电池保护装置及电源组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电池保护装置及电源组件。该电池保护装置用于对包括串联在一起的N节电池的电池组进行保护，该装置包括：正输出端子和负输出端子；M个保险丝，与N节电池串联；P个热敏电阻，附着在电池组的周围，用于检测电池组的温度；第一开关组件，包括受控端子、第一端子和第二端子，第一端子与电池组的正极之间经由M个保险丝中的至少一个保险丝连接，第二端子与电池组的负极连接；第一控制模块，与热敏电阻连接，并与第一开关组件的受控端子连接，用于获取电池组的温度，并在温度满足预设的温度保护条件时，控制第一开关组件导通，以使电池组短接。由此，能以低成本实现对电池的高可靠性的保护，并且结构简单、易于实施。
【专利说明】
电池保护装置及电源组件
技术领域
[0001]本实用新型涉及电池领域，具体地，涉及一种电池保护装置及电源组件。
【背景技术】
[0002]数码产品(例如，笔记本电脑)通常使用锂离子电池作为电源，锂离子电池具有能量密度高、重量轻的特点。由于锂离子电池的产品特性，需要对电池进行保护，以确保使用过程中的安全性。
[0003]在现有的用于笔记本电脑的电池保护装置中，如果想要实现对电池组的过温保护，通常会在电池组的各节电池处串联温度开关TC0，温度开关TCO能够感应电池的温度。当这个温度达到温度开关TCO的触发温度时，温度开关TCO自动启动，将电池断路，实现过温保护。然而，在采用温度开关TCO进行温度保护时，需要将温度开关TCO与电池电极串联，当在电池之间串联温度开关TCO时，还需要对电池组进行改装，这就导致温度开关TCO的安装十分不便。另外，温度开关TCO的成本较高，会增加电池保护装置的总成本。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种电池保护装置及电源组件，来以低成本实现对数码产品中的电池的高可靠性的保护。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池保护装置，用于对电池组进行保护，所述电池组包括串联在一起的N节电池，其中，N^l，所述装置包括:正输出端子和负输出端子，用于接入外部设备，所述正输出端子还用于连接所述电池组的正极，所述负输出端子还用于连接所述电池组的负极;M个保险丝，用于与所述N节电池串联，其中，M2 I ;P个热敏电阻，附着在所述电池组的周围，用于检测所述电池组的温度，其中，P 2 I;第一开关组件，包括受控端子、第一端子和第二端子，其中，所述第一端子与所述电池组的正极之间经由所述M个保险丝中的至少一个保险丝连接，所述第二端子与所述电池组的负极连接;第一控制模块，与所述热敏电阻连接，并与所述第一开关组件的所述受控端子连接，用于获取所述热敏电阻检测的电池组的温度，并在所述温度满足预设的温度保护条件时，控制所述第一开关组件导通，以使所述电池组短接。
[0006]可选地，所述M个保险丝包括M个电流保险丝或者M个温度保险丝;或者，所述M个保险丝包括Ml个电流保险丝和M2个温度保险丝，其中，M1+M2=M。
[0007]可选地，所述第一控制模块包括第一控制芯片，所述第一控制芯片包括第一控制端子和P个温度信号输入端子，其中，所述P个温度信号输入端子与所述P个热敏电阻对应连接，所述第一控制端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述第一控制芯片用于经由所述P个温度信号输入端子获取所述P个热敏电阻检测的电池组的温度，并在所述温度满足预设的温度保护条件时，经由所述第一控制端子控制所述第一开关组件导通。
[0008]可选地，所述第一控制模块还用于连接所述电池组中的至少一节电池，检测所连接的电池的电池状态信息，并判断所述电池状态信息是否满足预设的电池保护触发条件，在确定所述电池状态信息满足所述电池保护触发条件时，控制所述第一开关组件导通，以使所述电池组短接。
[0009]可选地，所述第一控制模块包括第一控制芯片，所述第一控制芯片包括第一控制端子、P个温度信号输入端子和与所述N节电池一一对应的N个第一输入端子，其中，所述P个温度信号输入端子与所述P个热敏电阻一一对应连接，每个所述第一输入端子用于连接相对应的电池的正极，所述第一控制端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述第一控制芯片用于经由所述P个温度信号输入端子获取所述P个热敏电阻检测的电池组的温度，并经由所述N个第一输入端子采集各节电池的电池状态信息，在所述温度满足预设的温度保护条件时，和/或在所述电池状态信息满足所述电池保护触发条件时，经由所述第一控制端子控制所述第一开关组件导通。
[0010]可选地，所述装置还包括:第二开关组件，串联在所述正输出端子与所述第一开关组件的所述第一端子之间；第三开关组件，串联在所述正输出端子与所述第一开关组件的所述第一端子之间，并与所述第二开关组件串联;所述第一控制模块，与所述第二开关组件连接，并与所述第三开关组件连接，所述第一控制模块还用于连接所述电池组中的至少一节电池，检测所连接的电池的电池状态信息，并判断所述电池状态信息是否满足预设的过充保护触发条件和过放保护触发条件，在确定所述电池状态信息满足所述过充保护触发条件时，控制所述第二开关组件断开，以使所述电池组断路，以及在确定所述电池状态信息满足所述过放保护触发条件时，控制所述第三开关组件断开，以使所述电池组断路。
