锂离子动力电池保护装置及方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种锂离子动力电池保护装置及方法，涉及锂电池保护技术领域。该装置包括：至少两个保护板，分别与设定数量的电芯组电性连接，用于对所连接的电芯组的状态进行管理，其中，所述设定数量小于锂电池内电芯组的总数量。本发明实施例提供的锂离子动力电池保护装置及方法，以实现对电芯组的模块化管理，从而解决容易造成接错线，生产效率低下，维护不方便的问题。
【专利说明】
锂离子动力电池保护装置及方法
技术领域
[0001]本发明实施例涉及锂电池保护技术，尤其涉及一种锂离子动力电池保护装置及方法。
【背景技术】
[0002]锂电池组由于具有体积小、质量轻、电压高、功率大、自放电少以及使用寿命长等优点，使其逐渐成为动力电池的主流。其中，多个电芯通过并联或串联的方式构成电芯组，多个电芯组通过串联或并联的方式连接，并装入电池箱构成锂电池。电池管理系统通过检测线与每个电芯组连接，用于对电池的状态进行管理。
[0003]由于，通常一个锂电池内电芯组的数量都在100个左右甚至更多，且所有连接电芯组和电池管理系统的检测线都必须在电芯成组装入电池箱时接线。因此容易造成接错线，生产效率低下，维护不方便的问题。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种锂离子动力电池保护装置及方法，以实现对电芯组的模块化管理，从而解决容易造成接错线，生产效率低下，维护不方便的问题。
[0005]第一方面，本发明实施例提供了一种锂离子动力电池保护装置，设置在锂电池内，该装置包括:
[0006]至少两个保护板，分别与设定数量的电芯组电性连接，用于对所连接的电芯组的状态进行管理，其中，所述设定数量小于锂电池内电芯组的总数量。
[0007]进一步的，所述保护板包括:
[0008]采样单元，与所述设定数量的电芯组电性连接，用于对所连接的电芯组的电池信息数据进行采样；
[0009]控制单元，与所述采样单元电性连接，用于根据采集的电芯组的电池信息数据，对所述电芯组的状态进行管理。
[0010]进一步的，所述采样单元包括:
[0011]电压采样电路，用于实时采集所连接的电芯组的电压数据；
[0012]温度采样电路，用于实时采集所连接的电芯组的温度数据。
[0013]进一步的，所述控制单元包括:
[0014]充放电保护电路，与所述电压采样电路电性连接，用于当检测出所连接的任一电芯组电压与其他电芯组电压不一致时，关闭该电芯组；
[0015]温度保护电路，与所述温度采样电路电性连接，用于当检测出所连接的任一电芯组温度高于设定阈值时，关闭该电芯组；
[0016]保护撤销电路，与所述电压采样电路和所述温度采样电路电性连接，用于当检测出已关闭电芯组的电压与其他电芯组电压一致，且温度低于设定阈值时，开启该电芯组。
[0017]进一步的，所述控制单元还包括过充电保护电路和过放电保护电路。
[0018]进一步的，所述控制单元包括作为电芯组开关器件的MOS管。
[0019]进一步的，所述的装置还包括:
[0020]通信单元，与所述控制单元电性连接，用于对所述控制单元进行数据通信。
[0021 ]进一步的，所述的装置还包括:
[0022]电池管理系统，与所述保护板电性连接，用于对整个锂电池的充放电状态进行管理。
[0023]进一步的，所述锂电池为汽车专用锂离子动力电池。
[0024]本发明实施例通过在锂电池内增设多个保护板，分别与设定数量的电芯组电性连接，用于对锂电池内电芯组的状态进行模块化管理。从而解决将锂电池内所有电芯组与电池管理系统直接连接时，因为电芯组数量大造成的接错线、生产效率低下、和维护不方便的问题。
[0025]第二方面，本发明实施例还提供了一种锂离子动力电池保护方法，所述方法包括:
[0026]实时获取设定数量的电芯组的电压值和/或温度值，其中，所述设定数量小于锂电池内电芯组的总数量；
[0027]如果任一电芯组的电压值与其他电芯组的电压值不一致，和/或，任一电芯组的温度值高于设定阈值时，关闭该电芯组；
[0028]如果关闭的电芯组的电压值与其他电芯组的电压值一致，且温度值低于设定阈值时，开启该电芯组。
[0029]本发明实施例通过实时获取设定数量的电芯组的电压值和温度值，然后根据获取的电压值和温度值对电芯组进行充放电管理和热管理，从而实现对电芯组的模块化管理。进而降低对电芯组的问题检查难度和维护难度。
【附图说明】
[0030]图1是本发明实施例一提供的一种锂离子动力电池保护装置的结构示意图；
[0031 ]图2是本发明实施例二提供的一种保护板的结构示意图；
