CN220421421U - 保护电路及电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种保护电路及电池模块，所提供的保护电路应用于电池模块中，电池模块包括至少一个包括若干个串联的电芯的电芯组，保护电路包括驱动电路、至少一个采样电路和至少一个开关电路。采样电路与电芯组连接，用于采集电芯组上各电芯的电芯电压，并在电芯电压高于过压保护电压值时，输出第一检测信号。开关电路与所述采样电路连接，用于在采样电路输出第一检测信号时生成第一驱动信号。驱动电路与各开关电路连接，用于在任意一个开关电路输出第一驱动信号时生成过压保护信号，过压保护信号用于控制电池模块处于禁止充电状态。在简化电芯保护电路结构的同时仍能十分快速实现对电池模块的过压保护，降低了电池模块的成本和体积。

Description

保护电路及电池模块

技术领域

本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种保护电路及电池模块。

背景技术

电池模块中可以包括一个或多个电芯组，每个电芯组中串联多个电芯，在电池管理系统中，为确保设备的正常运行，通常需要对电池包模块的各电芯上的电压进行采样并进行均衡和过压、欠压保护，但现有的电芯保护电路的结构复杂，在应用到具体的电池模块上会大幅提升产品的成本和体积，难以开展各类电子产品的小型化和低成本研发。

实用新型内容

本实用新型提供了一种保护电路及电池模块，旨在解决电池模块的电芯保护电路结构复杂导致电池模块的成本和体积大的问题。

第一方面，本实用新型提出了一种保护电路，应用于电池模块中；所述电池模块包括至少一个电芯组，所述电芯组包括若干个串联的电芯；所述保护电路包括驱动电路、至少一个采样电路和至少一个开关电路；

所述采样电路与所述电芯组连接，用于采集所述电芯组上各电芯的电芯电压，并在所述电芯电压高于过压保护电压值时，输出第一检测信号；

所述开关电路与所述采样电路连接，用于在所述采样电路输出所述第一检测信号时生成第一驱动信号；

所述驱动电路与各所述开关电路连接，用于在任意一个所述开关电路输出所述第一驱动信号时生成过压保护信号；所述过压保护信号用于控制所述电池模块处于禁止充电状态。

第二方面，本实用新型提出了一种电池模块，其特征在于，所述电池模块包括电池模组和本实用新型实施例所提供的保护电路，所述电池模块包括至少一个电芯组，所述电芯组包括若干个串联的电芯，所述保护电路与所述电池模组连接，用于当所述电池模组的电芯电压高于过压保护电压值时，输出过压保护信号至所述电池模组以控制所述电池模块处于禁止充电状态。

本实用新型提供了一种保护电路及电池模块，通过采样电路采集电池模块中的电芯组上各电芯的电芯电压，并在任意一个电芯电压高于过压保护电压值时，输出第一检测信号至开关电路以生成第一驱动信号，驱动电路接收到任意一个开关电路输出的第一驱动信号后，生成过压保护信号至电池模块以控制电池模块处于禁止充电状态。采用本实用新型所提供的保护电路能够通过采集多个电池组中的各电芯的电芯电压，当任意一个电芯的电芯电压高于过压保护电压值时，能够经保护电路生成过压保护信号至电池模块，以控制电池模块处于禁止充电状态，进而在实现对电池模块的过压保护的同时简化电芯保护电路结构，降低了电池模块的成本和体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的第一种保护电路的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第二种保护电路的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第三种保护电路的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的第四种保护电路的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的第五种保护电路的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的第六种保护电路的示意图；

图7是本实用新型实施例提供的第七种保护电路的示意图；

图8是本实用新型实施例提供的第八种保护电路的示意图；

图9是本实用新型实施例提供的第九种保护电路的示意图；

图10是本实用新型实施例提供的第十种保护电路的示意图；

图11是本实用新型实施例提供的一种电池模块的结构示意图；

图12是本实用新型实施例提供的另一种电池模块的结构示意图。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

应当理解，为了便于清楚描述本实用新型实施例的技术方案，在本实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一比较器和第二比较器仅仅是为了区分不同的比较器，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