[0011]可选地，所述第一控制模块包括第一控制芯片，所述第一控制芯片包括与所述N节电池对应的N个第一输入端子、P个温度信号输入端子、第一控制端子、第二控制端子和第三控制端子，其中，每个所述第一输入端子用于连接相对应的电池的正极，所述P个温度信号输入端子与所述P个热敏电阻一一对应连接，所述第一控制端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述第二控制端子与所述第二开关组件连接，所述第三控制端子与所述第三开关组件连接，所述第一控制芯片用于经由所述P个温度信号输入端子获取所述P个热敏电阻检测的电池组的温度，并经由所述N个第一输入端子采集各节电池的电池状态信息，在所述温度满足预设的温度保护条件时，经由所述第一控制端子控制所述第一开关组件导通;在所述电池状态信息满足所述过充保护触发条件时，经由所述第二控制端子控制所述第二开关组件断开；以及在所述电池状态信息满足所述过放保护触发条件时，经由所述第三控制端子控制所述第三开关组件断开。
[0012]可选地，所述第一开关组件包括MOS管，其中，所述MOS管的栅极与所述受控端子连接，所述MOS管的源极与所述第二端子连接，所述MOS管的漏极与所述第一端子连接。
[0013]可选地，所述电池组中的每节电池为锂离子电池。
[0014]可选地，所述装置还包括:第二控制模块，与所述第一开关组件的所述受控端子连接，用于连接所述电池组中的至少一节电池，检测所连接的电池的电池状态信息，并判断所述电池状态信息是否满足预设的电池保护触发条件，在确定所述电池状态信息满足所述电池保护触发条件时，控制所述第一开关组件导通，以使所述电池组短接。
[0015]可选地，所述第二控制模块包括第二控制芯片，所述第二控制芯片包括第四控制端子和与所述N节电池一一对应的N个第二输入端子，其中，每个所述第二输入端子用于连接相对应的电池的正极，所述第四控制端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述第二控制芯片用于经由所述N个第二输入端子采集各节电池的电池状态信息，并判断所述电池状态信息是否满足预设的电池保护触发条件，在确定所述电池状态信息满足所述电池保护触发条件时，经由所述第四控制端子控制所述第一开关组件导通。
[0016]可选地，所述电池状态信息包括电池的电压；以及，所述第二控制模块包括电压采集电路和电压比较电路，其中:所述电压采集电路包括第一输出端子和与所述N节电池一一对应的N个第三输入端子，其中，每个所述第三输入端子用于连接相对应的电池的正极，所述电压采集电路用于经由所述N个第三输入端子采集各节电池的电压，并通过所述第一输出端子输出电压信号;所述电压比较电路包括第四输入端子和第二输出端子，其中，所述第四输入端子与所述第一输出端子连接，所述第二输出端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述电压比较电路用于将经由所述第四输入端子接收到的电压信号与预设的电压范围进行比较，并在所述电压信号超出所述电压范围时，经由所述第二输出端子控制所述第一开关组件导通。
[0017]本实用新型还提供一种电源组件，包括:电池组，包括串联在一起的N节电池，其中，I;以及电池保护装置，该电池保护装置为根据本实用新型提供的所述电池保护装置。
[0018]在上述技术方案中，通过热敏电阻来检测电池组的温度，当电池组的温度满足预设的温度保护条件时，第一控制模块会控制第一开关组件导通，第一开关组件的导通使得电池组被短接。由于电池组被短接，导致电路中的瞬时电流突增，从而使得保险丝熔断，进而使得电池组断路，从而实现对电池组的温度保护。由于仅需要将热敏电阻附着在电池组的周围，无需将其与电池组连接，因此，其安装十分方便，并且不涉及对电池组进行改装。另夕卜，热敏电阻的成本较低，因而可以降低电池保护装置的总体成本。本实用新型提供的电池保护装置具有简单可靠、易于实施的特点，适用于要求结构简化、性能可靠的数码产品中。
[0019]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0020]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:[0021 ]图1示出了现有的用于笔记本电脑的电池保护装置的部分电路图。
[0022]图2A至图2D示出了根据本实用新型的多种实施方式的电池保护装置的电路图。
[0023]图3示出了根据本实用新型的另一实施方式的电池保护装置的电路图。
[0024]图4示出了根据本实用新型的另一实施方式的电池保护装置的电路图。
[0025]图5示出了根据本实用新型的另一实施方式的电池保护装置的电路图。
[0026]图6示出了根据本实用新型的另一实施方式的电池保护装置的电路图。
[0027]图7示出了根据本实用新型的另一实施方式的电池保护装置的电路图。
[0028]图8示出了根据本实用新型的另一实施方式的电池保护装置的电路图。
[0029]图9示出了根据本实用新型的另一实施方式的电池保护装置的电路图。
[0030]图10示出了根据本实用新型的另一实施方式的电池保护装置的电路图。
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0032]图1示出了现有的用于笔记本电脑的电池保护装置的部分电路图。如图1所示，现有的电池保护装置中可以包括温度开关TC0，温度开关TCO的数量与电池组中的电池数量相同。如图1所示，温度开关TCO与电池组中的各节电池(S卩，电池B1、电池B2和电池B3)交替式串联。所谓交替式串联是指在电流方向上，按照一个温度开关TC0、再一节电池的顺序依次将全部温度开关TCO和全部电池串联起来。由于需要将温度开关TCO与电池电极连接，当在电池之间串联温度开关TCO时，还需要对电池组进行改装，这就导致温度开关TCO的安装十分不便。另外，温度开关TCO的成本较高，从而增加电池保护装置的总成本。
