专利名称：充放电保护装置和电池装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池技术，具体而言，涉及一种用于电池组的充放电保护装置和 一种具备充放电保护功能的电池装置。
背景技术：
目前的电池组保护系统，均是采用一个保护板来控制充放电保护，这种保护方式 的缺点是1、如果串联的电池越多，用来对电池电压采样的线就越多，使得线的布局非常 乱；2、串联的电池越多，电池组的电压也就越高，这样就对保护板的耐用提出了更高的要 求；3、串联的电池越多，需要采用统一的参考地，这对电压采样的精度要求也非常高。因此，需求一种新的对于电池组充放电的保护方式，能够解决上述缺点，即1、解 决用于检测电池的线的布局问题；2、可以避免使用大量电池的电池组的高电压带来的影 响；3、能够保证对电池的电压做出精确的检测。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种新的对于电池组充放电的保护方 式，能够解决以下问题至少之一 1、解决用于检测电池的线的布局问题；2、可以避免使用 大量电池的电池组的高电压带来的影响；3、能够保证对电池的电压做出精确的检测。有鉴于此，本实用新型公开了一种用于电池组的充放电保护装置，所述电池组包 括至少一个电池单元，所述充放电保护装置包括至少一个保护电路，连接至与所述至少一 个保护电路对应的电池单元，对所述电池单元进行检测以获得控制信号；第一总线，所述至 少一个保护电路通过所述第一总线将所述控制信号发送给所述充放电控制电路；以及所述 充放电控制电路，响应于所述控制信号，确定是否停止所述电池组的充电或放电。通过该技 术方案，每个保护电路对一个电池单元进行监测，即每个保护电路对应的检测用线较少，且 检测的电压较小；而通过使用第一总线，充放电控制电路可以有效地接收每个保护电路发 送的控制信号，以对电池组进行充放电保护。在上述技术方案中，优选地，所述电池组包括串联连接的多个电池单元，所述多个 电池单元的电压相同。通过该技术方案，将电池组的电压平均分配为较小的多个电池单元 的电压，可降低对保护电路的电压耐久的需求。在上述技术方案中，优选地，所述电池组中的电池单元包括串联和/或并联连接 的多个电池。在上述技术方案中，优选地，所述至少一个保护电路包括光电耦合模块，将所述 控制信号进行光电耦合处理后，再传输至所述第一总线。通过该技术方案，不必因为不同电 池单元不共地而对产生的控制信号进行共地处理，同时也起到了电气隔离的作用。在上述技术方案中，优选地，所述光电耦合模块为TLP521单光耦模块。在上述技术方案中，优选地，所述至少一个保护电路包括电压检测电路，连接至 所述电池单元，检测所述电池单元的电池的电压；信号产生单元，连接至所述电压检测电路，根据所述电压生成控制信号。通过该技术方案，保证在存在电池的电压异常时，及时停 止所述电池组的充电或放电，以保护电池组。 在上述技术方案中，优选地，所述电压高于预定最高值时，所述充放电控制电路根 据所述控制信号断开充电回路，停止对所述电池组充电。在上述技术方案中，优选地，所述电池为3. 2V锂电池时，所述预定最高值为 3. 64V ；所述电池为3. 7V锂电池时，所述预定最高值为4. 25V。在上述技术方案中，优选地，所述电压低于预定最低值时，所述充放电控制电路根 据所述控制信号断开放电回路，使所述电池组停止放电。在上述技术方案中，优选地，所述电池为3. 2V锂电池时，所述预定最低值为2. 3V ； 所述电池为3. 7V锂电池时，所述预定最低值为2. 7V。在上述技术方案中，优选地，所述至少一个保护电路包括温度检测电路，连接至 所述电池单元，检测所述电池单元的电池的温度；信号生成单元，连接至所述温度检测电 路，根据所述温度生成所述控制信号。通过该技术方案，保证在存在电池的温度异常时，及 时停止所述电池组的放电，以保护电池组。在上述技术方案中，优选地，所述温度高于预定值时，所述充放电控制电路根据所 述控制信号断开放电回路，使所述电池组停止放电。在上述技术方案中，优选地，所述充放电控制电路还发送电源信号至所述至少一 个保护电路，以启动或停止所述至少一个保护电路对所述电池单元的检测。