还应当进理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

以下对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的第一种保护电路的示意图。在图1中，所提供的保护电路10应用于电池模块100中，所提供的电池模块100包括至少一个电芯组20，电芯组20包括若干个串联的电芯21，所提供的保护电路10包括驱动电路11、至少一个采样电路12和至少一个开关电路13。采样电路12与电芯组20连接，用于采集电芯组20上各电芯21的电芯电压，并在任意一个电芯电压高于过压保护电压值时，输出第一检测信号。开关电路13与采样电路12连接，用于在采样电路12输出第一检测信号时生成第一驱动信号。驱动电路11与各开关电路13连接，用于在任意一个开关电路13输出第一驱动信号时生成过压保护信号，过压保护信号输入至电池模块100的控制端用于控制电池模块100处于禁止充电状态。

具体地，由于电池模块100中可能包括了数量较多的电芯，受限于采样电路12采样数量的极限，因此，采样电路12的数量可根据电芯的数量以及采样电路12最多能够采样的数量进行设置，与此同时，开关电路13的数量与采样电路的数量对应设置。例如，若电芯21的数量为5个，采样电路12最多能采样5个电芯的电压，则在保护电路10中设置1个采样电路12和一个开关电路13；若电芯的数量为10，则在保护电路10中可设置两个采样电路12和两个开关电路13。通过采样电路12采集电芯组20内的各电芯21的电芯电压，当任意一个电芯211的电芯电压高于过压保护电压值时，与该电芯20组对应的采样电路12输出第一检测信号，与该采样电路12对应的开关电路13在接收到第一检测信号时能生成第一驱动信号以发送给驱动电路11，驱动电路11在接收到第一驱动信号后生成过压保护信号以控制电池模块100处于禁止充电状态，进而实现当多个电芯21中存在任意一个电芯21的电芯电压高于过压保护电压值时，能够经保护电路10生成过压保护信号至电池模块100，以控制电池模块100处于禁止充电状态，进而在实现对电池模块100的过压保护的同时简化保护电路10结构的过压保护，降低了电池模块100的成本和体积。

示例性的，如图1所示，电池模块100包括2个电芯组20、2个采样电路12、2个开关电路13和1个驱动电路11。每个电芯组20内有3个电芯21，采样电路12用于采集所连接的电芯组20上各电芯21的电芯电压，并在任意一个电芯21的电芯电压高于过压保护电压值时，输出第一检测信号。每个开关电路13与对应的采样电路12连接，每个开关电路13用于在所连接的采样电路12输出第一检测信号时生成第一驱动信号。驱动电路11与各开关电路13连接，驱动电路11用于在任意一个开关电路13输出第一驱动信号时生成过压保护信号。过压保护信号输入至电池模块100的控制端，过压保护信号用于控制电池模块100处于禁止充电状态。

在本实用新型的实施例中，电池模块100可以应用于电子设备中，电子设备的具体类别不受本实施例和附图的限制，以下以电子设备具体为储能设备为例进行介绍。这里，储能设备泛指用于存储电能的设备，具体可以是用于存储电能的可移动式电源，还可以是集成有发电模组的电源设备，此处不作限制。

在一些实施例中，本实用新型实施例所提供的电池模块100内集成有电池管理系统(Battery Management System，BMS)模块，如图1所示，BMS中包括有与驱动电路11连接的其他控制电路30，控制电路30基于过压保护信号控制电池模块100处于禁止充电状态。

示例性的，电池模块100中的多个电池组20连接有充电开关和放电开关，以实现充放电功能。控制电路控制电池模块100处于禁止充电状态，即控制充电开关断开，使得外部电源不得为电池模块100进行充电。

