專利名稱：鋰離子電池包及其串聯(lián)、并聯(lián)應(yīng)用電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鋰離子電池包及其串聯(lián)、并聯(lián)應(yīng)用電路
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鋰離子電池包。背景技術(shù)：
通常在鋰離子電池的使用過程中，需要反復(fù)對(duì)其進(jìn)行充放電，然而如果沒 有任何的保護(hù)措施，很容易導(dǎo)致電池過充或過放電。如果鋰離子電池過充電， 將會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高、電池變形、漏液等許多不良現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐?br> 電池爆炸或者著火；如果鋰離子電池過放電，特別是大電流過放電或者反復(fù)過 放電，極片上的正負(fù)極活性物質(zhì)的可逆性受到破壞，從而導(dǎo)致鋰離子電池的可 供電時(shí)間時(shí)間越來越短。因此，設(shè)置電池充放電保護(hù)裝置對(duì)于保障電池的充放 電安全來說是至關(guān)重要的。
目前， 一種電池包的結(jié)構(gòu)是，包括多節(jié)電池、多個(gè)電池保護(hù)芯片、放電信 號(hào)合成裝置和/或充電信號(hào)合成裝置、放電控制單元和/或充電控制單元，所述 放電控制單元、充電控制單元以及多節(jié)電池之間相互串聯(lián)，每一節(jié)電池與一個(gè) 電池保護(hù)芯片并聯(lián)，每個(gè)電池保護(hù)芯片都分別與放電信號(hào)合成裝置和/或充電信 號(hào)合成裝置電連接，放電信號(hào)合成裝置或充電信號(hào)合成裝置分別與放電控制單 元或充電控制單元電連^^妄；所述電池包還包括電池管理芯片，該電池管理芯片 與電池電連接，并且分別與放電控制單元和充電控制單元電連接。所述電池包 可以顯示并實(shí)時(shí)監(jiān)控電池的電壓、溫度等參數(shù)，還可以改變芯片內(nèi)設(shè)定的過充、 過放電電壓值，可以對(duì)電池包的充放電保護(hù)進(jìn)行有效地控制。
但是，由于鋰離子電池組越來越多的應(yīng)用都需要串并聯(lián)進(jìn)行應(yīng)用，鋰離子 電池的串并聯(lián)應(yīng)用涉及復(fù)雜的保護(hù)電路，并且隨著電池節(jié)數(shù)的增加，保護(hù)電路 的設(shè)計(jì)難度將大大增加。而上述電池包是針對(duì)具體的電池組數(shù)目進(jìn)行專門設(shè)計(jì) 的，例如電池組為4串、8串、12串、20串，就需要針對(duì)4串、8串、12串、 20串的4種不同的保護(hù)電路板，因此電路復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大，而且各種保護(hù)電 路不能相互取代，兼容性小。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種鋰離子電池包，可以對(duì)多節(jié)鋰離子電池 進(jìn)行有效的保護(hù)，并且可以方便地進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)的應(yīng)用。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提出以下的技術(shù)方案 一種鋰離子電池包，包括兩個(gè)以上串聯(lián)電池、電池保護(hù)芯片、正極端和負(fù) 極端
所述電池保護(hù)芯片的均衡電壓采集引腳與采樣電阻、采樣電容相連，電池 保護(hù)芯片的均衡控制引腳與均衡電阻、均衡控制開關(guān)相連；當(dāng)采集電壓值大于 門限值時(shí)，均衡控制開關(guān)導(dǎo)通，電池正極、均衡電阻、均衡控制開關(guān)和電池負(fù) 極之間形成回路；所述電池保護(hù)芯片還與充電控制開關(guān)、放電控制開關(guān)相連。
優(yōu)選地，還包4舌
分壓電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC,與所述電池保護(hù)芯片相連，當(dāng)檢測(cè) 溫度值大于設(shè)定值時(shí)，所述電池保護(hù)芯片控制充電控制開關(guān)或放電控制開關(guān)斷 開充放電回路。
優(yōu)選地，還包括
回路電流采樣電阻，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于檢測(cè)回路的電流值。 優(yōu)選地，還包括
延時(shí)電容，與所迷電池保護(hù)芯片相連，用于設(shè)置保護(hù)延時(shí)時(shí)間。 優(yōu)選地，所述電池保護(hù)芯片由芯片M1414或UCC3957來實(shí)現(xiàn)。
一種鋰離子電池包的串聯(lián)應(yīng)用電路，該電路包含兩個(gè)以上鋰離子電池包， 所述鋰離子電池包包括兩個(gè)以上串聯(lián)電池、電池保護(hù)芯片、正極端和負(fù)極端， 所述電池保護(hù)芯片的均衡電壓采集引腳與采樣電阻、采樣電容相連，電池保護(hù) 芯片的均衡控制引腳與均衡電阻、均衡控制開關(guān)相連；當(dāng)采集電壓值大于門限 值時(shí)，均衡控制開關(guān)導(dǎo)通，電池正極、均衡電阻、均衡控制開關(guān)和電池負(fù)極之 間形成回路；所述電池保護(hù)芯片還與充電控制開關(guān)、放電控制開關(guān)相連；