[0032]图3是本发明实施例二提供的一种电池模块的结构示意图；
[0033]图4是本发明实施例三提供的一种锂离子动力电池保护方法的流程图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0035]实施例一
[0036]图1是本发明实施例一提供的一种锂离子动力电池保护装置的结构示意图。本实施例可适用于对锂电池内电芯组进行模块化管理的情况。参见图1，本实施例提供的锂离子动力电池保护装置10设置在锂电池01内，包括:至少两个保护板110。
[0037]其中，保护板110分别与设定数量的电芯组120电性连接，用于对所连接的电芯组120的状态进行管理，其中，所述设定数量小于锂电池01内电芯组120的总数量，设定数量可以为一个或多个。具体的，电芯组120的状态可以包括电芯组120的充电状态、放电状态、温度状态、过充电保护状态和过放电保护状态中的至少一种。
[0038]例如，一个锂电池内包括100个电芯组，将每10个电芯组与一个保护板连接。这样一个锂电池内就包含10个保护板，每个保护板对其所连接的10个电芯组进行状态的管理。
[0039]本实施例提供的技术方案，通过在锂电池内增设多个保护板，分别与设定数量的电芯组电性连接，用于对锂电池内电芯组的状态进行模块化管理。从而解决将锂电池内所有电芯组与电池管理系统直接连接时，因为电芯组数量大造成的接错线、生产效率低下、和维护不方便的问题。
[0040]为实现对整个锂电池的状态的管理和监控，本实施例提供的锂离子动力电池保护装置还可以包括电池管理系统。
[0041 ]其中，电池管理系统，与所述保护板电性连接，用于对整个锂电池的充电状态、放电状态、温度状态、过充电保护状态和过放电保护状态中的至少一种进行管理。
[0042]进一步的，所述锂电池可以为汽车专用锂离子动力电池。
[0043]实施例二
[0044]图2是本发明实施例二提供的一种保护板的结构示意图。本实施例以上述实施例为基础进行优化。参见图2，本实施例中的保护板可以包括:采样单元111和控制单元112。
[0045]其中，采样单元111，与所述设定数量的电芯组电性连接，用于对所连接的电芯组的电池信息数据进行采样;控制单元112，与所述采样单元电性连接，用于根据采集的电芯组的电池信息数据，对所述电芯组的状态进行管理。具体的，采样单元111对所连接的电芯组的电池信息数据的采样周期可以根据需要设定，也可以实时对所连接的电芯组的电池信息数据进行采样。
[0046]本实施例的技术方案，通过采样模块对所述设定数量的电芯组的电池信息数据进行采样，控制模块根据采样得到的电池信息数据对所述设定数量的电芯组的状态进行管理。从而实现对锂电池内电芯组的模块化采样和状态管理。
[0047]进一步的，所述采样单元可以包括:电压采样电路和温度采样电路。
[0048]其中，电压采样电路，用于实时采集所连接的电芯组的电压数据;温度采样电路，用于实时采集所连接的电芯组的温度数据。温度采样电路可以包括温度传感器，用于电芯组温度的采集。具体的，温度传感器可以是热电阻温度传感器，也可以是热电偶温度传感器。
[0049]进一步的，所述控制单元可以包括:充放电保护电路、温度保护电路和保护撤销电路。
[0050]其中，充放电保护电路，与所述电压采样电路电性连接，用于当检测出所连接的任一电芯组电压与其他电芯组电压不一致时，关闭该电芯组。
[0051]温度保护电路，与所述温度采样电路电性连接，用于当检测出所连接的任一电芯组温度高于设定阈值时，关闭该电芯组。
[0052]保护撤销电路，与所述电压采样电路和所述温度采样电路电性连接，用于当检测出已关闭电芯组的电压与其他电芯组电压一致，且温度低于设定阈值时，开启该电芯组。
[0053]具体的，用于实现电芯组开启和关闭的器件可以是晶体三极管，也可以是MOS管。从开关控制的灵活性和应用环境的稳定性出发，优选是MOS管作为控制单元的开关器件。
[0054]为实现对所连接电芯组的过充电和过放电保护，所述控制单元还可以包括过充电保护电路和过放电保护电路。本领域技术人员可以理解的是，现有技术中过充电保护电路和过放电保护电路有多种，本实施例对此并不限制。
[0055]为实现模块间的数据通信，本实施例所述的装置还包括:通信单元。
[0056]其中，通信单元，与所述控制单元电性连接，用于对所述控制单元进行数据通信。为实现对整个锂电池的状态进行管理，可以将保护板对所连接电芯组的状态管理信息通过通信单元发送给电池管理系统。具体的，通信单元可以是无线通信单元，也可以是有线通信单元。若是无线通信单元，则该无线通信单元可以包括用于接收信号和发送信号的天线、用于对发送信号进行编码的编码器和用于对接收信号解码的解码器。若是有线通信单元，则该有线通信单元可以包括用于传输信号的信号线，为方便连接，优选是排线。
