本實用新型涉及電池放電保護技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池放電保護電路及鋰離子電池放電裝置。

背景技術(shù)：

鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），主要是依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電時，Li+在兩極性端之間往返嵌入和脫嵌，充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。鋰離子電池是在消費電子領(lǐng)域和動力儲能領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的能量存儲裝置，為防止在非正常使用發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象時造成鋰離子電池的損壞甚至發(fā)生安全事故，在鋰離子電池實際使用時都有保護電路，保護電路通常具有過放電保護等功能。

目前，鋰離子電池保護電路主要包括用于對鋰離子電池的電壓、電流進(jìn)行檢測的判定電路（通常為IC芯片和電阻電容）、以及用于關(guān)斷/導(dǎo)通放電回路的開關(guān)元件（通常為MOS管）。當(dāng)鋰離子電池或其中某單體電池出現(xiàn)異常時，判定電路中的芯片通過收集到的電壓、電流信息給出判定，在相應(yīng)控制端輸出不同的控制信號以控制相應(yīng)的MOS管關(guān)斷放電回路，進(jìn)而保護鋰離子電池安全。

近年來，鋰離子電池在汽車啟動電池、電動汽車和儲能等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，和消費領(lǐng)域不同的是，在這些應(yīng)用領(lǐng)域中的鋰離子電池電流可能高達(dá)百安培級別或更高，此時單個MOS管無法滿足大電流通過的要求。對于小電流（如電動自行車的數(shù)十安培電流）級別鋰離子電池，通常采用多只MOS管并聯(lián)的方式來解決，但對于數(shù)百安培或更大電流的保護電路，采用多只MOS管M1~Mn并聯(lián)，這樣不僅體積龐大、成本不菲，而且在短路或很大電流流過時容易因電流分配不均衡而導(dǎo)致部分MOS管燒毀等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種鋰離子電池放電保護電路及鋰離子電池放電裝置。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：根據(jù)本實用新型的一方面，提供一種鋰離子電池放電保護電路，包括與鋰離子電池組相連的放電保護單元，連接于用電設(shè)備和鋰離子電池組的放電回路的直流接觸器單元，以及與放電保護單元、直流接觸器單元均相連的MOS開關(guān)單元；該MOS開關(guān)單元為MOS開關(guān)M2；其中，放電保護單元對鋰離子電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)實時采集及判斷比較并輸出放電控制信號；MOS開關(guān)單元根據(jù)放電控制信號控制直流接觸器單元來斷開或?qū)ǚ烹娀芈贰?/p>

優(yōu)選地，所述放電保護單元包括與鋰離子電池組相連的鋰離子電池保護芯片及電阻電容元件，鋰離子電池保護芯片包含用于對鋰離子電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)實時采集的電壓輸入端、用于輸出放電控制信號的放電控制端DO、以及用于對用電設(shè)備進(jìn)行實時信號采集的觸發(fā)端VM。

優(yōu)選地，所述直流接觸器單元包括串連接于用電設(shè)備和鋰離子電池組的充電回路的包含驅(qū)動線圈L2的直流接觸器K2；所述直流接觸器K2為常閉式直流接觸器；所述驅(qū)動線圈L2和MOS開關(guān)單元串連接于所述鋰離子電池組的正極端B+和負(fù)極端B-之間。

優(yōu)選地，所述放電保護單元的鋰離子電池保護芯片為共負(fù)極結(jié)構(gòu)的鋰離子電池保護芯片；直流接觸器K2串連接于用電設(shè)備的正極端P+和鋰離子電池組的正極端B+之間；觸發(fā)端VM與用電設(shè)備的正極端P+相連。

優(yōu)選地，所述MOS開關(guān)M2為NMOS管；MOS開關(guān)M2的柵極與放電控制端DO另一端相連，MOS開關(guān)M2的漏極與驅(qū)動線圈L2相連，MOS開關(guān)M2的源極與鋰離子電池組的負(fù)極端B-相連。

