CN216903086U - 电芯的保护电路以及电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电芯的保护电路以及电池，该电芯的保护电路包括至少一个电芯连接模块、信号采集模块、开关器件以及控制电路，其中，电芯连接模块用于分别电连接两个电芯；信号采集模块用于采集电芯的电压数据、电芯的温度数据以及流经电芯连接模块的电流数据中的至少一个；开关器件包括三个端子，开关器件的第一端用于与电芯电连接，开关器件的第二端用于与用电设备或者供电设备电连接；控制电路与信号采集模块以及开关器件的第三端电连接，控制电路用于接收工作数据，并根据工作数据控制开关器件的工作状态。该保护电路通过将不同功能模块互相分离，避免了大发热器件以及其他器件均集成在PCB板上，从而保证了保护电路的整体稳定性较好。

Description

电芯的保护电路以及电池

技术领域

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种电芯的保护电路以及电池。

背景技术

随着3C产品(计算机类、通信类和消费类电子产品)对充电时间要求越来越短，要求充电电流越来越大。目前使用PCB(Printed Circuit Board，印制线路板)板设计线路已越来越接近功率极限。由于通流主回路与保护控制设计在同一PCB上，难以将通流设计最大化(为保证线路功能，线与线间需增加绝缘隔离区间，主铜皮随着走线增加，线宽与铜厚受限)。为满足大通流，PCB铜层越来越多，工艺难度越高，失效机率越来越大，为实现更大通流层铜厚越来越高，随着铜厚增加PCB线路间蚀刻槽越来越深，存在蚀刻不完全短路失效风险，铜表层绝缘使用阻焊油或绝缘PI(Polymide，聚酰亚胺)覆盖，随着蚀刻槽的加深存在填充不充分，绝缘度下降导致绝缘失效潜在失效风险。

并且，主回路大电流铜皮温度影响整个线路板，长期高温对整个线路板(器件稳定性，焊点稳定性)运行稳定性影响。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种电芯的保护电路以及电池，以解决现有技术中PCB保护电路中铜皮温度影响整个线路板，影响整体稳定性的问题。

为了实现所述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种电芯的保护电路，包括至少一个电芯连接模块、信号采集模块、开关器件以及控制电路，其中，所述电芯连接模块用于分别电连接两个电芯；所述信号采集模块用于采集工作数据，所述工作数据包括所述电芯的电压数据、所述电芯的温度数据以及流经所述电芯连接模块的电流数据中的至少一个；所述开关器件包括三个端子，所述开关器件的第一端用于与所述电芯电连接，所述开关器件的第二端用于与用电设备或者供电设备电连接；所述控制电路与所述信号采集模块电连接，所述控制电路还与所述开关器件的第三端电连接，所述控制电路用于接收所述工作数据，并根据所述工作数据控制所述开关器件的工作状态。

可选地，所述电芯连接模块包括导电体以及多个绝缘体，所述导电体包括相对的第一表面以及相对的第二表面；各所述绝缘***于部分的第一表面上以及部分的所述第二表面上。

可选地，所述导电体包括铜箔或者镍箔。

可选地，所述绝缘体包括PI膜。

可选地，所述信号采集模块包括电压传感器、电流传感器以及温度传感器中至少之一，所述电压传感器与所述电芯电连接，所述电压传感器用于采集所述电压数据；所述电流传感器与所述电芯连接模块电连接，所述电流传感器用于检测所述电流数据；所述温度传感器与所述电芯电连接，所述温度传感器用于采集所述温度数据。

可选地，所述控制电路包括比较器，所述比较器的第一输入端与所述信号采集模块电连接，所述比较器的第二输入端用于接收基准数据，所述比较器的输出端与所述开关器件的第三端电连接，其中，所述基准数据包括基准电压数据、基准温度数据以及基准电流数据中的至少一个。