[0057]图3是本发明实施例二提供的一种电池模块的结构示意图。参见图3，为方便对电芯组的管理和维护，将保护板110和其连接的设定数量的电芯组120集成作为一个电池模块20，一个锂电池可以由多个电池模块20组成。
[0058]实施例三
[0059]图4是本发明实施例三提供的一种锂离子动力电池保护方法的流程图。本实施例由上述实施例所述的锂离子动力电池保护装置来执行。参见图4，本实施例提供的锂电池保护方法包括:
[0060]S110、实时获取设定数量的电芯组的电压值和/或温度值，其中，所述设定数量小于锂电池内电芯组的总数量；
[0061 ] SI 20、如果任一电芯组的电压值与其他电芯组的电压值不一致，和/或，任一电芯组的温度值高于设定阈值时，关闭该电芯组；
[0062]其中，设定阈值可以是任一温度值，根据电芯的耐热性，优选是60摄氏度。
[0063]S130、如果关闭的电芯组的电压值与其他电芯组的电压值一致，且温度值低于设定阈值时，开启该电芯组。
[0064]本发明实施例通过实时获取设定数量的电芯组的电压值和温度值，然后根据获取的电压值和温度值对电芯组进行充放电管理和热管理，从而实现对电芯组的模块化管理。进而降低对电芯组的问题检查难度和维护难度。
[0065]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种锂离子动力电池保护装置，设置在锂电池内，其特征在于，包括: 至少两个保护板，分别与设定数量的电芯组电性连接，用于对所连接的电芯组的状态进行管理，其中，所述设定数量小于锂电池内电芯组的总数量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护板包括: 采样单元，与所述设定数量的电芯组电性连接，用于对所连接的电芯组的电池信息数据进行采样； 控制单元，与所述采样单元电性连接，用于根据采集的电芯组的电池信息数据，对所述电芯组的状态进行管理。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述采样单元包括: 电压采样电路，用于实时采集所连接的电芯组的电压数据； 温度采样电路，用于实时采集所连接的电芯组的温度数据。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括: 充放电保护电路，与所述电压采样电路电性连接，用于当检测出所连接的任一电芯组电压与其他电芯组电压不一致时，关闭该电芯组； 温度保护电路，与所述温度采样电路电性连接，用于当检测出所连接的任一电芯组温度高于设定阈值时，关闭该电芯组； 保护撤销电路，与所述电压采样电路和所述温度采样电路电性连接，用于当检测出已关闭电芯组的电压与其他电芯组电压一致，且温度低于设定阈值时，开启该电芯组。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制单元还包括过充电保护电路和过放电保护电路。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括作为电芯组开关器件的MOS 管。7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括: 通信单元，与所述控制单元电性连接，用于对所述控制单元进行数据通信。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括: 电池管理系统，与所述保护板电性连接，用于对整个锂电池的充放电状态进行管理。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锂电池为汽车专用锂离子动力电池。10.—种锂离子动力电池保护方法，采用权利要求1-9任一所述的锂离子动力电池保护装置来执行，其特征在于，所述方法包括: 实时获取设定数量的电芯组的电压值和/或温度值，其中，所述设定数量小于锂电池内电芯组的总数量； 如果任一电芯组的电压值与其他电芯组的电压值不一致，和/或，任一电芯组的温度值尚于设定阈值时，关闭该电芯组； 如果关闭的电芯组的电压值与其他电芯组的电压值一致，且温度值低于设定阈值时，开启该电芯组。
【文档编号】H01M10/48GK105958140SQ201610508839
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】袁书第, 党奎, 侯永坤, 黄国民, 刘金成
【申请人】广东亿纬赛恩斯新能源系统有限公司