一种充电电池保护电路的制作方法

本实用新型实施例涉及移动电源技术领域，尤其涉及一种充电电池保护电路。

背景技术：

目前，充电电池，如锂电池，广泛应用于各种设备的供电，出于安全性考虑，通常配有保护电路，以实现充电电池在使用过程中过充电、过放电、过电流以及过温等保护功能。

保护电路中通常设置有与充电电池中的各个电芯并联的均衡电阻，以检测各个电芯的电压，并反馈至控制器，实现对充电电池充放电的监控，防止过充电和过放电。

但是，若检测线异常断开，由于均衡电阻的分压，使得控制器无法检测到这种异常，从而不能触发保护动作，造成无法对关联的电芯进行管控与检测，带来充电电池使用上的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提出一种充电电池保护电路，该电路能够实现对检测线断路的检测。

为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

一种充电电池保护电路，包括：控制器、n个均衡电阻以及多个检测电阻；n为正整数；

n个充电电池依次串联形成电池组；n个充电电池的第一电极以及第二电极均通过检测线与控制器电连接；

n个充电电池与n个均衡电阻一一对应；每个均衡电阻的第一端通过检测线与一一对应的充电电池的第一电极电连接；每个均衡电阻的第二端通过检测线与一一对应的充电电池的第二电极电连接；每个检测电阻与至少一个充电电池并联。

进一步地，保护电路还包括：保护开关；

保护开关的控制端与控制器电连接，保护开关的第一端与电池组的第一电极或第二电极电连接，保护开关的第二端与外部电源接口电连接。

进一步地，多个检测电阻与偶数位充电电池一一对应；且每个检测电阻的第一端通过检测线与一一对应的偶数位充电电池的第一电极电连接；每个检测电阻的第二端通过检测线与一一对应的偶数位充电电池的第二电极电连接。

进一步地，多个检测电阻与奇数位充电电池一一对应；且每个检测电阻的第一端通过检测线与一一对应的奇数位充电电池的第一电极电连接；每个检测电阻的第二端通过检测线与一一对应的奇数位充电电池的第二电极电连接。

进一步地，保护电路包括m个检测电阻；沿充电电池的串联顺序，n个充电电池顺次排列；

第i个充电电池至第i+x个充电电池与第i个检测电阻并联；

i为大于等于1小于等于n-x的正整数；x为大于等于1的正整数；m为正整数。

进一步地，n个均衡电阻的阻值相同，多个检测电阻的阻值相同。

本实用新型实施例的技术方案，通过在充电电池保护电路中增设与至少一个充电电池并联的检测电阻，当任一检测线发生断路时，检测电阻的存在可使控制器采集到的该断路检测线所对应的均衡电阻第一端的电势发生变化，因此，通过电势的变化可以判断出哪一根检测线发生断路，实现对发生断路的检测线的检测。

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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。

图1是现有的充电电池保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种充电电池保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种检测电阻的设置方式示意图；

图4是本实用新型实施例提供的又一种检测电阻的设置方式示意图；

图5是本实用新型实施例提供的再一种检测电阻的设置方式示意图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种充电电池保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型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实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是现有的充电电池保护电路的结构示意图。如图1所示，对于由若干个充电电池211～215串联构成的电池组20，现有的保护电路一般包括与充电电池一一对应的阻值相同的均衡电阻r0，充电电池的两极与均衡电阻r0的两端通过检测线1并联后接入控制器110中，由此，控制器110可通过采集与充电电池一一对应的均衡电阻r0第一端的电势，确定每一个充电电池的正极的电势，判断其充放电状态。示例性的，可假设每一个充电电池的电压为3v，当检测线1未断开时，从充电电池211至充电电池215，每一个充电电池所对应的均衡电阻r0的第一端的电势依次为15v、12v、9v、6v和3v，即，当检测线1未断开时，均衡电阻r0第一端的电势等于其对应的充电电池的正极电势。但是，如果充电电池212正极所对应的检测线1断开，由于5个均衡电阻r0均衡分压，导致控制器110采集到的与充电电池212对应的均衡电阻r0第一端的电势仍为12v，换句话说，即使检测线1断开，由于均衡电阻r0的均衡分压，均衡电阻r0第一端的电势仍等于其对应的充电电池的正极电势，导致控制器110无法识别检测线1断开的故障，这将造成充电电池使用上的安全隐患。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种充电电池保护电路，以实现对检测线1断路的检测。