可选地，所述开关器件包括MOS管。

可选地，所述控制电路分别与所述电芯连接模块以及所述开关器件间隔设置。

根据本申请的另一方面，提供了一种电池，包括多个电芯以及任一种所述的电芯的保护电路。

可选地，所述电池为快充型软包电池。

应用本申请的技术方案，所述的电芯的保护电路，包括至少一个电芯连接模块、信号采集模块、开关器件以及控制电路，其中，所述电芯连接模块用于电连接两个电芯；所述信号采集模块用于采集所述电芯的电压数据、所述电芯的温度数据以及流经所述电芯连接模块的电流数据中的至少一个；所述开关器件包括三个端子，所述开关器件的第一端用于与所述电芯电连接，所述开关器件的第二端用于与用电设备或者供电设备电连接；所述控制电路与所述信号采集模块以及所述开关器件的第三端电连接，所述控制电路用于接收所述工作数据，并根据所述工作数据控制所述开关器件的工作状态。相比现有技术中PCB保护电路中铜皮温度影响整个线路板，影响整体稳定性的问题，所述的电芯的保护电路通过将不同功能模块互相分离，避免了大发热器件以及其他器件均集成在PCB板上，造成工作时大发热器件发热影响整体稳定性的问题，保证了所述保护电路中温升较大的电芯连接模块的热量不会影响其他的器件工作，从而保证了保护电路的整体稳定性较好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的电芯的保护电路示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、电芯连接模块；20、信号采集模块；30、开关器件；40、控制电路；50、电芯；60、用电设备或者供电设备；101、导电体；102、绝缘体。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中PCB保护电路中铜皮温度影响整个线路板，影响整体稳定性的问题，为了解决如上，本申请提出了一种电芯的保护电路以及电池。

根据本申请的一种典型的实施例，提供了一种电芯的保护电路，如图1所示，上述电芯的保护电路包括至少一个电芯连接模块10、信号采集模块20、开关器件30以及控制电路40，其中，上述电芯连接模块10用于分别电连接两个电芯50；上述信号采集模块20用于采集工作数据，上述工作数据包括上述电芯的电压数据、上述电芯的温度数据以及流经上述电芯连接模块的电流数据中的至少一个；上述开关器件30包括三个端子，上述开关器件30的第一端用于与上述电芯电连接，上述开关器件30的第二端用于与用电设备或者供电设备60电连接；上述控制电路40与上述信号采集模块20电连接，上述控制电路40还与上述开关器件30的第三端电连接，上述控制电路40用于接收上述工作数据，并根据上述工作数据控制上述开关器件30的工作状态。

上述的电芯的保护电路，包括至少一个电芯连接模块、信号采集模块、开关器件以及控制电路，其中，上述电芯连接模块用于电连接两个电芯；上述信号采集模块用于采集上述电芯的电压数据、上述电芯的温度数据以及流经上述电芯连接模块的电流数据中的至少一个；上述开关器件包括三个端子，上述开关器件的第一端用于与上述电芯电连接，上述开关器件的第二端用于与用电设备或者供电设备电连接；上述控制电路与上述信号采集模块以及上述开关器件的第三端电连接，上述控制电路用于接收上述工作数据，并根据上述工作数据控制上述开关器件的工作状态。相比现有技术中PCB保护电路中铜皮温度影响整个线路板，影响整体稳定性的问题，上述的电芯的保护电路通过将不同功能模块互相分离，避免了大发热器件以及其他器件均集成在PCB板上，造成工作时大发热器件发热影响整体稳定性的问题，保证了上述保护电路中温升较大的电芯连接模块的热量不会影响其他的器件工作，从而保证了保护电路的整体稳定性较好。

根据本申请的一种具体实施例，如图1所示，上述电芯连接模块10包括导电体101以及多个绝缘体102，上述导电体101包括相对的第一表面以及相对的第二表面；各上述绝缘体102位于部分的第一表面上以及部分的上述第二表面上。上述电芯连接模块中，采用导电体将两个电芯电连接，导电体无线路，没有刻蚀需求，保证了上述导电体可达到更大厚度以及更大主线宽度，保证了上述电芯的保护电路的通流能力较强，温升较小，在保证上述保护电路满足更大电流的电池需求的同时，进一步地保证了上述电芯的保护电路的整体温升较小，稳定性较好。