[0033]为了解决这一问题，本实用新型提供一种电池保护装置，其中，该电池保护装置可以应用于各种数码产品中，例如，笔记本电脑、平板电脑、智能手机等等。图2A示出了根据本实用新型的一种实施方式的电池保护装置20的电路图，该电池保护装置20用于对电池组进行保护，其中，该电池组可以包括串联在一起的N节电池，其中，N^l。为了方便阐述，在图2A中示例性地示出了电池组包括串联在一起的三节电池，分别为电池B1、电池B2和电池B3 ο不过应当理解的是，电池组也可以包括更少数量的或者更多数量的电池。示例地，电池组中包括的电池可以为锂电池。
[0034]当N节电池串联形成电池组时，位于电池组两端的电池中的一者会暴露自身的电池正极，另一者会暴露自身的电池负极。在本实用新型中，该暴露的电池正极可以作为整个电池组的正极，该暴露的电池负极可以作为整个电池组的负极。例如，如图2A所示，电池BI的正极被暴露，因此，电池BI的正极作为电池组的正极。同样，电池B3的负极被暴露，因此，电池B3的负极作为电池组的负极。
[0035]电池保护装置20可以包括正输出端子201和负输出端子202，用于接入外部设备，此外，正输出端子201还用于连接电池组的正极，负输出端子202还用于连接电池组的负极。
[0036]在本实用新型中，外部设备可以例如是用于为电池组进行充电的充电设备，或者可以例如是由电池组向其供电以使其得电工作的任意电子设备，例如，笔记本电脑中的负载电路。当正输出端子201和负输出端子202所接入的外部设备为充电设备时，电池组会处于充电模式；当正输出端子201和负输出端子202所接入的外部设备为电池组向其供电的电子设备时，电池组会处于放电模式。
[0037]电池保护装置20可以包括M个保险丝，用于与N节电池串联，其中，M2I。为了方便阐述，在图2A中示例性地示出了电池保护装置20包括一个保险丝Fl，其中，该保险丝Fl可以例如为电流保险丝。此外，如图2A所示，该电池保护装置20还可以包括第一开关组件203，其可以包括受控端子203a、第一端子203b和第二端子203c，其中，第一端子203b与电池组的正极之间可以经由M个保险丝中的至少一个保险丝连接，以图2A为例，第一端子203b与电池组的正极之间经由电流保险丝Fl连接。此外，第二端子203c与电池组的负极连接。
[0038]此外，如图2A所示，电池保护装置20还可以包括P个热敏电阻，附着在电池组的周围，用于检测电池组的温度，其中，I。为了方便阐述，在图2A中示例性地示出了电池保护装置20包括两个热敏电阻，分别为热敏电阻THl和热敏电阻TH2。不过应当理解的是，可以综合考虑实际对温度检测精度的需求以及成本要求，设置更少数量或更多数量的热敏电阻。
[0039]此外，如图2A所示，电池保护装置20还可以包括第一控制模块204，与P个热敏电阻连接，并与第一开关组件203的受控端子203a连接，用于获取热敏电阻检测的电池组的温度，并在温度满足预设的温度保护条件时，控制第一开关组件203导通。由于在电池组正常工作的情况下，保险丝的电阻值很小，其产生的分压可以忽略不计。因此，当第一开关组件203导通时，电池组的正极电压与电池组的负极电压基本上相等，从而造成电池组被短接。由于电池组被短接，导致电路中的瞬时电流突增，从而使得电流保险丝Fl熔断，进而使得电池组断路，从而实现对电池组的温度保护。
[0040]在本实用新型中，温度保护条件可以包括预定数量的热敏电阻所检测到的温度超出预设的温度范围。其中，该预定数量可以为I，或者为热敏电阻的总数P，或者为I到P之间的任一数值。
[0041]在上述技术方案中，通过热敏电阻来检测电池组的温度，当电池组的温度满足预设的温度保护条件时，第一控制模块会控制第一开关组件导通，第一开关组件的导通使得电池组被短接。由于电池组被短接，导致电路中的瞬时电流突增，从而使得保险丝熔断，进而使得电池组断路，从而实现对电池组的温度保护。由于仅需要将热敏电阻附着在电池组的周围，无需将其与电池组连接，因此，其安装十分方便，并且不涉及对电池组进行改装。另夕卜，热敏电阻的成本较低，因而可以降低电池保护装置的总体成本。本实用新型提供的电池保护装置具有简单可靠、易于实施的特点，适用于要求结构简化、性能可靠的数码产品中。
[0042]在本实用新型的一个实施方式中，电池保护装置20中所采用的保险丝可以全部为电流保险丝，即，M个保险丝可以包括M个电流保险丝。例如，图2A示出了电流保护装置20中包括一个电流保险丝Fl的示例，图2B示出了电流保护装置20中包括两个电流保险丝Fl和F2的示例。这样，当电路中的电流过大时可导致电流保险丝熔断，从而使电池组断路，实现对电池组的保护。并且，电流保险丝的产品成本低，因此，可以最大程度地降低电池保护装置20的成本。
[0043]或者，在另一个实施方式中，电池保护装置20中所采用的保险丝可以全部为温度保险丝，即，M个保险丝可以包括M个温度保险丝。例如，图2C示出了电流保护装置20中包括一个温度保险丝F3的示例。在这种情况下，可以通过热敏电阻和温度保险丝来实现对电池组的双重过温保护。
[0044]再或者，在又一个实施方式中，电池保护装置20中所采用的保险丝可以包括电流保险丝和温度保险丝这两者，即，所述M个保险丝包括Ml个电流保险丝和M2个温度保险丝，其中，M1+M2=M。例如，图2D示出了电流保护装置20中包括一个电流保险丝Fl和一个温度保险丝F3的示例。