示例性的，当过压保护电压值为8V时，电池模块100内包括2组电芯组20，每个电芯组20内有4个电芯21，若其中一个采样电路12采集到对应的电芯组中4个电芯21的电芯电压分别为7V、5V、6V与9V，由于存在一个电芯21的电芯电压为9V大于过压保护阈值8V，故此时该采样电路12会输出第一检测信号至对应的开关电路13。类似的，若两组电芯组20中均有至少一个电芯21的电芯电压高于过压保护电压值8V，则此时两个开关电路均接收到第一信号，而驱动电路11在接收到任意一个或者两个的开关电路输出的第一驱动信号时，则输出过压保护信号。采样本实用新型实施例所提供的保护电路10能够通过同时采样多组电芯组以及电芯组中多个电芯21的电芯电压，再根据采样结果与过压保护电压值对比，当存在一个电芯21过压时控制电池模块100处于禁止充电状态，进而在实现对电池模块的过压保护的同时简化电芯保护电路结构，降低了电池模块的成本和体积。

示例性的，在一些实施例中，驱动电路11将过压保护信号发送给电池模块100内电芯组100的充放电开关，通过关闭电芯组100内的充放电开关完成对电芯组100的过压保护。

需要说明的是，在一些实施例中，当任意一个电芯211的电芯电压低于欠压保护电压值时，与该电芯20组对应的采样电路12输出第一检测信号，与该采样电路12对应的开关电路13在接收到第一检测信号时能生成第一驱动信号以发送给驱动电路11，驱动电路11在接收到第一驱动信号后生成欠压保护信号以控制电池模块100处于禁止放电状态。进而在过压保护的基础上还能实现当多个电芯21中存在任意一个电芯21的电芯电压低于欠压保护电压值时，能够经保护电路10生成欠压保护信号至电池模块100，以控制电池模块100处于禁止放电状态，进而在实现对电池模块100的欠压保护的同时简化保护电路10结构，降低了电池模块100的成本和体积。

在一些实施例中，如图2所示，图2是本实用新型实施例提供的第二种保护电路的示意图。在图2中，采样电路12包括第一比较器121、最大值选取器122和与电芯组20中的电芯数量匹配的第二比较器123。每个第二比较器123的两个输入端分别连接至对应电芯21的正负极，以实现对电芯电压的采样。最大值选取器122用于获取采样电路12中的第二比较器123输出的电芯电压的最大电芯电压，并输出最大电芯电压至第一比较器121。第一比较器121用于在最大电芯电压大于过压保护电压值时输出第一检测信号。

由于电芯组20中的各个电芯21通过串联进行连接，因此通过对各电芯正21负极电压进行采样，并采用第二比较器123通过差分采样求取各电芯21的正极电芯电压和负极电芯电压的压差，能够获得该电芯对应的电芯电压，再通过最大值选取器122将各电芯电压中的最大电芯电压输入至第一比较器121中，由第一比较器121判断最大电芯电压与过压保护电压值之间的关系，当最大电芯电压大于过压保护电压值时，第一比较器121能输出第一检测信号至开关电路13，进而完成对电池模块100的过压保护。能使得本实用新型实施例所提供的保护电路能够在简化电路结构的同时完成对多个电芯21的过压保护。

示例性的，在一些实施例中，如图3所示，图3是本实用新型实施例提供的第三种保护电路的示意图。在图3中，采样电路12还包括与电芯组20中的电芯数量匹配的输入滤波单元126，每个输入滤波单元126的第一端连接至对应电芯21的正极与第二比较器123的第一输入端之间，每个输入滤波单元126的第二端连接至对应电芯21的负极与第二比较器123的第二输入端的连接之间，以实现对电芯电压的滤波。

通过在各电芯21的正负极与第二比较器123的输入端之间连接输入滤波单元126，能够滤去电芯21输入至对应的第二比较器123电信号的毛刺，提高了第二比较器123采集到的电芯电压的准确性，避免影响到本实用新型实施例所提供的保护电路10的正常工作。

示例性的，在一些实施例中，如图4所示，图4是本实用新型实施例提供的第四种保护电路的示意图。在图4中，所提供的采样电路12还包括放大器126，放大器126的输入端与第一比较器121的输出端连接，用于接收第一检测信号，并将第一检测信号放大后发送给开关电路13。

通过采用放大器126在第一比较器121输出第一检测信号时将第一检测信号放大后发送给开关电路13，能够增强第一检测信号，以确保开关电路13能够快速响应第一检测信号以完成对电池模块100的过压保护，提升了本实用新型实施例所提供的保护电路10的快速响应性。

