电池保护系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池管理和保护领域。
【背景技术】
[0002] 随着节能环保的不断倡导，以及新能源产品的蓬勃发展，锂离子电池已快速进入 到电动工具、电动自行车、汽车启动电瓶等应用领域。锂电池具有体积小、能量密度高、放电 倍率高、循环寿命高、自放电率低、环保无污染等优点。但是由于其能量密度高及其特有的 化学特性，锂电池的安全性和稳定性亦存在隐患。通常锂电池组均包含专用的锂电池保护 板，锂电池保护板的核心功能之一就是过流保护功能。
[0003] 电池保护板具有放电回路，在放电回路中，放电电流由电芯正极流出，经负载，再 经由充放电M0S和取样电阻流回电芯的负极。目前过流检测常用方法是通过监测取样电阻 两端的电压和过流保护电压比较后再进行保护。通过计算流经取样电阻的电流，可计算出 当前流经整个回路的电流I，反之，也可根据特定电流值来设定过流保护阈值电压。当放电 过流保护发生后，芯片内部动作，关闭放电M0S，从而切断放电回路，从而进行过流保护。
[0004] 在汽车启动电瓶应用中，放电过电流检测阈值为几百安培甚至上千安培（以500A 为例），而目前市面上的保护芯片放电过流检测阈值为l〇〇mV左右，想要在500A时进行保 !〇〇/；；;/ 护，则所需的取样电阻的阻值而现在最小的精密电阻约为5mQ，故要 500.4 并联25个5mQ电阻来作为取样电阻。而且在放电时会产生大量的热量。这样增加了保护 板的成本的同时，也带来了安全隐患。
[0005] 另外，现有技术中有将放电M0S管的等效内阻作为取样电阻的做法。这样做的一 个隐患是当保护发生有关放电M0S管动作时，放电回路的负极端被负载拉高到放电回路的 正极端的电平，则高电平会进入到电芯的电流检测端口。电流检测端口通常设计为低压端 口，不能抗高压。故，此方案给电池保护板带来了安全隐患。
[0006] 因此，亟需一种安全性高、电路精简、生产成本低的电池保护系统。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明针对电池保护系统进行了改进，把放电M0S的导通内阻作为放电过流的取样电阻的同时，在SENSE端口增加控制M0S管，防止高电 平进入到SENSE端口，同时可以通过调节外部电阻值来调节放电过流值。本发明的电池保 护系统精简、容易实现，降低了生产成本，提高了工作安全性。
[0008] 本发明提供了一种电池保护系统，所述系统具有放电回路正极端和放电回路负极 端，所述系统包括电池保护芯片和外围电路，但不需要专门用于检测过流电压的取样电阻。
[0009] 所述电池保护芯片具有与所述放电回路正极端耦接的电池组正极端、电池组负极 端、电流检测端口、充电晶体管的控制端口，放电晶体管的控制端口。
[0010] 所述外围电路包括充电晶体管、放电晶体管、开关控制晶体管、第一电阻、第五电 阻、第二电阻、第三电阻、第六电阻。
[0011] 其中：
[0012] 所述第五电阻的两端分别与所述充电晶体管的栅极和源极耦接，所述第一电阻的 两端分别与所述充电晶体管的栅极和所述充电晶体管的控制端口，所述充电晶体管的源极 与所述放电回路负极端耦接。
[0013] 所述第二电阻的两端分别与所述放电晶体管的栅极和所述放电晶体管的控制端 口耦接。
[0014] 所述开关控制晶体管的栅极耦接到所述放电晶体管的控制端口，其源极耦接到所 述电流检测端口，其漏极与所述第六电阻的第一端耦接。
[0015] 所述第三电阻的两端耦接在所述电池组负极端和所述电流检测端口之间。
[0016] 所述第六电阻的第二端与所述充电晶体管的漏极以及所述放电晶体管的漏极耦 接，所述放电晶体管的源极端耦接到所述电池组负极端。
[0017] 在一个实施例中，所述电池保护芯片具有电池组正极端以及电池组负极端与电池 组耦接，所述电池组包括至少一节电池。
[0018] 在一个实施例中，所述放电晶体管的导通内阻等效为所述取样电阻。
[0019] 在一个实施例中，当所述电流检测端口检测到第三电阻上的电压超过预设的放电 过流检测电压阈值时，所述电流保护芯片关闭所述放电晶体管，从而将放电回路关断，并停 止放电；且在所述放电晶体管关闭的同时，所述开关控制晶体管关闭，以防止所述放电回路 正极端的高电压对所述电流检测端口产生冲击。
[0020] 在一个实施例中，所述第三电阻和所述第六电阻为可调节的，以调节所述预设的 放电过流检测电压阈值。
[0021] 本发明还提供了另一种电池保护系统，所述系统具有放电回路正极端和放电回路 负极端，所述系统包括电池保护芯片和外围电路，但不需要专门用于检测过流电压的取样 电阻。
