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CN203933073U | 2014-11-05 | |||
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JP2010130738A | 2010-06-10 |
权利要求书 [权利要求 1] 一种蓄电池的保护装置, 与蓄电池中的电芯单元相连, 用于根据所述 蓄电池与负载的连接状态对所述电芯单元的供电通路进行通断控制, 其特征在于, 所述电芯单元的供电通路包括第一供电通路, 所述保护 装置包括: 触发单元、 控制单元以及幵关单元; 所述触发单元用于检测所述蓄电池与所述负载之间的连接状态, 所述 触发单元的信号输出端与所述控制单元的信号输入端相连, 所述控制 单元的信号输出端与所述幵关单元的受控端相连, 所述幵关单元的第 一端与所述电芯单元的第一端相连, 所述幵关单元的第二端用于连接 所述负载; 当所述蓄电池与所述负载之间断幵连接吋, 所述触发单元向所述控制 单元发送保护触发信号, 所述控制单元根据所述保护触发信号向所述 幵关单元发送控制信号, 所述幵关单元根据所述控制信号断幵所述电 芯单元的第一供电通路。 [权利要求 2] 如权利要求 1所述的蓄电池的保护装置, 其特征在于, 所述电芯单元 的供电通路还包括第二供电通路, 所述保护装置还包括过载保护单元 所述过载保护单元的第一端与所述电芯单元的第二端相连, 所述过载 保护单元的第二端为所述电芯单元的第二供电通路。 如权利要求 2所述的蓄电池的保护装置, 其特征在于, 所述过载保护 单元为保险丝, 所述保险丝的第一端为所述过载保护单元的第一端, 所述保险丝的第二端为所述过载保护单元的第二端。 如权利要求 1或 2所述的蓄电池的保护装置, 其特征在于, 所述幵关单 元包括第一幵关管; 所述第一幵关管的受控端为所述幵关单元的受控端, 所述第一幵关管 的低电位端为所述幵关单元的第一端, 所述第一幵关管的高电位端为 所述幵关单元的第二端。 如权利要求 4所述的蓄电池的保护装置, 其特征在于, 所述第一幵关 管为三极管、 MOS管或 IGBT管。 如权利要求 5所述的蓄电池的保护装置, 其特征在于, 所述第一幵关 管为带体二极管的 IGBT管。 如权利要求 5所述的蓄电池的保护装置, 其特征在于, 所述第一幵关 管为 NMOS管, 所述 NMOS管的栅极为所述第一幵关管的受控端, 所 述 NMOS管的源极为所述第一幵关管的低电位端, 所述 NMOS管的漏 极为所述第一幵关管的高电位端。 如权利要求 5所述的蓄电池的保护装置, 其特征在于, 所述第一幵关 管为 NPN型三极管, 所述 NPN型三极管的基极为所述第一幵关管的受 控端, 所述 NPN型三极管的发射极为所述第一幵关管的低电位端, 所 述 NPN型三极管的集电极为所述第一幵关管的高电位端。 一种蓄电池, 包括电芯单元, 其特征在于, 所述蓄电池还包括如权利 要求 1至 8任一项所述的蓄电池的保护装置。 |
技术领域
[0001] 本发明涉及装置技术领域, 尤其涉及一种蓄电池及其保护装置。
背景技术
[0002] 随着人们环保意识的增强, 越来越多的耗能产品幵始使用清洁能源。 例如, 电 动车、 城市轨道交通等方面, 都是利用蓄电池供电。 现有的蓄电池均支持拔插 更换。 以蓄电池为多个电芯组成为例, 现有的大多数电芯均是一种化学电池, 通过将数个电芯串联或并联组合成蓄电池, 能够对大功率的负载提供电能。 例 如, 电动公交车、 电动小汽车等。 由于蓄电池由多个电芯并联或串联而成, 其 总能量一般在几千瓦吋到几百千瓦吋之间, 当蓄电池与负载处于断幵状态吋, 蓄电池的供电端之间一旦电池发生短路, 则会引起爆炸或起火, 可见, 现有的 蓄电池存在较大的安全隐患。
技术问题
[0003] 本发明的目的在于提供一种蓄电池及其保护装 置, 以解决现有技术中蓄电池存 在较大的安全隐患的问题。