[0045]在本实用新型的一个实施方式中，电池保护装置可以为保护电路板(例如，PCBA(Printed Circuit Board Assembly，印刷电路板组件)板)的形式。在这种情况下，至少第一开关组件203和第一控制模块204可以被集成在保护电路板上。至于M个保险丝，其可以全部被集成在保护电路板上，例如，如图2A所示，电流保险丝Fl同第一开关组件203以及第一控制模块204—起被集成在保护电路板205上。再或者，M个保险丝可以全部不被集成在保护电路板上，而与保护电路板相分离，例如，如图2C所示，温度保险丝F3可以在邻近电池的位置处与电池串联，而并未被集成在保护电路板205上。又或者，M个保险丝中的一部分被集成在保护电路板上，其余部分与保护电路板相分离，例如，如图2B所示，电流保险丝Fl同第一开关组件203以及第一控制模块204—起被集成在保护电路板205上，而电流保险丝F2未被集成在保护电路板205上;再例如，如图2D所示，电流保险丝Fl同第一开关组件203以及第一控制模块204—起被集成在保护电路板205上，而温度保险丝F3在邻近电池的位置处与电池串联，并未被集成在保护电路板205上。
[0046]在本实用新型的一个实施方式中，如图3所示，第一控制模块204可以包括第一控制芯片206，该第一控制芯片206可以包括第一控制端子COl和P个温度信号输入端子，其中，所述P个温度信号输入端子与P个热敏电阻一一对应连接。例如，在图3所示的示例中，第一控制芯片206包括两个温度信号输入端子，分别为温度信号输入端子Tl和温度信号输入端子T2，其中，温度信号输入端子Tl与热敏电阻THl连接，温度信号输入端子T2与热敏电阻TH2连接。另外，如图3所示，第一控制端子COl与第一开关组件203的受控端子203a连接，该第一控制芯片206可以用于经由P个温度信号输入端子获取P个热敏电阻检测的电池组的温度，并在该温度满足温度保护条件时，经由第一控制端子COl控制第一开关组件导通。
[0047]本实用新型提供的电池保护装置除了可以对电池组进行温度保护之外，还可以实现对电池组的过充、过放等保护。在相关技术中，电池保护装置通常采用三端保险丝来实现对锂离子电池的过充保护。然而，三端保险丝的结构较为复杂，产品价格高，这就导致电池保护装置的电路较为复杂，且成本较高。为此，本实用新型提供一种结构简单、成本较低的电池保护装置，来对电池组进行过充、过放保护，如下所述。
[0048]图4示出了根据本实用新型的另一种实施方式的电池保护装置20的电路图。如图4所示，所述第一控制模块204还可以用于连接电池组中的至少一节电池，检测所连接的电池的电池状态信息，并判断该电池状态信息是否满足预设的电池保护触发条件，在确定该电池状态信息满足电池保护触发条件时，控制第一开关组件203导通。当第一开关组件203导通时，电池组的正极电压与电池组的负极电压基本上相等，从而造成电池组被短接。由于电池组被短接，导致电路中的瞬时电流突增，从而使得电流保险丝Fl熔断，进而使得电池组断路，从而实现对电池组的保护。
[0049]在本实用新型中，电池状态信息可以包括但不限于以下参数中的至少一者:电池的电压、电池的电流、电池的容量。相应地，电池保护触发条件可以包括但不限于以下条件中的至少一者:所连接的电池中的预定数量的电池的电压超出预设的第一电压范围(由预设的第一电压阈值和第二电压阈值所限定，其中，第一电压阈值大于第二电压阈值)；所连接的电池中的预定数量的电池的容量超出预设的第一容量范围(由预设的第一容量阈值和第二容量阈值所限定，其中，第一容量阈值大于第二容量阈值)；电池之间不均衡。其中，该预定数量可以为I，或者为所连接的电池的总数L，或者为I到L之间的任一数值。
[0050]示例地，在电池处于充电模式下，当第一控制模块204采集到的电池的电压高于第一电压范围的上限(即，第一电压阈值)时(或者电池的容量高于第一容量范围的上限(即，第一容量阈值))，则第一控制模块204可以确定此时电池处于过充状态，需要对电池进行过充保护。随后，第一控制模块204通过控制第一开关组件203导通来短接电池组，以使电流保险丝Fl熔断，进而使得电池组断路，从而实现对电池组的过充保护。
[0051 ]再例如，在电池处于放电模式下，当第一控制模块204采集到的电池的电压低于第一电压范围的下限(即，第二电压阈值)时(或者电池的容量低于第一容量范围的下限(即，第二容量阈值))，则第一控制模块204可以确定此时电池处于过放状态，需要对电池进行过放保护。随后，第一控制模块204通过控制第一开关组件203导通来短接电池组，以使电流保险丝Fl熔断，进而使得电池组断路，从而实现对电池组的过放保护。
[0052]又例如，当第一控制模块204采集到的各节电池的电压之间差异较大(例如，大于预设的压差阈值)时，第一控制模块204可以确定此时电池组中的各节电池之间不均衡，需要对电池进行均衡保护。随后，第一控制模块204通过控制第一开关组件203导通来短接电池组，以使电流保险丝Fl熔断，进而使得电池组断路，从而实现对电池组的均衡保护。
[0053]而在电池正常工作时(S卩，所检测到的电池状态信息不满足电池保护触发条件时，且电池组的温度不满足温度保护条件时)，第一控制模块204可以控制第一开关组件203保持断开状态，这样，第一开关组件203不会影响电池组的工作。
[0054]综上所述，通过第一控制模块采集电池的电池状态信息，并在电池状态信息满足预设的电池保护触发条件时，控制第一开关组件导通，第一开关组件的导通使得电池组被短接。由于电池组被短接，导致电路中的瞬时电流突增，从而使得保险丝熔断，进而使得电池组断路，从而实现对电池组的保护。在本实用新型提供的电池保护装置中，采用功能单一的保险丝即可实现对电池组的快速、有效地保护，而无需设置结构复杂的三端保险丝，因此，在实现对电池组进行全方位的保护的同时，简化了电路设计，降低了成本，简单可靠，易于实施，适用于要求结构简化、性能可靠的数码产品中。