示例性的，在一些实施例中，如图5所示，图5是本实用新型实施例提供的第五种保护电路的示意图。在图5中，采样电路12还包括输出滤波单元127，输出滤波单元127连接在第一比较器121的输出端与开关电路13之间，用于对第一比较器121输出的第一检测信号进行滤波后发送给开关电路13。

通过采用输出滤波单元127连接在第一比较器121与开关电路13之间，能够对第一比较器121所输出的第一检测信号进行滤波，避免开关电路13误生成第一驱动信号导致本实用新型实施例所提供的保护电路10的错误，提升了本实用新型实施例所提供的保护电路10的可靠性。

示例性的，在一些实施例中，如图6所示，图6是本实用新型实施例提供的第六种保护电路的示意图。在图6中，采样电路12还包括放大器126和输出滤波单元127，放大器126的输入端与第一比较器121的输出端连接，用于接收第一检测信号，并将第一检测信号放大后经输出滤波单元127发送给开关电路13。

通过采用放大器126和输出滤波单元127，能够对第一比较器121所输出的第一检测信号进行滤波和放大，提高了开关电路12输出第一检测信号的准确性，提升了本实用新型实施例所提供的保护电路10的可靠性。

在一些实施例中，如图7所示，图7是本实用新型实施例提供的第七种保护电路的示意图。在图7中，所提供的采样电路12包括最大值选取器122、与电芯组20中的电芯数量匹配的第三比较器124和与电芯组20中的电芯数量匹配的第四比较器125。每个第三比较器124的两个输入端分别连接至对应电芯21的正负极，以实现对每个电芯21的电芯电压的采样和计算，并输出各电芯的电芯电压至对应的第四比较器125。第四比较器125用于比较各电芯的电芯电压是否高于过压保护值，并在电芯电压大于过压保护电压值时生成第一检测信号。最大值选取器122用于在采样电路12中的任意一个第四比较器125输出第一检测信号时，输出第一检测信号。

通过在第三比较器124采集计算到电芯组20的各电芯21的电芯电压后，将每个电芯21的电芯电压输入至第四比较器125与过压保护电压值进行比较，最大值选取器122与各第四比较器125的输出端连接，当任意一个第四比较器125输入的电芯电压小于或等于过压保护电压值时，该第四比较器125会输出低电平信号至最大值选取器122。当任意一个第四比较器125输入的电芯电压大于过压保护电压值时，该第四比较器125会输出高电平信号至最大值选取器122。若各第四比较器125输入最大值选取器122中存在至少一个高电平信号，最大值选取器122会将所输入的高电平信号的最大值作为第一检测信号输入至开关电路13，进而完成对电池模块100的过压保护。能使得本实用新型实施例所提供的保护电路能够在简化电路结构的同时完成对多个电芯21的过压保护。

示例性的，如图8所示，图8是本实用新型实施例提供的第八种保护电路的示意图。在图8中，最大值选取器122为或门电路，即有任意一个第四比较器125输出高电平信号至或门电路时，或门电路都会将该高电平信号作为第一检测信号输出至开关电路13，进而完成对电池模块100的过压保护。

在一些实施例中，如图9所示，图9是本实用新型实施例提供的第九种保护电路的示意图。在图9中，所提供的保护电路10包括一个电芯组20，电芯组20包括5个串联的电芯21。其中nB0连接于电芯组20的负极，nB1至nB5分别连接于各个电芯21的正极。所提供的保护电路10包括驱动电路11、采样电路12和开关电路13。

采样电路12包括控制芯片U1，芯片U1内有8个端子，其中1端子为电能输入端VDD，与电芯组20的正极nB5处连接，使得电芯组20能为U1进行供电，而在电能输入端VDD与nB5的连接处还包括滤波电容C₁，用于对电芯组20输入至U1的电能输入端VDD处的电压进行滤波。芯片的2至7端子为输入端子分别与对应的nB0至nB5连接，且相邻两个输入端子之间的压差即为对应的电芯21的电芯电压。控制芯片U1的8端子为输出端子CO，用于在存在电芯21的电芯电压大于过压保护电压值时，输出第一检测信号至开关电路13。