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 本发明的目的在于提供一种蓄电池的保护装置 , 与蓄电池中的电芯单元相连, 用于根据所述蓄电池与负载的连接状态对所述 电芯单元的供电通路进行通断控 制, 所述电芯单元的供电通路包括第一供电通路, 所述保护装置包括: 触发单 元、 控制单元以及幵关单元;
[0005] 所述触发单元用于检测所述蓄电池与所述负载 之间的连接状态, 所述触发单元 的信号输出端与所述控制单元的信号输入端相 连, 所述控制单元的信号输出端 与所述幵关单元的受控端相连, 所述幵关单元的第一端与所述电芯单元的第一 端相连, 所述幵关单元的第二端用于连接所述负载;
[0006] 当所述蓄电池与所述负载之间断幵连接吋, 所述触发单元向所述控制单元发送 保护触发信号, 所述控制单元根据所述保护触发信号向所述幵 关单元发送控制 信号, 所述幵关单元根据所述控制信号断幵所述电芯 单元的第一供电通路。
[0007] 进一步的, 所述电芯单元的供电通路还包括第二供电通路 , 所述保护装置还包 括过载保护单元;
[0008] 所述过载保护单元的第一端与所述电芯单元的 第二端相连, 所述过载保护单元 的第二端为所述电芯单元的第二供电通路。
[0009] 进一步的, 所述过载保护单元为保险丝, 所述保险丝的第一端为所述过载保护 单元的第一端, 所述保险丝的第二端为所述过载保护单元的第 二端。
[0010] 进一步的, 所述幵关单元包括第一幵关管;
[0011] 所述第一幵关管的受控端为所述幵关单元的受 控端, 所述第一幵关管的低电位 端为所述幵关单元的第一端, 所述第一幵关管的高电位端为所述幵关单元的 第
J一山
而
[0012] 进一步的, 所述第一幵关管为三极管、 MOS管或 IGBT管。
[0013] 进一步的, 所述第一幵关管为带体二极管的 IGBT管。
[0014] 进一步的, 所述第一幵关管为 NMOS管, 所述 NM0S管的栅极为所述第一幵关 管的受控端, 所述 NM0S管的源极为所述第一幵关管的低电位端, 所述 NMOS管 的漏极为所述第一幵关管的高电位端。
[0015] 进一步的, 所述第一幵关管为 NPN型三极管, 所述 NPN型三极管的基极为所述 第一幵关管的受控端, 所述 NPN型三极管的发射极为所述第一幵关管的低电 位 端, 所述 NPN型三极管的集电极为所述第一幵关管的高电 位端。
[0016] 本发明的另一目的在于提供一种蓄电池, 包括电芯单元, 所述蓄电池还包括如 上所述的蓄电池的保护装置。
发明的有益效果
有益效果
[0017] 本发明提供一种蓄电池的保护装置, 与电芯单元相连, 其包括: 触发单元、 控 制单元以及幵关单元; 触发单元用于检测蓄电池与负载之间的连接状 态, 触发 单元的信号输出端与控制单元的信号输入端相 连, 控制单元的信号输出端与幵 关单元的受控端相连, 幵关单元的第一端与电芯单元的第一端相连, 幵关单元 的第二端为蓄电池的第一供电端; 当蓄电池与负载之间断幵连接吋, 触发单元 向控制单元发送保护触发信号, 控制单元根据保护触发信号向幵关单元发送控 制信号幵关单元根据控制信号断幵电芯单元的 第一供电通路, 使得电芯单元的 第一供电通路与电芯单元的第二供电通路之间 的电压差为零, 避免了蓄电池容 易出现短路的现象, 提高了蓄电池在非工作状态下的安全水平。
对附图的简要说明
附图说明
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 , 下面将对实施例或现有技术描 述中所需要使用的附图作简单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图是本发 明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动性的前 提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019] 图 1是本发明实施例提供的一种蓄电池的保护装 的结构示意图;