[0055]具体地，如图5所示，第一控制模块204可以包括第一控制芯片206，其中，该第一控制芯片206可以包括第一控制端子COl、P个温度信号输入端子和与所述N节电池对应的N个第一输入端子，例如，在图5所不的不例中，第一控制芯片206可以包括与三节电池对应的三个第一输入端子，分别为第一输入端子Ill、第一输入端子112和第一输入端子113，其中，每个第一输入端子用于连接相对应的电池的正极。例如，第一输入端子Ill与电池BI相对应，连接该电池BI的正极。第一输入端子112与电池B2相对应，连接该电池B2的正极。第一输入端子113与电池B3相对应，连接该电池B3的正极。此外，在图5所示的示例中，第一控制芯片206包括两个温度信号输入端子，分别为温度信号输入端子TI和温度信号输入端子T2，其中，温度信号输入端子Tl与热敏电阻THl连接，温度信号输入端子T2与热敏电阻TH2连接。此外，第一控制端子⑶I与第一开关组件203的受控端子203a连接，第一控制芯片206可以用于经由P个温度信号输入端子获取P个热敏电阻检测的电池组的温度，并经由N个第一输入端子采集各节电池的电池状态信息，在所述温度满足预设的温度保护条件时，和/或在电池状态信息满足电池保护触发条件时，经由第一控制端子COl控制第一开关组件203导通。
[0056]可选地，如图5所示，第一控制芯片206的每个第一输入端子可以经由一个电阻与各自对应的电池的正极连接，例如，图5中示出的电阻R 1、R2和R3，并且示例地，Rl = R2 = R3=100 Ω。此外，第一输入端子111与第一输入端子112之间可以通过电容Cl连接，第一输入端子112与第一输入端子113之间可以通过电容C2连接，第一输入端子113可以经由电容C3与电池组的负极(或地)连接，并且示例地，Cl = C2 = C3 = 0.1yF。此外，如图5所示，第一控制芯片206还可以包括第一电源端子VDDI，该第一电源端子VDDl可以与第一输入端子111连接，以从电池组得电工作。此外，如图5所示，第一控制芯片206还可以包括第一接地端子VSSl，该第一接地端子VSSl接电池组的负极(或地)。
[0057]采用专用的控制芯片作为第一控制模块，不仅操作方便，而且易于生产，减少技术人员的工作量。
[0058]图6示出了根据本实用新型的另一种实施方式的电池保护装置20的电路图。如图6所示，该装置还可以包括:第二开关组件207和第三开关组件208，其中，第二开关组件207串联在正输出端子201与第一开关组件203的第一端子203b之间，第三开关组件208串联在正输出端子201与第一开关组件203的第一端子203b之间，并与第二开关组件209串联。在这种情况下，第一控制模块204还可以与第二开关组件207连接，并与第三开关组件208连接，该第一控制模块204还用于连接电池组中的至少一节电池，检测所连接的电池的电池状态信息，并判断电池状态信息是否满足预设的过充保护触发条件和过放保护触发条件，在确定该电池状态信息满足过充保护触发条件时，控制第二开关组件207断开，以使电池组断路，以及在确定电池状态信息满足过放保护触发条件时，控制第三开关组件208断开，以使电池组断路。
[0059]在本实用新型中，过充保护触发条件可以包括以下条件中的至少一者:所连接的电池中的预定数量的电池的电压高于预设的第三电压阈值，所连接的电池中的预定数量的电池的容量高于预设的第三容量阈值。可选地，第三电压阈值可以小于第一电压阈值并大于第二电压阈值，第三容量阈值可以小于第一容量阈值并大于第二容量阈值。另外，过放保护触发条件可以包括以下条件中的至少一者:所连接的电池中的预定数量的电池的电压低于预设的第四电压阈值，所连接的电池中的预定数量的电池的容量低于预设的第四容量阈值。可选地，第四电压阈值可以大于第二电压阈值，并小于第三电压阈值，第四容量阈值可以大于第二容量阈值，并小于第三容量阈值。
[0060]如图6所示，当在充电模式下，第三开关组件208处于导通状态，如果电池状态信息处于正常水平(即，未满足过充保护触发条件)，则第一控制模块204可以控制第二开关组件207保持导通，由此，确保充电的持续进行。一旦需要进行过充保护，则第一控制模块204可以控制第二开关组件207断开，以使电池组断路，从而实现过充保护。当在放电模式下，第二开关组件207处于导通状态，如果电池状态信息处于正常水平(S卩，未满足过放保护触发条件)，则第一控制模块204可以控制第三开关组件208保持导通，由此，确保放电的持续进行。一旦需要进行过放保护，则第一控制模块204可以控制第三开关组件208断开，以使电池组断路，从而实现过放保护。
[0061 ]具体地，如图7所示，第一控制模块204可以包括第一控制芯片206，该第一控制芯片206可以包括与N节电池对应的N个第一输入端子、P个温度信号输入端子、第一控制端子C01、第二控制端子C02和第三控制端子C03。例如，在图7所示的示例中，第一控制芯片206可以包括与三节电池对应的三个第一输入端子，分别为第一输入端子111、第一输入端子112和第一输入端子113，其中，每个第一输入端子用于连接相对应的电池的正极。例如，第一输入端子111与电池BI相对应，连接该电池BI的正极。第一输入端子112与电池B2相对应，连接该电池B2的正极。第一输入端子113与电池B3相对应，连接该电池B3的正极。此夕卜，在图7所示的示例中，第一控制芯片206包括两个温度信号输入端子，分别为温度信号输入端子Tl和温度信号输入端子T2，其中，温度信号输入端子Tl与热敏电阻THl连接，温度信号输入端子T2与热敏电阻TH2连接。此外，第一控制端子COl与第一开关组件203的受控端子203a连接，第二控制端子⑶2与第二开关组件207连接，第三控制端子⑶3与第三开关组件208连接。第一控制芯片204可以用于经由P个温度信号输入端子获取P个热敏电阻检测的电池组的温度，并经由N个第一输入端子采集各节电池的电池状态信息，在所述温度满足预设的温度保护条件时，经由第一控制端子COl控制第一开关组件导通;在电池状态信息满足过充保护触发条件时，经由第二控制端子C02控制第二开关组件207断开；以及在电池状态信息满足过放保护触发条件时，经由第三控制端子C03控制第三开关组件208断开。