在一些实施例中，开关电路13包括至少一个第一开关管、二极管、第一限流电阻和驱动电阻，第一开关管的发射极与采样电路连接，用于接收采样电路输出的第一检测信号，第一开关管的集电极与二极管的阳极连接，第一开关管的基极经驱动电阻接地，二极管的阴极经第一限流电阻与驱动电路连接；其中，当第一开关管的发射极接收到第一检测信号时，第一开关管导通，第一开关管的集电极输出第一驱动信号经二极管及第一限流电阻至驱动电路。

示例性的，如图9所示，开关电路13包括三极管Q₁、防反二极管D₁、驱动电阻R₇和限流电阻R₈，其中，上述第一开关管为三极管Q₁、二极管为防反二极管D₁，第一限流电阻为电阻R₈，驱动电阻为电阻R₇。Q₁的发射极(Emitter，e)与芯片U1的输出端子CO连接，三极管Q1的基极(Base，b)经限流电阻R₇接地，三极管Q1的集电极(Collector，c)与防反二极管D₁的阳极A连接，D₁的阴极K经限流电阻R₈与驱动电路11连接。其中驱动电阻R₇用于在Q₁的发射极未接收到U1的输出端子CO发送的第一检测信号时，拉低Q₁的基极的电位，进而能经Q₁的集电极输出第一驱动信号至驱动电路。防反二极管D₁用于避免三极管Q₁与MOS管Q₂回路上的电流倒灌导致芯片U1损坏，而限流电阻R₈用于保护驱动电路11，避免由于第一驱动信号过大导致驱动电路11烧毁。

在一些实施例中，驱动电路11包括至少一个第一MOS管、第二开关管、滤波电阻、滤波电容、第二限流电阻、偏执电阻和下拉电阻，第一MOS管的栅极与各开关电路连接，用于接收开关电路发送的第一驱动信号，第一MOS管的源极接地，在第一MOS管的栅极和源极间分别连接有滤波电容和滤波电阻，第一MOS管的漏极经第二限流电阻与第二开关管的基极连接，第二开关管的发射极连接电池模块的供电端，第二开关管的发射极和基极之间连接有偏执电阻，第二开关管的集电极连接控制电路，第二开关管的集电极和控制电路间连接有下拉电阻的第一端，下拉电阻的第二端接地；其中，当第一MOS管的栅极接收到第一驱动信号时，第一MOS管导通，第一MOS管的漏极输出第二驱动信号至第二开关管的基极，以导通第二开关管，第二开关管输出过压保护信号至控制电路，过压保护信号用于控制电池模块处于禁止充电状态。

示例性的，如图9所示，驱动电路11包括MOS管Q₂、三极管Q₃、滤波电容C₇、滤波电阻R₉、限流电阻R₁₀、偏置电阻R₁₁以及下拉电阻R₁₂。其中，上述第一MOS管为MOS管Q₂、第二开关管为三极管Q₃、滤波电容为电容C₇，第二限流电阻为电阻R₁₀、偏执电阻为电阻R₁₁和下拉电阻为电阻R₁₂。MOS管Q₂的栅级(Gate，G)经限流电阻R₈及防反二极管D₁与三极管Q₁连接，Q₂的漏极(Drain，D)经限流电阻R₁₀与三极管Q₃的基极连接，Q₂的源级(Source，S)接地。Q₃的发射极连接电池模块100的供电端VDD_1，Q₃的集电极经下拉电阻R₁₂接地，下拉电阻R₁₂在三极管Q₃未导通时能将Q₃的集电极拉至最低，Q₃的集电极还与电池模块内集成的BMS模块连接。Q₃的基极和发射极间连接有偏置电阻R₁₁，偏置电阻R₁₁能为Q₃的基极提供合适的偏置电流，使Q₃处在适当的静态工作点。当Q₂的栅级接收到Q₁发送的第一驱动信号后，Q₂导通能经漏级向Q₃的基极发送第二驱动信号，使得Q₃导通且向BMS模块发送过压保护信号，使得电池模块100处于禁止充电状态。

