口相连接，所述过充电保护模块与所述二次充电保护模块相连接；所述一次充放电保护模块与所述二次充电保护模块相连接，所述二次充电保护模块与所述电池组件相连接。
可选的实施方式，所述一次充放电保护模块包括充放电开关控制器组和充放电保护控制器，且所述充放电开关控制器组的控制端与所述充放电保护控制器的控制端相连接，所述充放电保护控制器的检测端与所述二次充电保护模块相连接。
可选的实施方式，所述充放电保护控制器包括型号为S-8242AAX的锂电池保护芯片。
可选的实施方式，所述充放电开关控制器组包括两个电源开关管，且所述两个电源开关管之间互为并联关系。
可选的实施方式，所述两个电源开关管中的每一个电源开关管采用型号为CJS8810的场效应管。
可选的实施方式，所述二次充电保护模块包括两个电芯充电检测器，且所述两个电芯充电检测器中的每一个电芯充电检测器与所述充放电保护控制器的检测端相连接，所述两个电芯充电检测器中的每一个电芯充电检测器与所述电池组件相连接。
可选的实施方式，所述两个电芯充电检测器中的每一个电芯充电检测器包括型号为S-8241GCL的锂电池保护芯片。
可选的实施方式，所述过充电保护模块包括PTC热敏电阻。
在本实用新型实施例中，通过设置一次充放电保护模块可实现电池组件在充放电过程中的基本保护功能；通过设置二次充电保护模块可实现对电池组件内部电压的稳态调控，进一步保障电池组件的安全性能，从而提高电池组件的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本实用新型实施例中的电池稳态保护电路的原理示意图；
图2是本实用新型实施例中的一次充放电保护模块的电路示意图；
图3是本实用新型实施例中的二次充电保护模块的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，图1示出了本实用新型实施例中的电池稳态保护电路的原理示意图。
如图1所示，一种电池稳态保护电路，所述电路包括电池组件、过充电保护模块、一次充放电保护模块和二次充电保护模块；基本的，所述电路上设置有正极充放电接口，所述过充电保护模块与所述正极充放电接口相连接，所述过充电保护模块与所述二次充电保护模块相连接；所述一次充放电保护模块与所述二次充电保护模块相连接，所述二次充电保护模块与所述电池组件相连接。
在本实用新型实施过程中，所述过充电保护模块设置在所述正极充放电接口侧，用于在所述电池组件发生充电过温的情况下直接切断主要充电线路，所述一次充放电保护模块主要用于对所述电池组件的充电过程与放电过程的综合监测，所述二次充电保护模块主要针对所述电池组件的充电过程进行二次保护监测。
请参阅图2至图3，可对图1所示出的各个模块进行说明如下：
进一步的，图2示出了本实用新型实施例中的一次充放电保护模块的电路示意图，所述一次充放电保护模块包括充放电开关控制器组和充放电保护控制器，且所述充放电开关控制器组的控制端与所述充放电保护控制器的控制端相连接，所述充放电保护控制器的检测端与所述二次充电保护模块相连接。其中，所述充放电保护控制器包括型号为S-8242AAX的锂电池保护芯片U1，主要针对单节锂电池的保护检测，具体表现为：该芯片U1的VDD端口通过基准供电电阻R1与所述电池组件的预充1B+端口(相当于所述二次充电保护模块的初始充电端)相连接，且在充电状态下通过该芯片U1检测到该预充1B+端口的电压信号超过4.25V时将其CO端重置为低电平(充电结束标志)，以及在放电状态下通过该芯片U1检测到该预充1B+端口的电压信号低于2.5V时将其DO端重置为低电平(放电结束标志)；另外，该芯片U1的VC端口通过基准供电电阻R2与所述电池组件的预充1BM端口相连接，其目的主要在于检测所述电池组件的内部电压值是否处于容量可控范围内，以此可保证所述电池组件的基本安全性能。
其中，所述充放电开关控制器组包括两个电源开关管(即场效应管Q1和场效应管Q2)，且所述两个电源开关管中的每一个电源开关管采用型号为CJS8810的场效应管。在实施过程中，该场效应管Q1与该场效应管Q2的控制端G1均连接于该芯片U1的CO端口，可根据该CO端口的电平信号配合执行充电控制动作；而该场效应管Q1与该场效应管Q2的控制端G2均连接于该芯片U1的DO端口，可根据该DO端口的电平信号配合执行放电控制动作。基于所述两个电源开关管之间互为并联关系，可在正常导通状态下允许更大的电流通过，且在断开状态下增强通电截止能力。