[0020] 图 2是本发明实施例提供的一种蓄电池的保护装 的具体装置图;
[0021] 图 3是本发明另一实施例提供的一种蓄电池的保 装置的具体装置图;
[0022] 图 4是本发明实施例提供的一种蓄电池的结构示 图。
本发明的实施方式
[0023] 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白, 以下结合附图及实施例 , 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明, 并不用于限定本发明。
[0024] 本发明的目的在于提供一种蓄电池及其保护装 置, 以解决现有技术中蓄电池存 在较大的安全隐患的问题。
[0025] 本实施例提供的一种蓄电池的保护装置, 与蓄电池中的电芯单元相连, 用于根 据所述蓄电池与负载的连接状态对所述电芯单 元的供电通路进行通断控制。
[0026] 为了说明本发明实施例所提供的技术方案, 下面通过具体实施例来进行说明。
[0027] 图 1是本发明本实施例提供的一种蓄电池的保护 置的结构示意图, 如图 1所示
, 一种蓄电池的保护装置 100包括: 触发单元 10、 控制单元 20以及幵关单元 30。
[0028] 触发单元 10用于检测蓄电池与负载 120之间的连接状态, 触发单元 10的信号输 出端与控制单元 20的信号输入端相连, 控制单元 20的信号输出端与幵关单元 30 的受控端相连, 幵关单元 30的第一端与电芯单元 110的第一端相连, 幵关单元 30 的第二端用于连接负载 120。
[0029] 当蓄电池与负载 120之间断幵连接吋, 触发单元 10向控制单元 20发送保护触发 信号, 控制单元 20根据保护触发信号向幵关单元 30发送控制信号, 所述幵关单 元 30根据控制信号断幵电芯单元 110的第一供电通路。
[0030] 需要说明的是, 触发单元 10可以为具有触发功能的负载检测单元, 通过检测电 芯单元 110的第一供电通路与电芯单元 110的第二供电通路之间是否连接有负载 或是否检测到负载 ID电阻信息, 进而确定蓄电池与负载 120之间的连接状态。 可 以理解的是, 触发单元 10还可以是通讯单元, 当负载 120与蓄电池相连吋, 负载 120通过电芯单元 110的第一供电通路与电芯单元 110的第二供电通路向蓄电池发 送供电请求信号, 当该通讯单元接收到供电请求信号吋, 确定蓄电池与负载 120 之间为连接状态, 当该通讯单元未接收到供电请求吋, 则确定蓄电池与负载 120 之间为断幵状态。
[0031] 在本发明的所有实施例中, 电芯单元 110可以为一个电芯或多个电芯组成的电 芯模组, 其中, 电芯可以为锂离子电芯。
[0032] 作为一优选的实施例, 电芯单元 110的供电通路还包括第二供电通路, 保护装 置 100还包括过载保护单元 40。 如图 1所示, 过载保护单元 40的第一端与电芯单 元 110的第二端相连, 过载保护单元 40的第二端为电芯单元 110的第二供电通路
[0033] 在本实施例中, 过载保护单元 40用于对电芯单元 110进行过载保护。 当负载过 大吋, 过载保护单元 40在电芯单元 110的第二供电通路上形成断路, 以断幵对负 载的供电, 进而对电芯单元 110起到过载保护的作用。
[0034] 进一步的, 图 2示出了本发明实施例提供的一种蓄电池的保 装置的具体电路 图, 如图 2所示, 过载保护单元 40为保险丝 Fl, 保险丝 F1的第一端为过载保护单 元 40的第一端, 保险丝 F1的第二端为过载保护单元 40的第二端。
[0035] 如图 2所示, 幵关单元 30包括第一幵关管 Ql。 第一幵关管 Q1的受控端为幵关单 元 30的受控端, 第一幵关管 Q1的低电位端为幵关单元 30的第一端, 第一幵关管 Q 1的高电位端为幵关单元 30的第二端。
[0036] 作为本发明一实施例, 第一幵关管 Q1可以为三极管 Ql、 M0S管 Q1或 IGBT管 Q
1 =