示例性的，在一些实施例中，如图10所示，图10是本实用新型实施例提供的第十种保护电路的示意图。在图10中，所提供的保护电路10包括三个电芯组20，每电芯组20包括5个串联的电芯21。其中nB0连接于电芯组20的负极，nB1至nB5分别连接于各个电芯21的正极。所提供的保护电路10包括一个驱动电路11、三个采样电路12和三个开关电路13。

通过一个驱动电路11与三个电芯组20所对应的开关电路13进行连接，当存在任一电芯组20中存在电芯21的电芯电压大于过压保护电压值时，该电芯组20的采样电路12能输出第一检测信号至对应的开关电路13，以生成第一驱动信号至驱动电路11，使得电池模块100处于禁止充电状态。本实用新型所提供的保护电路10通过一个驱动电路11能够完成对多个电芯21的过压保护，电路结构得到大幅简化。

本实用新型提供了一种保护电路，应用于电池模块中，通过采样电路采集电池模块中的电芯组上各电芯的电芯电压，并在电芯电压高于过压保护电压值时，输出第一检测信号至开关电路以生成第一驱动信号，驱动电路接收到第一驱动信号后生成过压保护信号至电池模块中的其他控制电路，使得控制电路根据过压保护信号控制电池模块处于禁止充电状态。进而在实现对电池模块的过压保护的同时简化电芯保护电路结构，降低了电池模块的成本和体积。

请参阅图11，图11是本实用新型实施例提供的一种电池模块的结构示意图。如图11所示，电池模块100包括：电池模组30和本实用新型实施例所提供的保护电路10。其中，电池模组包括至少一个电芯组，电芯组包括若干个串联的电芯，保护电路10与电池模组30连接，用于当电池模组30的电芯电压高于过压保护电压值时，输出过压保护信号至电池模组30以控制电池模组30处于禁止充电状态。

在一些实施例中，电池模块100所应用的电子设备可以是电源设备或储能设备，本实施例不对电池模块100所应用的电子设备的类型进行限制。

在一些实施例中，保护电路10可参照图1至图10的示例进行设置。例如，保护电路10包括上述实施例所提供的驱动电路11、至少一个采样电路12和至少一个开关电路13，保护电路10的具体设置方式可参照本实用新型说明书记载的对应实施例，本实施例在此不再赘述。

在一些实施例中，如图12所示，图12是本实用新型实施例提供的另一种电池模块的结构示意图。在图12中，电池模块30还包括电池管理系统40，电池管理系统40与保护电路10及电池模组30连接，用于当收到过压保护信号时控制电池模组30处于禁止充电状态。

通过在电池模块100中加入电池管理系统40，能够在电池模组30中存在电芯的电芯电压大于过压保护电压值时快速控制电池模组30处于禁止充电状态，提升本实用新型实施例所提供的电池模块的安全性和可靠性。

本实用新型提供了一种电池模块，包括电池模组和保护电路，当电池模组的电芯电压高于过压保护电压值时，保护电路能输出过压保护信号至电池模组控制电池模组处于禁止充电状态，能够快速完成对电池模组内多个电芯的过压保护，提高了电池模块的安全性能，并使得电子产品的小型化和低成本研发能够基于本实用新型所提供的电池模块加以开展。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种保护电路，其特征在于，应用于电池模块中；所述电池模块包括至少一个电芯组，所述电芯组包括若干个串联的电芯；所述保护电路包括驱动电路、至少一个采样电路和至少一个开关电路；