[0062]此外，在图7所示的实施方式中，第一控制模块204还可以在电池状态信息满足电池保护触发条件时，控制第一开关组件203导通，以对电池组进行保护。这样，通过第一控制模块204、第二开关组件207和第三开关组件208，可以实现对电池组的一次过充保护和一次过放保护。当电路出现异常导致一次保护无法起作用(例如，电池的电压仍持续升高、或者电池的电压仍持续下降)时，通过第一控制模块204和第一开关组件203，仍可以实现对电池的二次保护(包括二次过充保护、二次过放保护等)ο由此，可以实现对电池组的双重保护。
[0063]在本实用新型中，第一开关组件203可以形成为任一形式的开关器件。示例地，如图2A至图7所示，第一开关组件203可以包括MOS管，其中，该MOS管的栅极与受控端子203a连接，MOS管的源极与第二端子203c连接，MOS管的漏极与第一端子203b连接。这样，当电池状态信息满足预设的电池保护触发条件时，和/或当电池组的温度满足预设的温度保护条件时，第一控制模块204可以输出高电平信号，以使MOS管处于导通的状态，从而短接电池组，以对电池组进行保护。而当电池为正常工作状态时，第一控制模块204可以输出低电平信号，以使MOS管处于断开的状态，此时，不影响电池组的工作。
[0064]此外，可选地，如图2A至图7所示，第一开关组件203还可以包括二极管，该二极管的正极连接MOS管的源极，该二极管的负极连接MOS管的漏极。
[0065]图8示出了根据本实用新型的另一种实施方式的电池保护装置20的电路图。如图8所示，该装置还可以包括:第二控制模块209，与第一开关组件203的受控端子203a连接，用于连接电池组中的至少一节电池，检测所连接的电池的电池状态信息，并判断电池状态信息是否满足预设的电池保护触发条件，在确定该电池状态信息满足电池保护触发条件时，控制第一开关组件203导通，以使电池组短接，从而对电池组进行保护。对于第一开关组件203而言，只要第一控制模块204和第二控制模块209中的一个控制模块控制第一开关组件203导通，该第一开关组件203即被导通，电池组即被短接，从而实现电池的双重保护。
[0066]在一个示例实施方式中，如图9所示，第二控制模块209可以包括第二控制芯片210，该第二控制芯片210可以包括第四控制端子⑶4和与N节电池——对应的N个第二输入端子，例如，在图9所示的示例中，电池组包括三节电池，分别是电池B1、B2和B3，这样，第二控制芯片210可以包括三个第二输入端子，分别是第二输入端子121、122和123，其中，每个第二输入端子用于连接相对应的电池的正极，例如，第二输入端子121与电池BI相对应，连接该电池BI的正极，第二输入端子122与电池B2相对应，连接该电池B2的正极，第二输入端子123与电池B3相对应，连接该电池B3的正极。另外，第四控制端子C02可以与第一开关组件203的受控端子203a连接，该第二控制芯片210可以用于经由N个第二输入端子采集各节电池的电池状态信息，并判断电池状态信息是否满足预设的电池保护触发条件，在确定电池状态信息满足电池保护触发条件时，经由第四控制端子C04控制第一开关组件203导通。
[0067]可选地，如图9所示，第二控制芯片210的每个第二输入端子可以经由一个电阻与各自对应的电池的正极连接，例如，图9中示出的电阻R4、R5和R6，并且示例地，R4 = R5 = R6= 1ΚΩ。此外，第二输入端子121与第二输入端子122之间可以通过电容C4连接，第二输入端子122与第二输入端子123之间可以通过电容C5连接，第二输入端子123可以经由电容C6与电池组的负极(或地)连接，并且示例地，C4 = C5 = C6 = 0.1yF。此外，如图9所示，第二控制芯片210还可以包括第二电源端子VDD2，该第二电源端子VDD2可以与电池组的正极连接，以从电池组得电并正常工作。可选地，第二电源端子VDD2与电池组的正极之间可以通过电阻R7连接，并且示例地，R7 = 100Q。此外，第二电源端子VDD2与第二输入端子121之间可以通过电容C7连接，并且示例地，C7 = 0.1yF。此外，如图9所示，第二控制芯片210还可以包括第二接地端子VSS2，该第二接地端子VSS2接电池组的负极(或地)。
[0068]采用专用的控制芯片作为第二控制模块，不仅操作方便，而且易于生产，减少技术人员的工作量。
