电池模组的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种电池模组，具有正极端和负极端，包括：电池单元，至少为两个；所述每个电池单元包括一个单电池或两个以上串联的单电池；开关单元，与所述电池单元的数量对应；所述每个电池单元串联一个开关单元，并连接在所述正极端和负极端之间；控制模块，与所有的开关单元连接控制所述开关单元的通断，并且在所述电池模组放电时最多使一个所述开关单元导通。上述电池模组满足爆炸环境下的接入要求可以用于防爆电器设备，并且减小电池失效带来的电路故障的几率。
【专利说明】电池模组
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池【技术领域】，特别是涉及一种用于防爆环境电子设备的电池模组。
【背景技术】
[0002]防爆标准GB3836.1-2010第23条规定，安装在防爆电器设备中的电池组只能由“几个单体电池串联组成”。这样限定了爆炸性环境中电器设备使用的电池组连接方式。但是随着串联电池组单体电池数量增加，也增加了电池组的不可靠性。例如,如果电池组中的一个电池出现故障，将导致这个电池组失效。另外，随着单体电池串联数量的增加，靠电池供电的电路输入电压升高，驱动转换效率普遍不高，降低了电池能源利用率。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要提供一种电池模组，可以用于防爆电器设备，并且减小电池失效带来的电路故障的几率，同时可提供与电路匹配的电压输入。
[0004]一种电池模组，具有正极端和负极端，包括:电池单元，至少为两个；所述每个电池单元包括一个单电池或两个以上串联的单电池；开关单元，与所述电池单元的数量对应；所述每个电池单元串联一个开关单元，并连接在所述正极端和负极端之间；控制模块，与所有的开关单元连接控制所述开关单元的通断，并且在所述电池模组放电时最多使一个所述开关单元导通。
[0005]在其中一个实施例中，所述单电池为可充电电池，所述电池模组通过所述正极端和负极端充电或放电。
[0006]在其中一个实施例中，所述控制模块为微控制单元。
[0007]在其中一个实施例中，所述微控制单元还与所述正极端或负极端连接，获取充电信号或取电信号；当所述电池模组充电时，所述微控制单元获取外部充电器的充电信号，并控制所有的开关单元导通；当所述电池模组放电时，所述微控制单元获取外部电子设备发送的取电信号，并控制其中一个开关单元导通。
[0008]在其中一个实施例中，当所述电池模组放电时，所述微控制单元检测电池单元的电压，并控制与电压最高的电池单元连接的开关单元导通。
[0009]在其中一个实施例中，所述开关单元为三端的半导体开关管，所述控制模块与半导体开关管的控制端连接。
[0010]在其中一个实施例中，所述开关单元连接在所述正极端和电池单元的正极输出端之间。
[0011]在其中一个实施例中，所述电池单元还包括与所述一个或两个以上的单电池连接的保护模块。
[0012]上述电池模组通过控制模块对开关单元的通断控制，可以使电池单元选择性地接入供电。在供电时，最多仅有一个电池单元在供电，该电池单元中的所有单电池之间是串联的关系。因此，电池模组中多个电池单元之间并没有直接并联，所以仍然符合爆炸环境下对于多个电池供电方式的连接要求。而多个电池单元之间又可以互为备用，可以避免因单个电池失效引起的电路故障。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为一实施例的电池模组模块图；
[0014]图2为图1所示电池模组的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，为一实施例的电池模组模块图。该电池模组10具有正极端P+和负极端P-，电池模组10通过正极端P+和负极端P-与外部电路连接。外部电路可以是充电电路，也可以是用电电路。
[0016]电池模组10包括电池单元100、开关单元200以及控制模块300。
[0017]电池单元100至少为两个，每个电池单元100包括一个单电池或两个以上串联的单电池。电池单元100包括的单电池的数量与其所要供电的电路和单电池本身的电压有关，当一个单电池即可满足其所要供电的电路的电压要求时，即采用单电池供电。当一个单电池的电压不足以满足其所要供电的电路的电压要求时，应当采用相应数量的单电池。当有两个以上的单电池时，所有的单电池之间是串联的关系，这符合爆炸环境下对于多个电池供电方式的连接要求。在一个实施例中，所述单电池为可充电电池。电池模组10通过正极端P+和负极端P-充电或放电。
[0018]开关单元200与电池单元100的数量对应，且每个电池单元100串联一个开关单元200。电池单元100和开关单元200串联后并连接在正极端P+和负极端P-之间。也即是说，多对电池单元100和开关单元200串联支路直接是并联的。
