CN202042919U - 一种大容量锂电池包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大容量锂电池包，具有由若干个单体电芯串联而成的锂电池组(1)，由母插(3a，3b)和公插(4a，4b)组成的充电接口和放电接口，还具有电池保护板(2)，用于对锂电池组(1)进行过充、过放、过流保护及电芯电压均衡，以及电量显示灯(5)、充电保险丝(6)、温控充电开关(7)以及放电保险丝(8)。本实用新型的锂电池包采用大容量锂电池组，因而具有体积小、重量轻、轻便易携、高容电、高能量密度、高效率、高承载能力、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染以及优异恒压源性能等优点，通过电池保护板，有效防止了过充、过放、过流、单体电芯电压过高等不良情况的发生，显著改善了锂电池包质量，具有性能稳定、寿命长的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及便携式电源技术，更具体地，涉及一种大容量锂电池包。
背景技术
电池包(Battery Pack)是一种便携式电源，具有容量大、可反复充放电等优点，可以在户外等场合作为各种电器设备的外接电源。现有的电池包主要分为铅酸电池包和锂电池包两种。铅酸电池包容量大，但缺点是重量大、循环寿命短，有污染。现在市场上锂电池包比较常见，锂电池具有效率高、寿命长、无污染、无记忆效应等优点。但是，现有的锂电池包也普遍存在以下缺点：首先是容量小，单次使用时间受到锂电池容量的限制，当电器设备比较耗电时，需要对锂电池包反复充电，浪费用户的时间；其次，由于锂电池材料的自身特点，其容易受到用户过充、过放或者过流等不良使用的影响；一旦受到用户的滥用，锂电池性能会急剧下降，而且影响锂电池寿命。以上两方面的缺点，严重制约了现有锂电池包产品的质量，成为锂电池包技术发展的瓶颈。
实用新型内容
针对现有锂电池包的上述缺陷，本实用新型提供了一种改进的大容量锂电池包，采用多组锂电池从而提供较大容量，并且能够为锂电池组提供过放、过充、过流以及电压均衡等方面的有效保护，延长了锂电池的有效使用寿命。
本实用新型提供的大容量锂电池包，具有由若干个单体电芯串联而成的锂电池组，由母插和公插组成的充电接口和放电接口，其特征在于，还具有电池保护板，用于对锂电池组进行过充、过放、过流保护及电芯电压均衡。
优选地，所述电池保护板包括电芯电压检测芯片，用于采样锂电池组中各节单体电芯的电压，并根据其中任一电芯的电压启动过充保护或过放保护。
进一步优选地，所述电池保护板包括充电控制器和放电控制器，用于在所述电芯电压检测芯片的控制下打开或关断充电回路和放电回路，以进行过充和过放保护。
优选地，所述电池保护板包括电流检测芯片，用于取得放电电流，并且当所述放电电流过流超过特定时间长度时启动过流保护。
进一步优选地，所述电流检测芯片控制放电控制器打开或关断放电回路，以进行过放保护或过流保护。
其中，所述充电控制器和放电控制器均具有MOSFET开关管。
优选地，所述电池保护板包括均衡控制芯片，当任一单体电芯的电压超过均衡启动电压时，所述均衡控制芯片打开相应均衡通道对该电芯放电。
进一步优选地，所述均衡控制芯片具有电压检测芯片和MOSFET开关管。
优选地，所述大容量锂电池包还包括充电保险丝、温控充电开关以及放电保险丝。
优选地，所述大容量锂电池包还包括电量显示灯。
本实用新型的锂电池包采用大容量锂电池组，因而具有体积小、重量轻、轻便易携、高容电、高能量密度、高效率、高承载能力、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染以及优异恒压源性能等优点，通过电池保护板，有效防止了过充、过放、过流、单体电芯电压过高等不良情况的发生，显著改善了锂电池包质量，具有性能稳定、寿命长的优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例的大容量锂电池包的组合结构示意图；
图2是本实用新型实施例的大容量锂电池包的电路示意图；
图3是本实用新型实施例的大容量锂电池包的电池保护板示意图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施方式并配合附图详予说明。
图1是本实用新型实施例的大容量锂电池包的组合结构示意图。如图1所示，所述大容量锂电池包具有可分离的电池包上盖A和电池包下盖B，二者形成锂电池包的外壳。图1示出的外壳内部的电路结构包括：由若干个锂电池的单体电芯串接而成的锂电池组1、电池保护板2、母插3a、3b及公插4a、4b，以及用于显示电池包剩余电量状态的电量显示灯5。
图2是本实用新型实施例的大容量锂电池包的电路示意图。其中，锂电池组1由十节锂电池电芯串联而成，从而增大了锂电池包的整体容量，延长了其使用时间。
电池保护板2通过输入端201连接到锂电池组1的一个电极(在图2中是负极)，并且通过充电端202和放电端203分别连接到母插3a和3b。电池保护板2通过电芯采样端口204连接锂电池组1当中的各节独立电芯，并且采样锂电池组1当中的各节电芯的电压，当其中任意一节电芯的电压过高时启动过充保护，切断锂电池包的充电回路，或者在任意一节电芯的电压过低时启动过放保护，切断锂电池包的放电回路；并且所述电池保护板2还具有均衡功能，当任意一个电芯的电压超过均衡启动电压时启动均衡功能，对电压高的电芯进行放电，从而保证所有电芯的电压保持基本一致；所述电池保护板2还具有过流保护功能，当放电电流过流且过流时间超过一定范围，则启动过流保护，关断放电回路，以防止大电流放电对电池性能的影响。