所述采样电路与所述电芯组连接，用于采集所述电芯组上各电芯的电芯电压，并在任意一个所述电芯电压高于过压保护电压值时，输出第一检测信号；

所述开关电路与所述采样电路连接，用于在所述采样电路输出所述第一检测信号时生成第一驱动信号；

所述驱动电路与各所述开关电路连接，用于在任意一个所述开关电路输出所述第一驱动信号时生成过压保护信号；所述过压保护信号用于控制所述电池模块处于禁止充电状态。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述采样电路包括第一比较器、最大值选取器和与所述电芯组中的电芯数量匹配的第二比较器；每个第二比较器的两个输入端分别连接至对应电芯的正负极，以实现对所述电芯电压的采样；所述最大值选取器用于获取所述采样电路中的第二比较器输出的电芯电压的最大电芯电压，并输出所述最大电芯电压至所述第一比较器；所述第一比较器用于在所述最大电芯电压大于所述过压保护电压值时输出所述第一检测信号。

3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述采样电路包括最大值选取器、与所述电芯组中的电芯数量匹配的第三比较器和与所述电芯组中的电芯数量匹配的第四比较器；每个所述第三比较器的两个输入端分别连接至对应电芯的正负极，以实现对所述电芯电压的采样，并输出电芯电压至所述第四比较器；所述第四比较器用于在所述电芯电压大于所述过压保护电压值时生成第一检测信号；所述最大值选取器用于在所述采样电路中的任意一个所述第四比较器输出所述第一检测信号时，输出所述第一检测信号。

4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述最大值选取器为或门电路。

5.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述采样电路还包括与所述电芯组中的电芯数量匹配的输入滤波单元，每个所述输入滤波单元的第一端与第二端分别连接至对应所述电芯的正负极与所述第二比较器的两个输入端的连接之间，以实现对所述电芯电压的滤波。

6.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述采样电路还包括放大器，所述放大器的输入端与所述第一比较器的输出端连接，用于接收所述第一检测信号，并将所述第一检测信号放大后发送给所述开关电路；和/或

所述采样电路还包括输出滤波单元，所述输出滤波单元连接在所述第一比较器的输出端与所述开关电路之间，用于对所述第一比较器输出的所述第一检测信号进行滤波后发送给所述开关电路。

7.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，

所述开关电路包括至少一个第一开关管、二极管、第一限流电阻和驱动电阻，所述第一开关管的发射极与所述采样电路连接，用于接收所述采样电路输出的所述第一检测信号，所述第一开关管的集电极与所述二极管的阳极连接，所述第一开关管的基极经所述驱动电阻接地，所述二极管的阴极经所述第一限流电阻与所述驱动电路连接；

其中，当所述第一开关管的发射极接收到所述第一检测信号时，所述第一开关管导通，所述第一开关管的集电极输出所述第一驱动信号经所述二极管及所述第一限流电阻至所述驱动电路。

8.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述驱动电路包括至少一个第一MOS管、第二开关管、滤波电阻、滤波电容、第二限流电阻、偏执电阻和下拉电阻，所述第一MOS管的栅极与各所述开关电路连接，用于接收所述开关电路发送的第一驱动信号，所述第一MOS管的源极接地，在所述第一MOS管的栅极和源极间分别连接有所述滤波电容和滤波电阻，所述第一MOS管的漏极经所述第二限流电阻与所述第二开关管的基极连接，所述第二开关管的发射极连接所述电池模块的供电端，所述第二开关管的发射极和基极之间连接有所述偏执电阻，所述第二开关管的集电极连接控制电路，所述第二开关管的集电极和控制电路间连接有所述下拉电阻的第一端，所述下拉电阻的第二端接地；

其中，当所述第一MOS管的栅极接收到所述第一驱动信号时，所述第一MOS管导通，所述第一MOS管的漏极输出第二驱动信号至所述第二开关管的基极，以导通所述第二开关管，所述第二开关管输出所述过压保护信号至所述控制电路，所述过压保护信号用于控制所述电池模块处于禁止充电状态。

9.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块包括电池模组和权利要求1-8中任一项所述的保护电路，所述电池模组包括至少一个电芯组，所述电芯组包括若干个串联的电芯，所述保护电路与所述电池模组连接，用于当所述电池模组的电芯电压高于过压保护电压值时，输出过压保护信号至所述电池模组以控制所述电池模组处于禁止充电状态。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块还包括电池管理系统，所述电池管理系统与所述保护电路及电池模组连接，用于当收到所述过压保护信号时控制所述电池模组处于禁止充电状态。