[0022] 所述电池保护芯片具有电池组正极端、电池组负极端、电流检测端口、充电晶体管 的控制端口，放电晶体管的控制端口。
[0023] 所述外围电路包括充电晶体管、放电晶体管、开关控制晶体管、第一电阻、第五电 阻、第二电阻、第三电阻、第六电阻。
[0024] 其中：
[0025] 所述第五电阻的两端分别与所述充电晶体管的栅极和源极耦接，所述第一电阻的 两端分别与所述充电晶体管的栅极和所述充电晶体管的控制端口，所述充电晶体管的源极 与所述放电回路负极端耦接。
[0026] 所述第二电阻的两端分别与所述放电晶体管的栅极和所述放电晶体管的控制端 口耦接。
[0027] 所述开关控制晶体管的栅极耦接到所述放电晶体管的控制端口，其源极耦接到所 述电流检测端口，其漏极与所述第六电阻的第一端耦接。
[0028] 所述第三电阻的两端耦接在所述电池组负极端和所述电流检测端口之间。
[0029] 所述第六电阻的第二端与所述充电晶体管的源极耦接，所述充电晶体管的漏极以 及所述放电晶体管的源极耦接，所述放电晶体管的漏极耦接到所述电池组负极端。
[0030] 在一个实施例中，所述电池保护芯片具有电池组正极端以及电池组负极端与电池 组耦接，所述电池组包括至少一节电池。
[0031] 在一个实施例中，所述放电晶体管的导通内阻和所述充电晶体管的导通电阻等效 为所述取样电阻。
[0032] 在一个实施例中，当所述电流检测端口检测到第三电阻上的电压超过预设的放电 过流检测电压阈值时，所述电流保护芯片关闭所述放电晶体管，从而将放电回路关断，并停 止放电；且在所述放电晶体管关闭的同时，所述开关控制晶体管关闭，以防止所述放电回路 正极端的高电压对所述电流检测端口产生冲击。
[0033] 在一个实施例中，所述第三电阻和所述第六电阻为可调节的，以调节所述预设的 放电过流检测电压阈值。
【附图说明】
[0034] 本发明的以上
【发明内容】
以及下面的【具体实施方式】在结合附图阅读时会得到更好 的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记 代表相同或类似的元素。
[0035] 图1示出现有技术的电池保护系统。
[0036] 图2示出改进后的电池保护系统。
[0037]图3示出根据本发明一实施例的电池保护系统。
[0038] 图4示出根据本发明的另一个实施例的电池保护系统。
【具体实施方式】
[0039] 以下在【具体实施方式】中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何 本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权 利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
[0040] 图1示出现有技术的电池保护系统。该电池保护系统由电池保护芯片U1和外围 器件组成。该电池保护芯片U1与电池组耦接，其中B+为电池组正极，B-为电池组负极。在 外围器件中，Q1是充电M0S管、Q2是放电M0S管、R4是取样电阻、R1和R5是充电M0S驱动 电阻、R2是放电M0S驱动电阻、R3是电池保护芯片U1的电流检测端口（SENSE端口）的保 护电阻、CHG为充电M0S管的控制端口，DSG为放电M0S管的控制端口。
[0041] 该电池保护系统具有放电回路，该放电回路具有正极端（P+)和负极端（P-)W+和 P-分别连接至负载（未示出）的两端。在放电过程中，放电电流由P+流出，流经负载，再依 次流经充电M0S管Q1、放电M0S管Q2和取样电阻R4，最后流回到电芯的负极。放电电流在 取样电阻R4上产生压降，电池保护芯片U1通过SENSE引脚检测取样电阻上的电压，当电池 保护芯片检测到取样电阻R4上的压降超过预设的放电过流检测电压时，芯片内部动作，关 闭放电M0S管Q2，从而放电回路关断，停止放电，从而保护了电芯。
[0042] 但上述方案存在缺陷。放电过电流检测阈值为几百安培甚至上千安培（以500A为 例），而目前市面上的保护芯片放电过流检测阈值为l〇〇mV左右，想要在500A时进行保护， 则所需的取样电阻R4的阻
而现在最小的精密电阻约为5mQ，故要 并联25个5mQ电阻来作为取样电阻。而且在放电时会产生大量的热量。这样增加了保护 板的成本的同时，还带来了安全隐患。
[0043] 图2示出改进后的电池保护系统。在该电池保护系统中，取样电阻R4由放电M0S 管Q2的等效内阻取代。如图2所示，在图1的基础上，去掉了原有的取样电阻R4,将SENSE 通过一个保护电阻R3连接到放电M0S管Q2的D端，当放电电流流经放电M0