[0069]在实际使用时，根据不同的电池需求，所对应的电池保护触发条件可能不同。例如，针对过充保护而言，对于不同的电池，其所对应的电压阈值可能不同，如果采用专用的控制芯片，可能无法实现针对不同的电池的过充保护需求进行定制。一旦无法找到适用的控制芯片，则可能无法满足电池的过充保护需求。因此，在本实用新型的另一个实施方式中，如图1O所示，第二控制模块209可以包括电压采集电路211和电压比较电路212，其中，电压米集电路211可以包括第一输出端子01和与N节电池对应的N个第三输入端子，例如，在图10所示的示例中，第二控制模块209包括三个第三输入端子，分别为第三输入端子131、13 2和133。其中，每个第三输入端子用于连接相对应的电池的正极，例如，如图10所示，第三输入端子131与电池BI相对应，连接电池BI的正极，第三输入端子132与电池B2相对应，连接电池B2的正极，第三输入端子133与电池B3相对应，连接电池B3的正极。电压采集电路211可以用于经由N个第三输入端子采集各节电池的电压，并通过第一输出端子01输出电压信号；电压比较电路212包括第四输入端子141和第二输出端子02，其中，第四输入端子141与第一输出端子01连接，第二输出端子02与第一开关组件203的受控端子203a连接，电压比较电路212用于将经由第四输入端子141接收到的电压信号与预设的电压范围进行比较，并在电压信号超出电压范围时，经由第二输出端子02控制第一开关组件203导通。其中，电压比较电路212可以在电压采集电路211所连接的电池中的预定数量的电池的电压超出电压范围时，经由第二输出端子02控制第一开关组件203导通，该预定数量可以为I，或者为电压采集电路211所连接的电池的总数L，或者为I到L之间的任一数值。
[0070]在对电池组进行保护时，主要是针对过充和过放这两种情况，而针对过充和过放这两种情况，可以采用电池的电压这一电池状态信息来判断。当电压采集电路211所连接的电池中的预定数量的电池的电压高于预设的电压范围的上限值时，此时电池处于过充状态，电压比较电路212可以控制第一开关组件203导通，从而对电池组进行过充保护。当电压采集电路211所连接的电池中的预定数量的电池的电压低于预设的电压范围的下限值时，此时电池处于过放状态，电压比较电路212可以控制第一开关组件203导通，从而对电池组进行过放保护。当电池的电压处于正常水平时(即，处于该预设的电压范围内时)，电压比较电路212可以控制第一开关组件203保持断开。
[0071]通过上述方式，技术人员可以根据电池实际的保护需求，设计相应的电压采集电路和电压比较电路，从而满足不同电池的保护需求，实现电池保护的定制化及更灵活的电路设计。
[0072]本实用新型还提供一种电源组件，该电源组件可以包括:电池组，包括串联在一起的N节电池，其中，I;以及电池保护装置，该电池保护装置为根据本实用新型提供的电池保护装置。
[0073]综上所述，通过热敏电阻来检测电池组的温度，当电池组的温度满足预设的温度保护条件时，第一控制模块会控制第一开关组件导通，第一开关组件的导通使得电池组被短接。由于电池组被短接，导致电路中的瞬时电流突增，从而使得保险丝熔断，进而使得电池组断路，从而实现对电池组的温度保护。由于仅需要将热敏电阻附着在电池组的周围，无需将其与电池组连接，因此，其安装十分方便，并且不涉及对电池组进行改装。另外，热敏电阻的成本较低，因而可以降低电池保护装置的总体成本。本实用新型提供的电池保护装置具有简单可靠、易于实施的特点，适用于要求结构简化、性能可靠的数码产品中。
[0074]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0075]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0076]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种电池保护装置，用于对电池组进行保护，所述电池组包括串联在一起的N节电池，其中，I，其特征在于，所述装置包括: 正输出端子和负输出端子，用于接入外部设备，所述正输出端子还用于连接所述电池组的正极，所述负输出端子还用于连接所述电池组的负极； M个保险丝，用于与所述N节电池串联，其中，M2 I; P个热敏电阻，附着在所述电池组的周围，用于检测所述电池组的温度，其中，P 2 I; 第一开关组件，包括受控端子、第一端子和第二端子，其中，所述第一端子与所述电池组的正极之间经由所述M个保险丝中的至少一个保险丝连接，所述第二端子与所述电池组的负极连接； 第一控制模块，与所述热敏电阻连接，并与所述第一开关组件的所述受控端子连接，用于获取所述热敏电阻检测的电池组的温度，并在所述温度满足预设的温度保护条件时，控制所述第一开关组件导通，以使所述电池组短接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述M个保险丝包括M个电流保险丝或者M个温度保险丝;或者 所述M个保险丝包括Ml个电流保险丝和M2个温度保险丝，其中，M1+M2=M。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块包括第一控制芯片，所述第一控制芯片包括第一控制端子和P个温度信号输入端子，其中，所述P个温度信号输入端子与所述P个热敏电阻一一对应连接，所述第一控制端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述第一控制芯片用于经由所述P个温度信号输入端子获取所述P个热敏电阻检测的电池组的温度，并在所述温度满足预设的温度保护条件时，经由所述第一控制端子控制所述第一开关组件导通。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块还用于连接所述电池组中的至少一节电池，检测所连接的电池的电池状态信息，并判断所述电池状态信息是否满足预设的电池保护触发条件，在确定所述电池状态信息满足所述电池保护触发条件时，控制所述第一开关组件导通，以使所述电池组短接。