图2是本实用新型实施例提供的一种充电电池保护电路的结构示意图。如图2所示，该保护电路包括：控制器110、n个均衡电阻r0以及多个检测电阻r1，其中，n为正整数；n个充电电池依次串联形成电池组20，n个充电电池的第一电极以及第二电极均通过检测线1与控制器110电连接；n个充电电池与n个均衡电阻r0一一对应，每个均衡电阻r0的第一端通过检测线1与一一对应的充电电池的第一电极电连接，每个均衡电阻r0的第二端通过检测线1与一一对应的充电电池的第二电极电连接；每个检测电阻r1与至少一个充电电池并联。

首先，需要说明的是，图2以n＝5为例进行说明，具体的，n的数值大小与充电电池的个数相同，本实用新型实施例对此不做限定。示例性的，充电电池可以为锂电池，其个数可以为2～16，通过此保护电路可以实现对2～16串锂离子电池的检测线1断路检测。

还需要说明的是，检测线1发生断路是指由充电电池的两极至检测电阻r1或均衡电阻r0之间的线路发生断路，对于其他段线路的断路，本实用新型实施例不作考虑。换句话说，检测线1断路发生在充电电池至充电电池保护电路10之间的线路上，检测电阻r1或均衡电阻r0至控制器110线路上的断路不在本实用新型实施例的考虑范围内。

其中，充电电池的第一电极是指该电池的正极，充电电池的第二电极是指该电池的负极，均衡电阻r0的第一端与对应充电电池的正极之间通过检测线1电连接，均衡电阻r0的第二端与对应充电电池的负极之间通过检测线1电连接，一般的，控制器110通过采集均衡电阻r0的第一端的电势来确定对应充电电池的正极电势，以确定充电电池的充放电状态。

由于多个均衡电阻r0平均分压，导致即使检测线1发生断路，控制器110采集到的各个均衡电阻r0的第一端的电势仍呈一定梯度均匀分配，使其无法对充电电池进行监控。通过设置检测电阻r1可以使发生断路的检测线1所对应均衡电阻r0与其他均衡电阻r0之间不再平均分配电池组20的电压，其第一端的电势将发生变化。

示例性的，图2示出了一种检测电阻r1的设置方式，下面结合图2解释本方案的工作原理：

仍以每一个充电电池的电压为3v为例，参见图2，假设充电电池212正极对应的检测线1发生断路，充电电池212所对应的检测电阻r1和均衡电阻r0并联，其等效电阻不等于均衡电阻r0的阻值，由此导致该均衡电阻r0第一端的电势不再等于12v。示例性的，设定均衡电阻r0＝6mω，检测电阻r1＝2mω，则其并联后的等效电阻r’＝1.5mω，根据分压原理，充电电池211至充电电池215所对应的各均衡电阻r0的第一端的电势分别为15v、10.2v、9v、6v和3v，显然，发生断路的检测线1所对应的均衡电阻r0的电势与未发生断路时的电势不同，根据此结果，控制器110可以判断充电电池212正极对应的检测线1发生了断路。利用该检测电阻r1的分压，还可以识别充电电池213的正极所对应的检测线1是否发生断路，在此不再赘述。同理，通过与充电电池214并联的检测电阻r1，可以实现检测充电电池214和充电电池215的正极所对应的检测线1是否发生断路。充电电池211的正极对应的检测线1发生断路时，其对应的均衡电阻r0的第一端的电势为0v，当检测到此结果时，控制器110可判断充电电池211的正极对应的检测线1发生断路。由此，通过适当设置检测电阻r1，使得任一检测线1发生断路时，各均衡电阻r0两端的电压将不再平均分配，控制器110根据电势检测结果可以判断哪一根检测线1发生了断路。

需要说明的是，图2仅为检测电阻r1的一种示例性设置方式，并非限定，具体的，每个检测电阻r1可以设置在至少一个充电电池的两端，只要通过设置检测电阻r1，使检测线1发生断路时，各均衡电阻r0不再均衡分配电池组20的电压即可，本实用性型实施例对此不作限定。