母插3a以及公插4a构成锂电池包的充电接口，用于连接外部充电器，对锂电池组1进行充电。母插3b以及公插4b构成放电接口，连接外接设备，并为外接设备提供电能。
电量显示灯5用于显示电池包剩余电量状态。
充电回路具有充电保险丝6，其额定电流为5A，融断温度86±5摄氏度；还具有温控充电开关7，额定电流5A，控制温度70±5摄氏度。放电回路具有放电保险丝8，其额定电流40A。这些安全部件防止充、放电电流过大或者温度过高，保护锂电池包的安全。
如上文所述，电池保护板2具有：(1)过充保护功能；(2)过放保护功能；(3)过流保护功能；(4)均衡功能。下面结合图3详细说明电池保护板的结构和功能。
图3中，由十节独立锂电池电芯串联构成锂电池组1，并且锂电池组1的一极输出(图3中为负极输出)连接至电池保护板2的输入端201。电池保护板2通过一组电芯采样端口204连接锂电池组1当中的各节独立电芯，并且通过电芯电压检测芯片205采样检测锂电池组1当中的各节单体电芯的电压值，用于保证各单体电芯的电压在正常范围以内。当电芯电压检测芯片205检测发现各节电芯中的任意一节单体电芯的电压高于过充电压阈值(4.25±0.025V)时立即切断充电控制器206，从而切断输入端201与电池保护板2的充电端202之间的充电回路，此时停止对锂电池组1的充电，直至所有单体电芯的电压低于正常充电阈值(4.15±0.050V)电芯电压检测芯片205才控制充电控制器206重新打开。在过充的状态下，放电回路仍然可以正常放电。相类似的，当电芯电压检测芯片205发现串联的各节电芯中任意一节电芯的电压低于过放电压阈值(2.8±0.080V)时立即控制放电控制器207断开输入端201和放电端203之间的放电回路，停止锂电池组1的放电，直至所有单体电芯的电压都高于正常放电阈值(3.0±0.100V)时再重新开启放电控制器207。在过放的状态下，充电回路则依然可以充电。电池保护板2还包括电流检测芯片208，其从放电回路取得放电电流，并且当放电电流超过放电过流阈值(22+4A-22-2A)，并且过流时间超过特定时间长度(2S)，则启动过流保护，关断放电控制器207从而停止放电，防止大电流放电对锂电池组1的性能产生影响。这里，所述充电控制器206和放电控制器207均具有MOSFET开关管，从而打开/关断充电和放电回路。
所述电池保护板2进一步具有均衡功能。在锂电池组1的任意两个彼此串联的单体电芯之间串接均衡控制芯片209a-209g，所述均衡控制芯片209a-209g具有电压检测芯片和MOSFET开关管，构成所述单体电芯之间的均衡通道。当检测到锂电池组1中任意一个单体电芯的电压超过均衡启动电压(4.18±0.025V)时，相应地电压检测芯片打开MOSFET开关管，从而打开均衡通道，对电压高的电芯进行放电，这样就能保证所有的电芯的电压保持基本一致。这里，均衡启动电压高于所述正常充电阈值而低于过充电压阈值，从而对平衡各电芯电压、避免单体电芯电压过高起到积极作用。
本实用新型的锂电池包采用大容量锂电池组，因而具有体积小、重量轻、轻便易携、高容电、高能量密度、高效率、高承载能力、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染以及优异恒压源性能等优点，通过电池保护板，有效防止了过充、过放、过流、单体电芯电压过高等不良情况的发生，显著改善了锂电池包质量，具有性能稳定、寿命长的优点。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种大容量锂电池包，具有由若干个单体电芯串联而成的锂电池组(1)，由母插(3a，3b)和公插(4a，4b)组成的充电接口和放电接口，其特征在于，还具有电池保护板(2)，用于对锂电池组(1)进行过充、过放、过流保护及电芯电压均衡。
2.根据权利要求1所述的大容量锂电池包，其特征在于，所述电池保护板(2)包括电芯电压检测芯片(205)，用于采样锂电池组(1)中各节单体电芯的电压，并根据其中任一电芯的电压启动过充保护或过放保护。
3.根据权利要求2所述的大容量锂电池包，其特征在于：所述电池保护板(2)包括充电控制器(206)和放电控制器(207)，用于在所述电芯电压检测芯片(205)的控制下打开或关断充电回路和放电回路，以进行过充和过放保护。
4.根据权利要求1所述的大容量锂电池包，其特征在于，所述电池保护板(2)包括电流检测芯片(208)，用于取得放电电流，并且当所述放电电流过流超过特定时间长度时启动过流保护。
5.根据权利要求4所述的大容量锂电池包，其特征在于，所述电流检测芯片(208)控制放电控制器(207)打开或关断放电回路，以进行过放保护或过流保护。
6.根据权利要求3或5所述的大容量锂电池包，其特征在于，所述充电控制器(206)和放电控制器(207)均具有MOSFET开关管。
7.根据权利要求1所述的大容量锂电池包，其特征在于，所述电池保护板(2)还包括均衡控制芯片(209a-209g)，当任一单体电芯的电压超过均衡启动电压时，所述均衡控制芯片(209a-209g)打开相应均衡通道对该电芯放电。
8.根据权利要求7所述的大容量锂电池包，其特征在于，所述均衡控制芯片(209a-209g)具有电压检测芯片和MOSFET开关管。
9.根据权利要求1所述的大容量锂电池包，其特征在于，所述大容量锂电池包还包括充电保险丝(6)、温控充电开关(7)以及放电保险丝(8)。
10.根据权利要求1所述的大容量锂电池包，其特征在于，所述大容量锂电池包还包括电量显示灯(5)。
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