第一個(gè)鋰離子電池包的正極端作為整個(gè)電路的正極端，最后一個(gè)鋰離子電
池包的負(fù)極端作為整個(gè)電路的負(fù)極端，并且在串聯(lián)電路中，前一個(gè)鋰離子電池 包的負(fù)極端與后一個(gè)鋰離子電池包的正極端相連。
一種鋰離子電池包的并聯(lián)應(yīng)用電路，該電路包含兩個(gè)以上鋰離子電池包， 所述鋰離子電池包包括兩個(gè)以上串聯(lián)電池、電池保護(hù)芯片、正極端和負(fù)極端， 所述電池保護(hù)芯片的均衡電壓采集引腳與采樣電阻、采樣電容相連，電池保護(hù)
芯片的均衡控制引腳與均衡電阻、均衡控制開關(guān)相連；當(dāng)采集電壓值大于門限 值時(shí)，均衡控制開關(guān)導(dǎo)通，電池正極、均衡電阻、均衡控制開關(guān)和電池負(fù)極之 間形成回路；所述電池保護(hù)芯片還與充電控制開關(guān)、放電控制開關(guān)相連；
所述鋰離子電池包的正極端相連，作為整個(gè)電路的正極端，所述鋰離子電 池包的負(fù)極端相連，作為整個(gè)電路的負(fù)極端。 優(yōu)選地，所述鋰離子電池包還包括
分壓電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC,與所述電池保護(hù)芯片相連，當(dāng)檢測(cè) 溫度值大于設(shè)定值時(shí)，所述電池保護(hù)芯片控制充電控制開關(guān)或放電控制開關(guān)斷 開充^L電回路。
優(yōu)選地，所述鋰離子電池包還包括
回路電流采樣電阻，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于檢測(cè)回路的電流值。 優(yōu)選地，所述鋰離子電池包還包括
延時(shí)電容，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于設(shè)置保護(hù)延時(shí)時(shí)間。 從以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型的鋰離子電池包具有均衡功能、充 放電開關(guān)管控制功能、溫度保護(hù)功能、電流采集功能和電壓采集功能，且本實(shí) 用新型的鋰離子電池包的電路簡(jiǎn)單、便于推廣。進(jìn)一步，當(dāng)本實(shí)用新型的鋰離 子電池包進(jìn)行串聯(lián)應(yīng)用或并聯(lián)應(yīng)用時(shí)，接法靈活簡(jiǎn)單。
此外，本實(shí)用新型的鋰離子電池包還具有溫度保護(hù)功能，能在溫度過高或 過低時(shí)對(duì)電池組進(jìn)行有效的保護(hù)；本實(shí)用新型的鋰離子電池包還具有電流檢測(cè) 功能，有利于對(duì)回路電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制；本實(shí)用新型的鋰離子電池包還具有保 護(hù)延時(shí)功能，避免對(duì)偶然抖動(dòng)造成誤判，提高電池保護(hù)芯片的可靠性。


圖1為本實(shí)用新型鋰離子電池包的電路圖2為本實(shí)用新型鋰離子電池包串聯(lián)應(yīng)用的電路框圖3為本實(shí)用新型鋰離子電池包并聯(lián)應(yīng)用的電路框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種鋰離子電池包，包括兩個(gè)以上串聯(lián)電池、
所述電池保護(hù)芯片的均衡電壓采集引腳與采樣電阻、采樣電容相連，電池 保護(hù)芯片的均衡控制引腳與均衡電阻、均衡控制開關(guān)相連；當(dāng)采集電壓值大于 門P艮值時(shí)，均衡控制開關(guān)導(dǎo)通，電池正極、均衡電阻、均衡控制開關(guān)和電池負(fù) 極之間形成回路；所述電池保護(hù)芯片還與充電控制開關(guān)、放電控制開關(guān)相連。
本實(shí)施例中，電池保護(hù)芯片通過均衡電壓采集引腳V1、 V2、 V3、 V4從電阻 Rl、 R2、 R3、 R4實(shí)時(shí)檢測(cè)各個(gè)電池的電壓，當(dāng)均衡電壓采集引腳釆集的電壓值 大于電池保護(hù)芯片設(shè)定的門限值時(shí)，均衡控制引腳CB1、 CB2、 CB3、 CB4發(fā)出一 個(gè)電平使得均衡控制開關(guān)Q1、 Q2、 Q3、 Q4導(dǎo)通，電池正極、均衡電阻、均衡控 制開關(guān)和電池負(fù)極之間形成回路；電壓高的電池通過均衡電阻R5、 R6、 R7、 R8 放電，通過發(fā)熱將能量M出去。
進(jìn)行均衡是電壓高的電池向電壓低的電池看齊，在充電過程中把電壓高的 電池的能量以熱的形式分流出去，使其即可能與電壓低的電池保持一致。
在本實(shí)用新型中，電池保護(hù)芯片還通過力文電控制開關(guān)Q5、充電控制開關(guān)Q6， 控制電路的充放電。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的鋰離子電池包還可以包括分壓電阻R9和 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)，與所述電池保護(hù)芯片相連，當(dāng)檢測(cè)溫度值大于 設(shè)定值時(shí)，所迷電池保護(hù)芯片控制放電控制開關(guān)Q5或充電控制開關(guān)Q6斷開充 放電回路，對(duì)電池組進(jìn)行有效的保護(hù)。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的鋰離子電池包還可以包括回路電流采樣