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块包括第一控制芯片，所述第一控制芯片包括第一控制端子、P个温度信号输入端子和与所述N节电池 对应的N个第一输入端子，其中，所述P个温度信号输入端子与所述P个热敏电阻 对应连接，每个所述第一输入端子用于连接相对应的电池的正极，所述第一控制端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述第一控制芯片用于经由所述P个温度信号输入端子获取所述P个热敏电阻检测的电池组的温度，并经由所述N个第一输入端子采集各节电池的电池状态信息，在所述温度满足预设的温度保护条件时，和/或在所述电池状态信息满足所述电池保护触发条件时，经由所述第一控制端子控制所述第一开关组件导通。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 第二开关组件，串联在所述正输出端子与所述第一开关组件的所述第一端子之间； 第三开关组件，串联在所述正输出端子与所述第一开关组件的所述第一端子之间，并与所述第二开关组件串联； 所述第一控制模块，与所述第二开关组件连接，并与所述第三开关组件连接，所述第一控制模块还用于连接所述电池组中的至少一节电池，检测所连接的电池的电池状态信息，并判断所述电池状态信息是否满足预设的过充保护触发条件和过放保护触发条件，在确定所述电池状态信息满足所述过充保护触发条件时，控制所述第二开关组件断开，以使所述电池组断路，以及在确定所述电池状态信息满足所述过放保护触发条件时，控制所述第三开关组件断开，以使所述电池组断路。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一控制模块包括第一控制芯片，所述第一控制芯片包括与所述N节电池 对应的N个第一输入端子、P个温度信号输入端子、第一控制端子、第二控制端子和第三控制端子，其中，每个所述第一输入端子用于连接相对应的电池的正极，所述P个温度信号输入端子与所述P个热敏电阻 对应连接，所述第一控制端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述第二控制端子与所述第二开关组件连接，所述第三控制端子与所述第三开关组件连接，所述第一控制芯片用于经由所述P个温度信号输入端子获取所述P个热敏电阻检测的电池组的温度，并经由所述N个第一输入端子采集各节电池的电池状态信息，在所述温度满足预设的温度保护条件时，经由所述第一控制端子控制所述第一开关组件导通;在所述电池状态信息满足所述过充保护触发条件时，经由所述第二控制端子控制所述第二开关组件断开；以及在所述电池状态信息满足所述过放保护触发条件时，经由所述第三控制端子控制所述第三开关组件断开。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一开关组件包括MOS管，其中，所述MOS管的栅极与所述受控端子连接，所述MOS管的源极与所述第二端子连接，所述MOS管的漏极与所述第一端子连接。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电池组中的每节电池为锂离子电池。10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 第二控制模块，与所述第一开关组件的所述受控端子连接，用于连接所述电池组中的至少一节电池，检测所连接的电池的电池状态信息，并判断所述电池状态信息是否满足预设的电池保护触发条件，在确定所述电池状态信息满足所述电池保护触发条件时，控制所述第一开关组件导通，以使所述电池组短接。11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二控制模块包括第二控制芯片，所述第二控制芯片包括第四控制端子和与所述N节电池一一对应的N个第二输入端子，其中，每个所述第二输入端子用于连接相对应的电池的正极，所述第四控制端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述第二控制芯片用于经由所述N个第二输入端子采集各节电池的电池状态信息，并判断所述电池状态信息是否满足预设的电池保护触发条件，在确定所述电池状态信息满足所述电池保护触发条件时，经由所述第四控制端子控制所述第一开关组件导通。12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述电池状态信息包括电池的电压；以及，所述第二控制模块包括电压采集电路和电压比较电路，其中: 所述电压米集电路包括第一输出端子和与所述N节电池 对应的N个第三输入端子，其中，每个所述第三输入端子用于连接相对应的电池的正极，所述电压采集电路用于经由所述N个第三输入端子采集各节电池的电压，并通过所述第一输出端子输出电压信号； 所述电压比较电路包括第四输入端子和第二输出端子，其中，所述第四输入端子与所述第一输出端子连接，所述第二输出端子与所述第一开关组件的所述受控端子连接，所述电压比较电路用于将经由所述第四输入端子接收到的电压信号与预设的电压范围进行比较，并在所述电压信号超出所述电压范围时，经由所述第二输出端子控制所述第一开关组件导通。13.一种电源组件，其特征在于，包括: 电池组，包括串联在一起的N节电池，其中，N 2 I;以及 电池保护装置，该电池保护装置为根据权利要求1-12中任一项所述的电池保护装置。
【文档编号】H02H7/18GK205489483SQ201620153104
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】周燕飞
【申请人】比亚迪股份有限公司