具体的一种实施例中，根据U＝IR，当电流流经上述电芯连接模中的上述导电体时，在上述导电体两端会形成压差，上述信号采集模块根据该压差得到电流数据，并发送给上述控制模块，以使得控制模块监测实时电流值。

为了进一步保证上述电芯的保护电路通流能力更强，根据本申请的另一种具体实施例，上述导电体包括铜箔或者镍箔。根据本申请的更为具体的一种实施例中，上述导电体为纯铜箔或者纯镍箔。当然，上述导电体并不限于上述的铜箔或者镍箔，其还可以为现有技术中任意可行的导电性能较好的材料。

根据本申请的又一种具体实施例，上述绝缘体包括PI膜。上述PI膜为性能较好的薄膜类绝缘材料。在上述电芯连接模块的需要绝缘的区域上贴附上述PI膜，起到了绝缘效果，进一步地避免了线路刻蚀等工艺对电芯连接模块的厚度以及宽度的限制，进一步地保证了电芯连接模块的通流能力较强，进一步地保证了上述电芯的保护电路可以适用于大电流的电池需求。

为了进一步地保证上述信号采集模块较为简单、快捷以及准确地获取上述工作数据，进而进一步地方便控制器对电芯的监控，根据本申请的一种具体实施例，上述信号采集模块包括电压传感器、电流传感器以及温度传感器中至少之一，上述电压传感器与上述电芯电连接，上述电压传感器用于采集上述电压数据；上述电流传感器与上述电芯连接模块电连接，上述电流传感器用于检测上述电流数据；上述温度传感器与上述电芯电连接，上述温度传感器用于采集上述温度数据。

并且，由于上述信号采集模块就仅做采集操作，工作电流偏小，因此可实现上述信号采集模块所用的线径FPC板或导线较小，保证了上述采集模块所用空间较小，其他模块可用空间变大，进一步保证了上述电芯的保护电路可满足更大电流的需求。

根据本申请的另一种具体实施例，上述控制电路包括比较器，上述比较器的第一输入端与上述信号采集模块电连接，上述比较器的第二输入端用于接收基准数据，上述比较器的输出端与上述开关器件的第三端电连接，其中，上述基准数据包括基准电压数据、基准温度数据以及基准电流数据中的至少一个。这样进一步地保证了了对电芯的工作数据的监控，进一步地保证了电池的安全性。

根据本申请的又一种具体实施例，上述开关器件包括MOS(Metel-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，场效应管)。上述控制器将接收到的工作数据与基准数据进行比较，并根据比较结果输出高低电平，以控制MOS管的关断或者导通，来实现对电芯的保护。

为了进一步保证上述电芯的保护电路稳定性较好，根据本申请的一种具体实施例，上述控制电路分别与上述电芯连接模块以及上述开关器件间隔设置。在电路大电流工作时，上述电芯连接模块以及上述开关器件为主要发热源，通过将上述控制电路分别与上述电芯连接模块以及上述开关器件间隔设置，保证了上述控制电路在大电流情况下稳定性较好，进一步保证了上述电芯的保护电路可满足大电流的需求。

根据本申请的另一种典型的实施例，提供了一种电池，上述电池包括多个电芯以及任一种上述的电芯的保护电路。

上述电池，包括多个电芯以及任一种上述的电芯的保护电路。相比现有技术中PCB保护电路中铜皮温度影响整个线路板，影响整体稳定性的问题，上述电池通过将不同功能模块互相分离，避免了大发热器件以及其他器件均集成在PCB板上，造成工作时大发热器件发热影响整体稳定性的问题，保证了上述保护电路中温升较大的电芯连接模块的热量不会影响其他的器件工作，从而保证了保护电路的整体稳定性较好。