電阻Rsense，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于檢測(cè)回路的電流值，有利于對(duì)回 路電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的鋰離子電池包還可以包括延時(shí)電容C5、 C6、 C7，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于設(shè)置保護(hù)延時(shí)時(shí)間。由于保護(hù)延時(shí)的 存在，只有當(dāng)檢測(cè)值超出門限值一段時(shí)間之后，電池保護(hù)芯片才會(huì)作出各種反 映，避免對(duì)偶然抖動(dòng)造成誤判，提高電池保護(hù)芯片的可靠性。
本實(shí)用新型還提供一種上述鋰離子電池包的串聯(lián)應(yīng)用電路，如圖2所示， 在串聯(lián)應(yīng)用電路中，第一個(gè)鋰離子電池包的正極端作為整個(gè)電路的正極端，最 后一個(gè)鋰離子電池包的負(fù)極端作為整個(gè)電路的負(fù)極端，并且在串聯(lián)電路中，前 一個(gè)鋰離子電池包的負(fù)極端與后一個(gè)鋰離子電池包的正極端相連，比如電池包1 的負(fù)極端與電池包2的正極端相連。
本實(shí)用新型還提供一種上述鋰離子電池包的并聯(lián)應(yīng)用電路，如圖3所示， 在并聯(lián)應(yīng)用電路中，將所有鋰離子電池包的正極端相連，作為整個(gè)電路的正極 端，所有鋰離子電池包的負(fù)極端相連，作為整個(gè)電路的負(fù)極端。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的鋰離子電池包還可以包括分壓電阻R9和 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)，與所述電池保護(hù)芯片相連，當(dāng)檢測(cè)溫度值大于 設(shè)定值時(shí)，所述電池保護(hù)芯片控制放電控制開關(guān)Q5或充電控制開關(guān)Q6斷開充 放電回路，對(duì)電池組進(jìn)4于有效的保護(hù)。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的鋰離子電池包還可以包括回路電流采樣 電阻Rsense，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于檢測(cè)回路的電流值，有利于對(duì)回 路電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的鋰離子電池包還可以包括延時(shí)電容C5、 C6、 C7，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于設(shè)置保護(hù)延時(shí)時(shí)間。由于保護(hù)延時(shí)的 存在，只有當(dāng)檢測(cè)值超出門限值一段時(shí)間之后，電池保護(hù)芯片才會(huì)作出各種反 映，避免對(duì)偶然抖動(dòng)造成誤判，提高電池保護(hù)芯片的可靠性。
由于本實(shí)用新型的鋰離子電池包內(nèi)部設(shè)有均衡電路，單個(gè)電池包就可以保 護(hù)電池包內(nèi)的每一顆電池，不需要再外加其他電路，這樣整個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)電池 包的均衡控制便可以省去，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，接法靈活。在本實(shí)用新型中，由于鋰離子電池包需要進(jìn)行串并聯(lián)應(yīng)用，因此要求電池 保護(hù)芯片具有很高的耐壓性能。在具體實(shí)施過程中，所述電池保護(hù)芯片可以由
芯片M1414或UCC3957來實(shí)現(xiàn)。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和 詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是， 對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以 做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型 專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種鋰離子電池包，包括兩個(gè)以上串聯(lián)電池、電池保護(hù)芯片、正極端和負(fù)極端，其特征在于:所述電池保護(hù)芯片的均衡電壓采集引腳與采樣電阻、采樣電容相連，電池保護(hù)芯片的均衡控制引腳與均衡電阻、均衡控制開關(guān)相連；當(dāng)采集電壓值大于門限值時(shí)，均衡控制開關(guān)導(dǎo)通，電池正極、均衡電阻、均衡控制開關(guān)和電池負(fù)極之間形成回路；所述電池保護(hù)芯片還與充電控制開關(guān)、放電控制開關(guān)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子電池包，其特征在于，還包括分壓電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC,與所述電池保護(hù)芯片相連，當(dāng)檢測(cè) 