通过该技术方 案，使得在不使用电池组的情况下，停止检测以节省电池组的电能。在上述技术方案中，优选地，所述充放电保护装置还包括第二总线，连接在所述 至少一个保护电路和所述充放电控制电路之间，所述电源信号通过所述第二总线发送至所 述至少一个保护电路。本实用新型还公开了一种具备充放电保护功能的电池装置，包括至少一个电池 单元；上述技术方案中的充放电保护装置，连接至所述电池单元。通过上述技术方案，可以实现一种用于电池组的充放电保护装置和一种具备充放 电保护功能的电池装置，通过总线有效地实现电池组或电池装置的充放电保护，同时可以 有效地节省电池组或电池装置的电能。
图1是根据本实用新型的用于电池组的充放电保护装置的框图；图2是根据本实用新型的具备充放电保护功能的电池装置的框图；图3是根据本实用新型的一个实施例的具备充放电保护功能的电池装置中的电 池单元的示意图；图4是根据本实用新型的一个实施例的具备充放电保护功能的电池装置的示意 图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，
以下结合附图和具 体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。[0026]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用 新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面 公开的具体实施例的限制。图1是根据本实用新型的用于电池组的充放电保护装置的框图。如图1所示，本实用新型提供了一种用于电池组的充放电保护装置100，所述电池 组包括至少一个电池单元(未示出)，所述充放电保护装置100包括至少一个保护电路 102，连接至与所述至少一个保护电路102对应的电池单元，对所述电池单元进行检测以获 得控制信号；第一总线104，所述至少一个保护电路102通过所述第一总线104将所述控 制信号发送给所述充放电控制回路106 ；以及所述充放电控制回路106，响应于所述控制信 号，确定是否停止所述电池组的充电或放电。通过该技术方案，每个保护电路对一个电池单 元进行监测，即每个保护电路对应的检测用线较少，且检测的电压较小；而通过使用第一总 线，充放电控制电路可以有效地接收每个保护电路发送的控制信号，以对电池组进行充放 电保护。在上述技术方案中，所述电池组包括串联连接的多个电池单元，所述多个电池单 元的电压相同。通过该技术方案，将电池组的电压平均分配为较小的多个电池单元的电压， 可降低对保护电路的电压耐久的需求。在上述技术方案中，所述电池组中的电池单元包括串联和/或并联连接的多个电 池。在上述技术方案中，所述至少一个保护电路102包括光电耦合模块，将所述控制 信号进行光电耦合处理后，再传输至所述第一总线104。通过该技术方案，不必因为不同电 池单元不共地而对产生的控制信号进行共地处理，同时也起到了电气隔离的作用。在上述技术方案中，所述至少一个保护电路102包括电压检测电路，连接至所述 电池单元，检测所述电池单元的电池的电压；信号产生单元，连接至所述电压检测电路，根 据所述电压生成控制信号。通过该技术方案，保证在存在电池的电压异常时，及时停止所述 电池组的充电或放电，以保护电池组。在上述技术方案中，所述电压高于预定最高值时，所述充放电控制回路106根据 所述控制信号断开充电回路，停止对所述电池组充电。在上述技术方案中，所述电池为3. 2V锂电池时，所述预定最高值为3. 64V ；所述电 池为3. 7V锂电池时，所述预定最高值为4. 25V。在上述技术方案中，所述电压低于预定最低值时，所述充放电控制回路106根据 所述控制信号断开放电回路，使所述电池组停止放电。在上述技术方案中，所述电池为3. 2V锂电池时，所述预定最低值为2. 3V ；所述电 池为3. 7V锂电池时，所述预定最低值为2. 7V。在上述技术方案中，所述至少一个保护电路102包括温度检测电路，连接至所述 电池单元，检测所述电池单元的电池的温度；信号生成单元，连接至所述温度检测电路，根 据所述温度生成所述控制信号。