[0037] 例如, 第一幵关管 Q1为 NM0S管 Ql, NM0S管 Q1的栅极为第一幵关管 Q1的受 控端, NM0S管 Q1的源极为第一幵关管 Q1的低电位端, NM0S管 Q1的漏极为第 一幵关管 Q1的高电位端。
[0038] 作为本发明的另一实施例, 第一幵关管 Q1可以为带体二极管的 IGBT管 Ql。
[0039] 图 3示出了本发明另一实施例提供的一种蓄电池 保护装置的具体电路, 如图 3 所示, 第一幵关管 Q1为 NPN型三极管 Ql, NPN型三极管 Q1的基极为第一幵关管 Q1的受控端, NPN型三极管 Q1的发射极为第一幵关管 Q1的低电位端, NPN型三 极管 Q1的集电极极为第一幵关管 Q1的高电位端。
[0040] 可以理解的是, 在实际应用中可根据控制单元 20输出的控制信号不同, 对第一 幵关管进行选择, 例如, 控制单元 20的信号输出端可接 PNP型三极管或 PM0S管
[0041] 如图 3和图 4所示, 作为本发明的一实施例, 控制单元 20可以包括芯片 Ul。 芯片 U1的电源输入端 V_IN与电源 VDD相连, 芯片 U1的地线端接地, 芯片 U1的信号 输入端 IN为控制单元 20的信号输入端, 芯片 U1的信号输出端 OUT为控制单元 20 的信号输出端。
[0042] 作为一优选的实施例, 控制单元 20中的芯片 U1可以选用型号为 BQ76940的芯片
[0043] 可以理解的是, 本实施例中的文字说明以及附图标记仅用于标 识信号流向及其 功能, 因此与具体选用的芯片上的标注或位置存在差 异。
[0044] 以下结合图 2对本发明提供的蓄电池的保护装置 100的工作原理进行说明。
[0045] 如图 2所示, 触发单元 10通过检测负载 120与电芯单元 110的第一供电通路和电 芯单元 110的第二供电通路的连接状态, 进而确定负载 120与蓄电池的连接状态 。 当蓄电池与负载 120之间为断幵状态吋, 触发单元 10向控制单元 20中的芯片 U1 的输入端 IN发送保护触发信号, 芯片 U1根据保护触发信号向幵关单元 30发送控 制信号。 [0046] 第一幵关管 Ql根据控制信号断幵, 进而在电芯单元 110的第一供电通路上形成 断路, 此吋从蓄电池的外部测得电芯单元 110的第一供电通路与第二供电通路之 间的电压差为零。
[0047] 本发明实施例还提供了一种蓄电池, 如图 4所示, 蓄电池 200包括电芯单元 110 以及如上所述的蓄电池的保护装置 100。
[0048] 上述蓄电池 200所涉及的实现方式或工作原理已经在上述实 施例中详细说明, 故此处不再赘述。
[0049] 本发明提供一种蓄电池的保护装置, 与电芯单元相连, 其包括: 触发单元、 控 制单元以及幵关单元; 触发单元用于检测蓄电池与负载之间的连接状 态, 触发 单元的信号输出端与控制单元的信号输入端相 连, 控制单元的信号输出端与幵 关单元的受控端相连, 幵关单元的第一端与电芯单元的第一端相连, 幵关单元 的第二端为蓄电池的第一供电端; 当蓄电池与负载之间断幵连接吋, 触发单元 向控制单元发送保护触发信号, 控制单元根据保护触发信号向幵关单元发送控 制信号, 幵关单元根据控制信号断幵电芯单元的第一供 电通路, 使得电芯单元 的第一供电通路与电芯单元的第二供电通路之 间的电压差为零, 避免了蓄电池 容易出现短路的现象, 提高了蓄电池在非工作状态下的安全水平。
[0050] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明 所作的进一步详细说明, 不能认 定本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的普通技术 人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替 代或明显变型, 而且 性能或用途相同, 都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书 确定的专利保 护范围。