優(yōu)選地，所述放電保護單元的鋰離子電池保護芯片為共正極結(jié)構(gòu)的鋰離子電池保護芯片；所述直流接觸器K2串連接于用電設(shè)備的負(fù)極端P-和鋰離子電池組的負(fù)極端B-之間；觸發(fā)端VM與用電設(shè)備的負(fù)極端P-相連。

優(yōu)選地，所述MOS開關(guān)M2為PMOS管；MOS開關(guān)M2的柵極與放電控制端DO相連，MOS開關(guān)M2的源極與驅(qū)動線圈L2相連；MOS開關(guān)M2的柵極與鋰離子電池組的負(fù)極端B-相連。

根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種鋰離子電池放電裝置，包括鋰離子電池組，以及上述的鋰離子電池放電保護電路，該鋰離子電池放電保護電路與鋰離子電池組設(shè)置在一起。

實施本實用新型鋰離子電池放電保護電路的技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點或有益效果：本實用新型鋰離子電池放電保護電路的放電保護單元對鋰離子電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)實時采集及判斷比較并輸出放電控制信號，當(dāng)鋰離子電池組出現(xiàn)過放電異常情況時，輸出放電異常的放電控制信號；MOS開關(guān)單元根據(jù)該放電控制信號控制直流接觸器單元來斷開或?qū)▽︿囯x子電池組的放電回路，起到保護鋰離子電池組的作用，由于直流接觸器可以通過很大的工作電流，因而本電路適用于百安培以上大電流放電的鋰離子電池放電裝置。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，附圖中：

圖1是本實用新型鋰離子電池放電保護電路第一實施例的電路示意圖；

圖2是本實用新型鋰離子電池放電保護電路第二實施例的電路示意圖；

圖3是本實用新型鋰離子電池放電保護電路第三實施例的電路示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下文將要描述的各種實施例將要參考相應(yīng)的附圖，這些附圖構(gòu)成了實施例的一部分，其中描述了實現(xiàn)本實用新型可能采用的各種實施例。應(yīng)明白，還可使用其他的實施例，或者對本文列舉的實施例進(jìn)行電路和功能上的修改，而不會脫離本實用新型的范圍和實質(zhì)。

本實用新型提供了鋰離子電池放電保護電路的多種實施例，實施例僅是一個特例，并不表明本實用新型就只有這幾種實現(xiàn)方式。

實施例一：

如圖1所示，本實用新型鋰離子電池放電保護電路，包括與鋰離子電池組200相連的放電保護單元10，連接于用電設(shè)備300和鋰離子電池組200的放電回路的直流接觸器單元30，以及與放電保護單元10、直流接觸器單元30均相連的MOS開關(guān)單元20。其中，放電保護單元10對鋰離子電池組200進(jìn)行數(shù)據(jù)實時采集及判斷比較并輸出放電控制信號；MOS開關(guān)單元20為MOS開關(guān)M2，根據(jù)放電控制信號控制直流接觸器單元30來斷開或?qū)▽︿囯x子電池組200的放電回路。

鋰離子電池放電保護電路的放電保護單元對鋰離子電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)實時采集及判斷比較并輸出放電控制信號，當(dāng)鋰離子電池組出現(xiàn)過放電異常情況時，輸出放電異常的放電控制信號；MOS開關(guān)單元根據(jù)該放電控制信號控制直流接觸器單元來斷開或?qū)▽︿囯x子電池組的放電回路，起到保護鋰離子電池組的作用，由于直流接觸器可以通過很大的工作電流，因而本電路適用于百安培以上大電流放電的鋰離子電池放電裝置。

本實用新型鋰離子電池放電保護電路的放電保護單元10包括與鋰離子電池組200相連的鋰離子電池保護芯片（圖未示出）及電阻電容元件（圖未示出），鋰離子電池保護芯片包含用于對鋰離子電池組200進(jìn)行數(shù)據(jù)實時采集的電壓輸入端11、用于輸出放電控制信號的放電控制端DO、以及用于對用電設(shè)備300進(jìn)行實時信號采集的觸發(fā)端VM。優(yōu)選的，觸發(fā)端VM一端與鋰離子電池保護芯片11相連、另一端連接于用電設(shè)備300的一極性端，鋰離子電池保護芯片根據(jù)觸發(fā)端VM采集的信號使鋰離子電池放電保護電路恢復(fù)正常狀態(tài)。更為具體的，鋰離子電池組200的單體電池的數(shù)量可以為1至N個，當(dāng)鋰離子電池組200只有一個單體電池時，即鋰離子電池組200為鋰離子電池；當(dāng)鋰離子電池組200有多個單體電池時，即鋰離子電池組200為鋰離子電池組。