本实用新型实施例的技术方案，通过在充电电池保护电路中增设与至少一个充电电池并联的检测电阻，当任一检测线发生断路时，检测电阻的存在可使控制器采集到的该断路检测线所对应的均衡电阻第一端的电势发生变化，因此，通过电势的变化可以判断出哪一根检测线发生断路，实现对发生断路的检测线的检测。

在上述实施例的基础上，下面对检测电阻r1的几种设置方式做进一步介绍。

继续参见图2，可选的，多个检测电阻r1与偶数位充电电池一一对应；且每个检测电阻r1的第一端通过检测线1与一一对应的偶数位充电电池的第一电极电连接；每个检测电阻r1的第二端通过检测线1与一一对应的偶数位充电电池的第二电极电连接。

通过设置多个检测电阻r1，并将其与偶数位充电电池一一对应，可以实现对各个检测线1的断路检测，具体原理不再赘述。

图3是本实用新型实施例提供的另一种检测电阻的设置方式示意图，可选的，多个检测电阻r1与奇数位充电电池一一对应；且每个检测电阻r1的第一端通过检测线1与一一对应的奇数位充电电池的第一电极电连接；每个检测电阻r1的第二端通过检测线1与一一对应的奇数位充电电池的第二电极电连接。

通过设置多个检测电阻r1，并将其与奇数位充电电池一一对应，可以实现对各个检测线1的断路检测，具体原理不再赘述。

除间隔设置检测电阻r1，使其与一个充电电池并联以外，检测电阻r1还可以与多个充电电池并联。即，可选的，保护电路包括m个检测电阻r1；沿充电电池的串联顺序，n个充电电池顺次排列；第i个充电电池至第i+x个充电电池与第i个检测电阻r1并联；i为大于等于1小于等于n-x的正整数；x为大于等于1的正整数；m为正整数。

其中，x+1可表示与检测电阻r1并联的充电电池的个数。示例性的，图4是本实用新型实施例提供的又一种检测电阻的设置方式示意图，图5是本实用新型实施例提供的再一种检测电阻的设置方式示意图，图4中，x＝1，表示检测电阻r1与两个充电电池并联，图5中，x＝2，表示检测电阻r1与三个充电电池并联。如图4所示，第一个检测电阻r1与第一个充电电池211和第二个充电电池212并联，第二个检测电阻r1与第二个充电电池212和第三个充电电池213并联，依此类推，在此不再赘述。通过此设置方式，同样可以造成检测线断路时，均衡电阻两端的电压不再均衡分压，实现对发生断路的检测线的检测。

需要说明的是，与检测电阻r1并联的充电电池的个数可自行设定，本实用新型实施例对此不作限定。

可选的，n个均衡电阻r0的阻值相同，多个检测电阻r1的阻值相同。

通过设置多个检测电阻r1的阻值相同，可以简化计算。需要说明的是，检测电阻r1的阻值可以与均衡电阻r0的阻值相同，也可以不同，本实用新型实施例对此不作限定。

另外，通过设置相同阻值的检测电阻r1，使其与奇数位或偶数位充电电池并联，还可以以少量的检测电阻r1实现对检测线1断路的检测，节省成本。

当控制器110通过以上方式检测到检测线1断路时，可对充电电池采取保护动作。示例性的，图6是本实用新型实施例提供的另一种充电电池保护电路的结构示意图。参见图6，可选的，保护电路还包括：保护开关120；保护开关120的控制端与控制器110电连接，保护开关120的第一端与电池组20的第一电极或第二电极电连接，保护开关120的第二端与外部电源接口电连接。

其中，外部电源接口是指由电池组20构成的移动电源的电源接口，示例性的，接口类型可以为usb接口。当控制器110检测到检测线1断线时，可以控制保护开关120断开，以断开电池组20与外部电源接口的连接，切断外接充电设备对电池组20的充电，或切断电池组20对外接用电设备的供电，以保证充电电池的安全。保护开关120可以设置在电池组20的正极与外部电源接口的线路上，也可以设置在电池组20的负极与外部电源接口的线路上，本实用新型实施例对此不作限定。示例性的，保护开关120可以包括n型金属-氧化物-半导体(n-metaloxidesemiconductor，nmos)管、pmos管以及电阻等电子器件，本实用新型实施例对此不作限定。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型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实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。