[发明专利]电池保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理和保护领域。

背景技术

随着节能环保的不断倡导，以及新能源产品的蓬勃发展，锂离子电池已快速进入到电动工具、电动自行车、汽车启动电瓶等应用领域。锂电池具有体积小、能量密度高、放电倍率高、循环寿命高、自放电率低、环保无污染等优点。但是由于其能量密度高及其特有的化学特性，锂电池的安全性和稳定性亦存在隐患。通常锂电池组均包含专用的锂电池保护板，锂电池保护板的核心功能之一就是过流保护功能。

电池保护板具有放电回路，在放电回路中，放电电流由电芯正极流出，经负载，再经由充放电MOS和取样电阻流回电芯的负极。目前过流检测常用方法是通过监测取样电阻两端的电压和过流保护电压比较后再进行保护。通过计算流经取样电阻的电流，可计算出当前流经整个回路的电流I，反之，也可根据特定电流值来设定过流保护阈值电压。当放电过流保护发生后，芯片内部动作，关闭放电MOS，从而切断放电回路，从而进行过流保护。

在汽车启动电瓶应用中，放电过电流检测阈值为几百安培甚至上千安培(以500A为例)，而目前市面上的保护芯片放电过流检测阈值为100mV左右，想要在500A时进行保护，则所需的取样电阻的阻值而现在最小的精密电阻约为5mΩ，故要并联25个5mΩ电阻来作为取样电阻。而且在放电时会产生大量的热量。这样增加了保护板的成本的同时，也带来了安全隐患。

另外，现有技术中有将放电MOS管的等效内阻作为取样电阻的做法。这样做的一个隐患是当保护发生有关放电MOS管动作时，放电回路的负极端被负载拉高到放电回路的正极端的电平，则高电平会进入到电芯的电流检测端口。电流检测端口通常设计为低压端口，不能抗高压。故，此方案给电池保护板带来了安全隐患。

因此，亟需一种安全性高、电路精简、生产成本低的电池保护系统。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明针对电池保护系统进行了改进，把放电MOS的导通内阻作为放电过流的取样电阻的同时，在SENSE端口增加控制MOS管，防止高电平进入到SENSE端口，同时可以通过调节外部电阻值来调节放电过流值。本发明的电池保护系统精简、容易实现，降低了生产成本，提高了工作安全性。

本发明提供了一种电池保护系统，所述系统具有放电回路正极端和放电回路负极端，所述系统包括电池保护芯片和外围电路，但不需要专门用于检测过流电压的取样电阻。

所述电池保护芯片具有与所述放电回路正极端耦接的电池组正极端、电池组负极端、电流检测端口、充电晶体管的控制端口，放电晶体管的控制端口。

所述外围电路包括充电晶体管、放电晶体管、开关控制晶体管、第一电阻、第五电阻、第二电阻、第三电阻、第六电阻。

其中：

所述第五电阻的两端分别与所述充电晶体管的栅极和源极耦接，所述第一电阻的两端分别与所述充电晶体管的栅极和所述充电晶体管的控制端口，所述充电晶体管的源极与所述放电回路负极端耦接。

所述第二电阻的两端分别与所述放电晶体管的栅极和所述放电晶体管的控制端口耦接。

所述开关控制晶体管的栅极耦接到所述放电晶体管的控制端口，其源极耦接到所述电流检测端口，其漏极与所述第六电阻的第一端耦接。

所述第三电阻的两端耦接在所述电池组负极端和所述电流检测端口之间。

所述第六电阻的第二端与所述充电晶体管的漏极以及所述放电晶体管的漏极耦接，所述放电晶体管的源极端耦接到所述电池组负极端。

在一个实施例中，所述电池保护芯片具有电池组正极端以及电池组负极端与电池组耦接，所述电池组包括至少一节电池。

在一个实施例中，所述放电晶体管的导通内阻等效为所述取样电阻。

在一个实施例中，当所述电流检测端口检测到第三电阻上的电压超过预设的放电过流检测电压阈值时，所述电流保护芯片关闭所述放电晶体管，从而将放电回路关断，并停止放电；且在所述放电晶体管关闭的同时，所述开关控制晶体管关闭，以防止所述放电回路正极端的高电压对所述电流检测端口产生冲击。

在一个实施例中，所述第三电阻和所述第六电阻为可调节的，以调节所述预设的放电过流检测电压阈值。

本发明还提供了另一种电池保护系统，所述系统具有放电回路正极端和放电回路负极端，所述系统包括电池保护芯片和外围电路，但不需要专门用于检测过流电压的取样电阻。

所述电池保护芯片具有电池组正极端、电池组负极端、电流检测端口、充电晶体管的控制端口，放电晶体管的控制端口。