本實用新型鋰離子電池放電保護電路的直流接觸器單元30包括串連接于用電設(shè)備300和鋰離子電池組200的放電回路的包含驅(qū)動線圈L2的直流接觸器K2；驅(qū)動線圈L2和MOS開關(guān)單元20串連接于鋰離子電池組200的正極端B+和負(fù)極端B-之間，該直流接觸器K2為常閉式直流接觸器。

本實用新型鋰離子電池放電保護電路的放電保護單元10采用不同的鋰離子電池保護芯片，使得本實用新型具有完全不同電路連接結(jié)構(gòu)，具體的，鋰離子電池保護芯片可以為共負(fù)極結(jié)構(gòu)的鋰離子電池保護芯片或共正極結(jié)構(gòu)的鋰離子電池保護芯片。

實施例二：

如圖2所示，在本實施例鋰離子電池放電保護電路中，放電保護單元10的鋰離子電池保護芯片為共負(fù)極結(jié)構(gòu)的鋰離子電池保護芯片，此時，MOS開關(guān)單元20的MOS開關(guān)M2為NMOS管；其對應(yīng)的鋰離子電池放電保護電路具體為：放電保護單元10連接于鋰離子電池組200的正極端B+和負(fù)極端B-之間，直流接觸器單元30連接于用電設(shè)備300的正極端P+和鋰離子電池組200的正極端B+之間，MOS開關(guān)單元20與放電保護單元10、直流接觸器單元30均相連。其中，放電保護單元10對鋰離子電池組200進(jìn)行數(shù)據(jù)實時采樣及判斷比較并輸出放電控制信號；MOS開關(guān)單元20根據(jù)該放電控制信號控制直流接觸器單元30來斷開或?qū)▽︿囯x子電池組200的放電回路。

在本實用新型鋰離子電池放電保護電路中，直流接觸器單元30的直流接觸器K2串連接于用電設(shè)備300的正極端P+和鋰離子電池組200的正極端B+之間；觸發(fā)端VM與用電設(shè)備300的正極端P+相連；驅(qū)動線圈L2和MOS開關(guān)M2串連接于鋰離子電池組200的正極端B+和負(fù)極端B-之間。MOS開關(guān)M2的柵極與放電控制端DO相連，MOS開關(guān)M2的漏極與驅(qū)動線圈L2相連，MOS開關(guān)M2的源極與鋰離子電池組200的負(fù)極端B-相連。

本實用新型鋰離子電池放電保護電路，當(dāng)啟動用電設(shè)備當(dāng)需要放電時，當(dāng)鋰離子電池組處于正常狀態(tài)時，放電保護單元10的放電控制端DO將輸出高電平信號，MOS開關(guān)單元20處于斷開狀態(tài)，驅(qū)動線圈L2中沒有電流流過，直流接觸器K2的常閉閉合，鋰離子電池組200通過直流接觸器K2向用電設(shè)備300進(jìn)行放電；當(dāng)放電保護單元10檢測到放電過程中某個單體電池或整個電池電壓低于預(yù)設(shè)過放電保護電壓時，將在放電控制端DO輸出低電平的放電控制信號，該低電平的放電控制信號控制MOS開關(guān)單元20導(dǎo)通，驅(qū)動線圈L2游電流流過，直流接觸器K2恢復(fù)常開狀態(tài)，對用電設(shè)備300的放電電流被切斷，進(jìn)而保護鋰離子電池組200不會因過放電而損壞。在導(dǎo)通狀態(tài)下流經(jīng)驅(qū)動線圈L2的電流將取自鋰離子電池組200，但和放電過程的大電流相比造成的電能損失可以忽略不計。