通过该技术方案，保证在存在电池的温度异常时，及时停止 所述电池组的放电，以保护电池组。在上述技术方案中，所述温度高于预定值时，所述充放电控制回路106根据所述 控制信号断开放电回路，使所述电池组停止放电。[0039]在上述技术方案中，所述充放电控制回路106还发送电源信号至所述至少一个保 护电路102，以启动或停止所述至少一个保护电路102对所述电池单元的检测。通过该技术 方案，使得在不使用电池组的情况下，停止检测以节省电池组的电能。在上述技术方案中，所述充放电保护装置还包括第二总线(在图1中示出)，连 接在所述至少一个保护电路102和所述充放电控制电路106之间，所述电源信号通过所述 第二总线发送至所述至少一个保护电路102。图2是根据本实用新型的具备充放电保护功能的电池装置的框图。如图2所示，本实用新型还提供了一种具备充放电保护功能的电池装置，包括至 少一个电池单元202 ；上述技术方案中的充放电保护装置204，连接至所述电池单元。图3是根据本实用新型的一个实施例的具备充放电保护功能的电池装置中的电 池单元的示意图。如图3所示，为具备充放电保护功能的电池装置中的电池单元300。该电池单元 300由4串10并的共40个电池组成，每个电池的电压为3V，所以该电池单元300的电压为 3*4= 12V。保护电路302检测电池单元300中的每个电池的电压，并生成控制信号传输给 充放电控制电路304。保护电路302中可以采用光电耦合模块对控制信号进行处理。此处 可使用TLP521单光耦模块，当保护电路302中产生控制信号时，光耦模块中的发光二极管 导通发光，触发后面的晶体管导通，以向充放电控制电路304传递控制信号。在上述技术方 案中，优选地，所述光电耦合模块为TLP521单光耦模块。充放电控制电路304可根据控制信号，接通或断开电池装置所在的充放电回路， 例如，在检测的电压高于一定值(对于3. 2V锂电池，该值为3. 64V，对于3. 7V锂电池，该值 为4. 25V)时，充放电控制电路304则可断开充电回路，停止为电池装置充电，在检测的电压 低于一定值(对于3. 2V锂电池，该值为2. 3V，对于3. 7V锂电池，该值为2. 7V)时，充放电 控制电路304则可以断开放电回路，使电池装置停止为负载进行供电。同时，充放电控制 电路304可发送电源信号至保护电路302，使得可以在电池装置不被使用时，停止保护电路 302检测，能有效地节省电池装置的电能。图3中的并联均衡电路用于均衡互为并联关系的多个电池的容量。图4是根据本实用新型的一个实施例的具备充放电保护功能的电池装置的示意 图。如图4所示，为具备充放电保护功能的电池装置400的工作示意图。电池装置400 由四个电压为12V的电池单元串联组成，所以电池装置400的电压为12*4 = 48V。每个电 池单元都对应一个保护电路，以对电池单元中的电池电压进行检测。四个保护电路通过第 一总线402将控制信号发送至充放电控制电路304，充放电控制电路304根据控制信号确定 接通或是断开电池装置400所在的充放电回路。通过使用第一总线，以及对每个电池单元 使用对应的保护电路进行检测，使得相对于现有的保护电路，对应的保护电路的检测用线 的数量更少，更容易布置，同时其需承受的电压更小，只是整个电池装置400的电压的四分 之一。充放电控制电路304还通过第二总线404发送电源信号至每个保护电路，可在电 池装置400未进行工作的时候，使保护电路停止工作，不对电池单元进行检测，以节省电池 装置400的电能。[0050]根据本实用新型的技术方案，可以实现一种用于电池组的充放电保护装置和一种 具备充放电保护功能的电池装置，可以有效地对电池组或电池装置进行充放电保护，并节 省电池组或电池装置中的电能，并可以解决普通的保护技术中缺点，即1、解决用于检测电 池的线的布局问题；2、可以避免使用大量电池的电池组的高电压带来的影响；3、能够保证 对电池的电压做出精确的检测。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种充放电保护装置，用于电池组，所述电池组包括至少一个电池单元，其特征在 于，所述充放电保护装置包括至少一个保护电路，连接至与所述至少一个保护电路对应的电池单元，对所述电池单 元进行检测以获得控制信号；第一总线，所述至少一个保护电路通过所述第一总线将所述控制信号发送给所述充放 电控制电路；以及所述充放电控制电路，响应于所述控制信号，确定是否停止所述电池组的充电或放电。