溫度值大于設(shè)定值時(shí)，所述電池保護(hù)芯片控制充電控制開關(guān)或放電控制開關(guān)斷 開充i文電回路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子電池包，其特征在于，還包括 回路電流采樣電阻，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于檢測(cè)回路的電流值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所迷的鋰離子電池包，其特征在于，還包括 延時(shí)電容，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于設(shè)置保護(hù)延時(shí)時(shí)間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池包，其特征在于，所述 電池保護(hù)芯片由芯片M1414或UCC3957來實(shí)現(xiàn)。
6、 一種鋰離子電池包的串聯(lián)應(yīng)用電路，其特征在于，該電路包含兩個(gè)以上 鋰離子電池包，所述鋰離子電池包包括兩個(gè)以上串聯(lián)電池、電池保護(hù)芯片、正 極端和負(fù)極端，所述電池保護(hù)芯片的均衡電壓采集引腳與采樣電阻、釆樣電容 相連，電池保護(hù)芯片的均衡控制引腳與均衡電阻、均衡控制開關(guān)相連；當(dāng)采集 電壓值大于門限值時(shí)，均衡控制開關(guān)導(dǎo)通，電池正極、均衡電阻、均衡控制開 關(guān)和電池負(fù)極之間形成回路；所述電池保護(hù)芯片還與充電控制開關(guān)、放電控制 開關(guān)相連；第一個(gè)鋰離子電池包的正極端作為整個(gè)電路的正極端，最后一個(gè)鋰離子電 池包的負(fù)極端作為整個(gè)電路的負(fù)極端，并且在串聯(lián)電路中，前一個(gè)鋰離子電池 包的負(fù)極端與后一個(gè)鋰離子電池包的正極端相連。
7、 一種鋰離子電池包的并聯(lián)應(yīng)用電路，其特征在于，該電路包含兩個(gè)以上 鋰離子電池包，所述鋰離子電池包包括兩個(gè)以上串聯(lián)電池、電池保護(hù)芯片、正 極端和負(fù)極端，所迷電池保護(hù)芯片的均衡電壓采集引腳與采樣電阻、采樣電容 相連，電池保護(hù)芯片的均衡控制引腳與均衡電阻、均衡控制開關(guān)相連；當(dāng)采集 電壓值大于門限值時(shí)，均衡控制開關(guān)導(dǎo)通，電池正極、均衡電阻、均衡控制開 關(guān)和電池負(fù)極之間形成回路；所述電池保護(hù)芯片還與充電控制開關(guān)、放電控制 開關(guān)相連；所述鋰離子電池包的正極端相連，作為整個(gè)電路的正極端，所述鋰離子電 池包的負(fù)極端相連，作為整個(gè)電路的負(fù)極端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池包，其特征在于，所述鋰離子電池包 還包括分壓電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC，與所述電池保護(hù)芯片相連，當(dāng)檢測(cè) 溫度值大于設(shè)定值時(shí)，所述電池保護(hù)芯片控制充電控制開關(guān)或放電控制開關(guān)斷 開充i文電回路。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池包，其特征在于，所述鋰離子電池包 還包括回路電流采樣電阻，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于檢測(cè)回路的電流值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的鋰離子電池包，其特征在于，所述鋰 離子電池包還包括延時(shí)電容，與所述電池保護(hù)芯片相連，用于設(shè)置保護(hù)延時(shí)時(shí)間，
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鋰離子電池包及其串聯(lián)、并聯(lián)應(yīng)用電路，所述鋰離子電池包包括兩個(gè)以上串聯(lián)電池、電池保護(hù)芯片、正極端和負(fù)極端，所述電池保護(hù)芯片的均衡電壓采集引腳與采樣電阻、采樣電容相連，電池保護(hù)芯片的均衡控制引腳與均衡電阻、均衡控制開關(guān)相連；當(dāng)采集電壓值大于門限值時(shí)，均衡控制開關(guān)導(dǎo)通，電池正極、均衡電阻、均衡控制開關(guān)和電池負(fù)極之間形成回路；所述電池保護(hù)芯片還與充電控制開關(guān)、放電控制開關(guān)相連。本實(shí)用新型的鋰離子電池包的電路簡(jiǎn)單、便于推廣，并且當(dāng)本實(shí)用新型的鋰離子電池包進(jìn)行串聯(lián)應(yīng)用或并聯(lián)應(yīng)用時(shí)，接法靈活簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)H01M10/40GK201199534SQ200820091700
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者李春青 申請(qǐng)人:深圳市比克電池有限公司