本實施例的工作原理與實施例一相同，其他相同部分在此不再贅述，詳細(xì)內(nèi)容請參見實施例一。

實施例三：

如圖3所示，在本實施例鋰離子電池放電保護電路中，放電保護單元10的鋰離子電池保護芯片11為共正極結(jié)構(gòu)的鋰離子電池保護芯片，此時，MOS開關(guān)單元20的MOS開關(guān)M2為PMOS管；其對應(yīng)的鋰離子電池放電保護電路具體為：放電保護單元10連接于與鋰離子電池直流接觸器單元30均連接于用電設(shè)備300的負(fù)極端P-和鋰離子電池組200的負(fù)極端B-之間，MOS開關(guān)單元20與放電保護單元10、直流接觸器單元30均相連。其中，放電保護單元10對鋰離子電池組200進(jìn)行數(shù)據(jù)實時采樣及判斷比較并輸出放電控制信號；MOS開關(guān)單元20根據(jù)放電控制信號控制直流接觸器單元30來斷開或?qū)▽︿囯x子電池組200的放電回路。

更為具體的，直流接觸器K2連接于用電設(shè)備300的負(fù)極端P-和鋰離子電池組200的負(fù)極端B-之間；觸發(fā)端VM與用電設(shè)備300的負(fù)極端P-相連；驅(qū)動線圈L2和MOS開關(guān)M2串連接于鋰離子電池組200的正極端B+和負(fù)極端B-之間。MOS開關(guān)M2的柵極與放電控制端DO相連，MOS開關(guān)M2的源極與驅(qū)動線圈L2相連；MOS開關(guān)M2的漏極與鋰離子電池組200的負(fù)極端B-相連。

本實用新型鋰離子電池放電保護電路，當(dāng)啟動用電設(shè)備需要放電時，當(dāng)鋰離子電池組處于正常狀態(tài)時，放電保護單元10的放電控制端DO將輸出低電平信號，MOS開關(guān)單元20處于斷開狀態(tài)，驅(qū)動線圈L2中沒有電流流過，直流接觸器K2的觸點閉合，鋰離子電池組200通過直流接觸器K2向用電設(shè)備300進(jìn)行放電；當(dāng)放電保護單元10檢測到放電過程中某個單體電池電壓低于預(yù)設(shè)過放電保護電壓時，將在放電控制端DO輸出高電平的放電控制信號，該高電平的放電控制信號控制MOS開關(guān)單元20斷開，流過驅(qū)動線圈L2的電流被切斷，直流接觸器K2恢復(fù)常開狀態(tài)，對用電設(shè)備300的放電電流被切斷，進(jìn)而保護鋰離子電池組200不會因過放電而損壞。在導(dǎo)通狀態(tài)下流經(jīng)驅(qū)動線圈L2的電流將取自鋰離子電池組200，但和放電過程的大電流相比造成的電能損失可以忽略不計。

本實施例的工作原理與實施例一和二相同，其他相同部分在此不再贅述，詳細(xì)內(nèi)容請參見實施例一和二。

實施例四：

本實用新型還提供了一種鋰離子電池放電裝置實施例，具體包括鋰離子電池組200，以及上述實施例中的鋰離子電池放電保護電路100，該鋰離子電池放電保護電路100與鋰離子電池組200設(shè)置在一起形成鋰離子放電裝置，通過鋰離子電池放電保護電路100實現(xiàn)對鋰離子電池組200的放電保護。

本實施例的具體放電過程及工作原理與實施例一至三相同，詳細(xì)內(nèi)容請參見實施例一至三，其他相同部分在此不再贅述。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以對這些特征和實施例進(jìn)行各種改變或等同替換。另外，在本實用新型的教導(dǎo)下，可以對這些特征和實施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會脫離本實用新型的精神和范圍。因此，本實用新型不受此處所公開的具體實施例的限制，所有落入本申請的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實施例都屬于本實用新型的保護范圍。