2.根据权利要求1所述的充放电保护装置，其特征在于，所述电池组包括串联连接的 多个电池单元，所述多个电池单元的电压相同。
3.根据权利要求2所述的充放电保护装置，其特征在于，所述电池组中的电池单元包 括串联和/或并联连接的多个电池。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的充放电保护装置，其特征在于，所述至少一个保 护电路包括光电耦合模块，将所述控制信号进行光电耦合处理后，再传输至所述第一总线。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的充放电保护装置，其特征在于，所述至少一个保 护电路包括电压检测电路，连接至所述电池单元，检测所述电池单元的电池的电压；信号产生单元，连接至所述电压检测电路，根据所述电压生成控制信号。
6.根据权利要求5所述的充放电保护装置，其特征在于，所述电压高于预定最高值时， 所述充放电控制电路根据所述控制信号断开充电回路，停止对所述电池组充电。
7.根据权利要求6所述的充放电保护装置，其特征在于，所述电池为3.2V锂电池时，所 述预定最高值为3. 64V ；所述电池为3. 7V锂电池时，所述预定最高值为4. 25V。
8.根据权利要求5所述的充放电保护装置，其特征在于，所述电压低于预定最低值时， 所述充放电控制电路根据所述控制信号断开放电回路，使所述电池组停止放电。
9.根据权利要求8所述的充放电保护装置，其特征在于，所述电池为3.2V锂电池时，所 述预定最低值为2. 3V ；所述电池为3. 7V锂电池时，所述预定最低值为2. 7V。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的充放电保护装置，其特征在于，所述至少一个 保护电路包括温度检测电路，连接至所述电池单元，检测所述电池单元的电池的温度；信号生成单元，连接至所述温度检测电路，根据所述温度生成所述控制信号。
11.根据权利要求10所述的充放电保护装置，其特征在于，所述温度高于预定值时，所 述充放电控制电路根据所述控制信号断开放电回路，使所述电池组停止放电。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的充放电保护装置，其特征在于，所述充放电控 制电路还发送电源信号至所述至少一个保护电路，以启动或停止所述至少一个保护电路对 所述电池单元的检测。
13.根据权利要求12所述的充放电保护装置，其特征在于，所述充放电保护装置还包括第二总线，连接在所述至少一个保护电路和所述充放电控制电路之间，所述电源信号 通过所述第二总线发送至所述至少一个保护电路。
14. 一种电池装置，具备充放电保护功能，其特征在于，包括 至少一个电池单元；权利要求1至13中任一项所述的充放电保护装置，连接至所述电池单元。
专利摘要本实用新型公开了一种用于电池组的充放电保护装置，电池组包括至少一个电池单元，充放电保护装置包括至少一个保护电路，连接至与至少一个保护电路对应的电池单元，对电池单元进行检测以获得控制信号；第一总线，至少一个保护电路通过第一总线将控制信号发送给充放电控制电路；以及充放电控制电路，响应于控制信号，确定是否停止电池组的充电或放电。本实用新型还公开了一种具备充放电保护功能的电池装置。通过本实用新型的技术方案，可以有效地对电池组或电池装置进行充放电保护。
文档编号H02J7/00GK201846098SQ20102050254
公开日2011年5月25日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者倪捷, 张芳勇, 盛专成, 陈文胜, 陈校校 申请人:倪捷