进一步的，图3示出了本实用新型实施例中的二次充电保护模块的电路示意图，所述二次充电保护模块包括两个电芯充电检测器，且所述两个电芯充电检测器中的每一个电芯充电检测器与所述充放电保护控制器的检测端相连接，所述两个电芯充电检测器中的每一个电芯充电检测器与所述电池组件相连接。其中，所述两个电芯充电检测器中的每一个电芯充电检测器包括型号为S-8241GCL的锂电池保护芯片，以锂电池保护芯片U2为例进行说明：该芯片U2的VDD端通过基准供电电阻R16与所述电池组件的B+端口相连接，以及其VSS端口与所述电池组件的BM端口相连接，可采集到该B+端口与该BM端口之间的电压差，以确认所述电池组件内部的电压平衡状态，且基于该芯片U2的OC端口与开关管Q3的栅极相连接而该开关管Q3连通所述预充1B+端口与所述预充1BM端口的充电线路，该芯片U2可根据当前电压平衡状态控制该开关管Q3的关合动作，并利用该充电线路的断开来最终稳定所述电池组件的B+端口以及BM端口的充电电压值，从而提高所述电池组件的使用寿命。
具体的，所述过充电保护模块包括PTC热敏电阻，由图2可知该PTC热敏电阻设置在所述正极充放电接口(P+端口)与所述预充1B+端口之间的主充电线路上，其可在出现充电过热的情况下切断该主充电线路，且根据电容C4的隔直通交特性来完全阻断向所述预充1B+端口传输电信号，此时基于所述过充电保护模块与所述二次充电保护模块的连接关系以及所述二次充电保护模块与所述电池组件的连接关系，所述电池组件将停止充电，以防止所述电池组件在高温环境下发生恶劣损坏。
在本实用新型实施例中，通过设置一次充放电保护模块可实现电池组件在充放电过程中的基本保护功能；通过设置二次充电保护模块可实现对电池组件内部电压的稳态调控，进一步保障电池组件的安全性能，从而提高电池组件的使用寿命。
以上对本实用新型实施例所提供的一种电池稳态保护电路进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (8)
1.一种电池稳态保护电路，其特征在于，所述电路包括电池组件、过充电保护模块、一次充放电保护模块和二次充电保护模块；
所述电路上设置有正极充放电接口，所述过充电保护模块与所述正极充放电接口相连接，所述过充电保护模块与所述二次充电保护模块相连接；所述一次充放电保护模块与所述二次充电保护模块相连接，所述二次充电保护模块与所述电池组件相连接。
2.根据权利要求1所述的电池稳态保护电路，其特征在于，所述一次充放电保护模块包括充放电开关控制器组和充放电保护控制器，且所述充放电开关控制器组的控制端与所述充放电保护控制器的控制端相连接，所述充放电保护控制器的检测端与所述二次充电保护模块相连接。
3.根据权利要求2所述的电池稳态保护电路，其特征在于，所述充放电保护控制器包括型号为S-8242AAX的锂电池保护芯片。
4.根据权利要求2所述的电池稳态保护电路，其特征在于，所述充放电开关控制器组包括两个电源开关管，且所述两个电源开关管之间互为并联关系。
5.根据权利要求4所述的电池稳态保护电路，其特征在于，所述两个电源开关管中的每一个电源开关管采用型号为CJS8810的场效应管。
6.根据权利要求2所述的电池稳态保护电路，其特征在于，所述二次充电保护模块包括两个电芯充电检测器，且所述两个电芯充电检测器中的每一个电芯充电检测器与所述充放电保护控制器的检测端相连接，所述两个电芯充电检测器中的每一个电芯充电检测器与所述电池组件相连接。
7.根据权利要求6所述的电池稳态保护电路，其特征在于，所述两个电芯充电检测器中的每一个电芯充电检测器包括型号为S-8241GCL的锂电池保护芯片。
8.根据权利要求1所述的电池稳态保护电路，其特征在于，所述过充电保护模块包括PTC热敏电阻。
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