[发明专利]装设有电池串联充电过充电保护装置的锂电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种装设有串联充电过充电保护装置的锂电池，尤其是指在锂电池的正、负极输出端之间装设有过充电保护电路的锂充电电池。

背景技术

锂充电电池，由于不具记忆效应，而被大量使用在各个产业领域。然而，各式锂充电电池却有一共通的缺点，即，在充电时若过度充电，则锂充电电池的端电压会持续上升，最终并会造成电池无法恢复的损坏甚至起火爆炸。

电池经过放电使用后，其内部所残余的电量百分比称为SOC(State Of Charge)，是为电池相对的残余电量。SOC=(残留电量/额定电量)*%，例如SOC=100%，代表电池残留电量为100%，也就是电池电量目前还使没开始使用，SOC=0%，代表电池残留电量为1%，也就是电池电量已经耗尽。

目前，较为广用的锂电池充电技术，是将充电分为两个阶段：第一阶段先以恒电流充电(Con stant Current)，到接近终止电压时，进入第二阶段改为恒电压充电(Con stant Volt age)，此即为一般所谓的CC-CV充电模式(以下将：先恒电流-后恒电压充电简称为CC-CV充电)。

目前，进行多个锂电池的串联充电时，请参阅图1所示，实际上，会将该电池额定电量较为相近的锂电池10进行串联后充电，并配合一个电池管理装置11BMS(Battery Management System以下简称BMS)与各个电池连接，以CC-CV充电器12进行CC-CV充电。过程中，藉由BMS进行监测及调整各个电池的SOC，避免单一电池过度充电而损坏。该BMS主要是由程式晶片、电压、电流感测器、平衡电路等所构成，使用时，必须将感测器的线路与每一个电池分别连接，线路相当复杂，BMS还有电池最大电流的使用范围限制，整体而言BMS相当昂贵且又容易故障。

值得注意的是，若前述相串联的各电池的额定电量不相同时，则额定电量最高的电池与额定电量最低的电池的电量差异不能过大，一般而言电量差异不能超过10%，否则会导致BMS损坏，而无法进行充电。

换言之，目前尚无法提供二个额定电量差异较大(超过10%)的锂电池进行串联CCCV充电，因为较低电量电池会先到达满电状态，且低电量电池的电压会持续上升而导致危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种装设有串联充电过充电保护装置的锂电池。

为解决上述问题，本发明提供的装设有串联充电过充电保护装置的锂电池，包含：

锂电池，具有一正极及一负极，所述正极与该负极之间的电压值定义为该锂电池的端电压值VB；

一电压侦测元件，与所述锂电池的正极及负极电性连接，以侦测该锂电池的端电压值VB，该电压侦测元件并具有一讯号输出端，该电压侦测元件被设定当侦测到端电压VB大于等于一卸载电压VD时，该讯号输出端即发出一作动讯号，而当侦测到端电压VB小于等于一充电电压VC时，则该讯号输出端发出一截止作动讯号，其中该卸载电压VD>充电电压VC；

一半导体开关，具有一第一端、一第二端及一控制端，通过该控制端控制改变该第一端与第二端为导通或截止状态，常态时，该第一端与该第二端为截止者，所述第二端与该锂电池的负极电性连接，该控制端则与该电压侦测元件的讯号输出端电性连接，并由该讯号输出端提供作动讯号给该控制端；

一平衡电阻，一端与该锂电池的正极电性连接，另一端则与该半导体开关的第一端电性连接。

进一步地，所述锂电池是由多个电池芯相并联所构成。

本发明所述的装设有串联充电过充电保护装置的锂电池，让锂电池在一般放电使用状态时，能不受影响地正常放电运作，而当多个锂电池进行串联充电时，即使电池之间的电量有高、低差异，电量较低的锂电池得以通过内建的过充电保护装置，将过度充电的电量安全卸载，而达到串联充电保护的效果。

附图说明

图1为普通通过BMS进行锂电池串联充电示意图。

图2为本发明锂电池装设有保护电路示意图。

图3为本发明进行二个锂电池串联充电示意图。

图4为本发明锂电池由单颗电池构成示意图。

图5为本发明锂电池由多个电池芯相并联所构成示意图。

附图标记说明

10是锂电池            11是电池管理装置

12是CC-CV充电器

20、201、202是锂电池  21是正极

22是负极              30、30a是电压侦测元件