[0019]控制模块300与所有的开关单元200连接控制所述开关单元的通断，并且在电池模组10放电时最多使一个开关单元200导通。通过控制模块300对开关单元200的通断控制，可以使电池单元100选择性地接入供电。在供电时，最多仅有一个电池单元100在供电，该电池单元100中的所有单电池之间是串联的关系。因此，电池模组10中多个电池单元100之间并没有直接并联，所以仍然符合爆炸环境下对于多个电池供电方式的连接要求。而多个电池单元100之间又可以互为备用，可以避免因单个电池失效引起的电路故障。
[0020]请参考图2，电池单元100还包括与所述一个或两个以上的单电池连接的保护模块110。保护模块110用于对单电池进行过放和/或过充进行保护，属于本领域常规技术，在此不赘述。
[0021]开关单元200为三端的半导体开关管，控制模块300与半导体开关管的控制端连接。具体地，开关单元200可以是MOS管或三极管及其外围电路，并且配置为开关模式。控制模块300则与MOS管的栅极或者三极管的基极连接。在将开关单元200接入电路时，既可以连接在正极端P+和电池单元100之间，也可以连接在负极端P-和电池单元100之间，两种连接方式均可以起到通断控制作用。本实施例中，开关单元200连接在正极端P+和电池单元100的正极输出端之间。
[0022]控制模块300为微控制单元(MCU)，其可以根据预先配置的逻辑根据所获得的信号输出相应的信号。具体地，微控制单元与正极端P+连接，获取充电信号或取电信号。当电池模组10充电时，其通过正极端P+和负极端P-与外部充电器连接。微控制单元获取外部充电器的充电信号，并控制所有的开关单元导通；当电池模组10放电时，其通过正极端P+和负极端P-与外部电子设备连接。所述微控制单元获取外部电子设备发送的取电信号，并控制其中一个开关单元导通。
[0023]当电池模组10放电时，所述微控制单元检测所有电池单元100的电压，并控制与电压最高的电池单元100连接的开关单元200导通。最高电压的电池单元100具有较多的电量，可以将其优先接入以供电。在电池单元100因过放而关断后，再由控制模块300根据上述规则选择其他电池单元100。
[0024]在充电时，一般已经脱离用电设备的爆炸环境，不再需要满足电池之间不能并联的条件，因此使所有的电池单元100 —起充电以提高效率。而在放电时，仅使一个电池单元100接入，又满足了爆炸环境的使用要求。
[0025]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种电池模组，具有正极端和负极端，其特征在于，包括: 电池单元，至少为两个；所述每个电池单元包括一个单电池或两个以上串联的单电池； 开关单元，与所述电池单元的数量对应；所述每个电池单元串联一个开关单元，并连接在所述正极端和负极端之间； 控制模块，与所有的开关单元连接控制所述开关单元的通断，并且在所述电池模组放电时最多使一个所述开关单元导通。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述单电池为可充电电池，所述电池模组通过所述正极端和负极端充电或放电。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述控制模块为微控制单元。
4.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述微控制单元还与所述正极端或负极端连接，获取充电信号或取电信号； 当所述电池模组充电时，所述微控制单元获取外部充电器的充电信号，并控制所有的开关单元导通； 当所述电池模组放电时，所述微控制单元获取外部电子设备发送的取电信号，并控制其中一个开关单元导通。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，当所述电池模组放电时，所述微控制单元检测电池单元的电压，并控制与电压最高的电池单元连接的开关单元导通。
6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述开关单元为三端的半导体开关管，所述控制模块与半导体开关管的控制端连接。
7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述开关单元连接在所述正极端和电池单元的正极输出端之间。
8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池单元还包括与所述一个或两个以上的单电池连接的保护模块。
【文档编号】H01M10/04GK104425835SQ201310379466
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】周明杰, 张飞 申请人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司