根据本申请的一种具体实施例，上述电池为快充型软包电池。上述软包电池是在液态软液态锂离子电池套上一层聚合物外壳，采用铝塑膜作为电池的电芯封装材料，上述软包电池具有安全性能较好、重量轻、容量大、内阻小以及设计灵活等优点，上述快充型软包电池充电速度快，对充电电流要求较大，上述电芯的保护电路可保证上述快充型软包电池满足大电流的电池需求。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请上述的电芯的保护电路，包括至少一个电芯连接模块、信号采集模块、开关器件以及控制电路，其中，上述电芯连接模块用于电连接两个电芯；上述信号采集模块用于采集上述电芯的电压数据、上述电芯的温度数据以及流经上述电芯连接模块的电流数据中的至少一个；上述开关器件包括三个端子，上述开关器件的第一端用于与上述电芯电连接，上述开关器件的第二端用于与用电设备或者供电设备电连接；上述控制电路与上述信号采集模块以及上述开关器件的第三端电连接，上述控制电路用于接收上述工作数据，并根据上述工作数据控制上述开关器件的工作状态。相比现有技术中PCB保护电路中铜皮温度影响整个线路板，影响整体稳定性的问题，上述的电芯的保护电路通过将不同功能模块互相分离，避免了大发热器件以及其他器件均集成在PCB板上，造成工作时大发热器件发热影响整体稳定性的问题，保证了上述保护电路中温升较大的电芯连接模块的热量不会影响其他的器件工作，从而保证了保护电路的整体稳定性较好。

2)、本申请的上述电池，包括多个电芯以及任一种上述的电芯的保护电路。相比现有技术中PCB保护电路中铜皮温度影响整个线路板，影响整体稳定性的问题，上述电池通过将不同功能模块互相分离，避免了大发热器件以及其他器件均集成在PCB板上，造成工作时大发热器件发热影响整体稳定性的问题，保证了上述保护电路中温升较大的电芯连接模块的热量不会影响其他的器件工作，从而保证了保护电路的整体稳定性较好。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯的保护电路，其特征在于，包括：

至少一个电芯连接模块，所述电芯连接模块用于分别电连接两个电芯；

信号采集模块，用于采集工作数据，所述工作数据包括所述电芯的电压数据、所述电芯的温度数据以及流经所述电芯连接模块的电流数据中的至少一个；

开关器件，包括三个端子，所述开关器件的第一端用于与所述电芯电连接，所述开关器件的第二端用于与用电设备或者供电设备电连接；

控制电路，所述控制电路与所述信号采集模块电连接，所述控制电路还与所述开关器件的第三端电连接，所述控制电路用于接收所述工作数据，并根据所述工作数据控制所述开关器件的工作状态。

2.根据权利要求1所述的电芯的保护电路，其特征在于，所述电芯连接模块包括：

导电体，包括相对的第一表面以及相对的第二表面；

多个绝缘体，各所述绝缘***于部分的第一表面上以及部分的所述第二表面上。

3.根据权利要求2所述的电芯的保护电路，其特征在于，所述导电体包括铜箔或者镍箔。

4.根据权利要求2所述的电芯的保护电路，其特征在于，所述绝缘体包括PI膜。

5.根据权利要求1所述的电芯的保护电路，其特征在于，所述信号采集模块包括以下至少之一：

电压传感器，与所述电芯电连接，所述电压传感器用于采集所述电压数据；

电流传感器，与所述电芯连接模块电连接，所述电流传感器用于检测所述电流数据；

温度传感器，与所述电芯电连接，所述温度传感器用于采集所述温度数据。

6.根据权利要求1所述的电芯的保护电路，其特征在于，所述控制电路包括：

比较器，所述比较器的第一输入端与所述信号采集模块电连接，所述比较器的第二输入端用于接收基准数据，所述比较器的输出端与所述开关器件的第三端电连接，其中，所述基准数据包括基准电压数据、基准温度数据以及基准电流数据中的至少一个。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电芯的保护电路，其特征在于，所述开关器件包括MOS管。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电芯的保护电路，其特征在于，所述控制电路分别与所述电芯连接模块以及所述开关器件间隔设置。

9.一种电池，其特征在于，包括：

多个电芯；

权利要求1至8中任一项所述的电芯的保护电路。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池为快充型软包电池。

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