用于电池包的监控设备

1.一种用于电池包的监控设备，其特征在于，包括：
电芯监控单元，用于监控电芯的电压值并确定所述电压值是否为异常电压，所述异常电压包括过压和欠压；
与所述电芯监控单元相连的电压输出电路，用于在所述电芯监控单元确定所述电压值为过压时输出过压信号或确定所述电压值为欠压时输出欠压信号；
与所述电压输出电路相连的充电单元，用于识别所述过压信号并控制电芯停止充电；
以及，
与所述电压输出电路相连的放电单元，用于识别所述欠压信号并控制电芯停止放电。
2.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，
所述电压输出电路包括分别与所述电芯监控单元相连的过压信号处理电路、欠压信号处理电路，且所述过压信号处理电路的输出端和所述欠压信号处理电路的输出端相连后连接至所述充电单元、所述放电单元。
3.根据权利要求2所述的监控设备，其特征在于，所述过压信号处理电路包括：
第一MOS管、第二MOS管、第一稳压管和第二稳压管，第一MOS管的栅极与所述电芯监控单元相连，第一MOS管的源极与第二MOS管的源极相连，第一MOS管的漏极连接一接地的第一分压电阻，第二MOS管的源极和栅极之间连接一与第一分压电阻串联的第二分压电阻，第二MOS管的漏极通过第一稳压管、第三分压电阻连接至所述充电单元、所述放电单元，所述第三分压电阻与第二稳压管相连，且第二稳压管并联一第四分压电阻。
4.根据权利要求3所述的监控设备，其特征在于，
所述第三分压电阻通过一普通二极管连接至所述充电单元、所述放电单元。
5.根据权利要求3所述的监控设备，其特征在于，
第一MOS管的栅极与第二MOS管的源极之间连接一上拉电阻，且第二MOS管的源极连接至电芯的正极。
6.根据权利要求3所述的监控设备，其特征在于，所述欠压信号处理电路包括：
第三MOS管和第四MOS管，第三MOS管的栅极与所述电芯监控单元相连，第三MOS管的漏极和第四MOS管的栅极相连，第三MOS管的源极和第四MOS管的源极均连接至参考地，第四MOS管的漏极通过一下拉电阻连接至所述充电单元、所述放电单元。
7.根据权利要求6所述的监控设备，其特征在于，
第三MOS管的漏极通过一第五分压电阻连接至电芯的正极，第四MOS管的栅极和源极之间并联一与所述第三分压电阻串联的第六分压电阻。
8.根据权利要求6所述的监控设备，其特征在于，
第三MOS管的栅极通过一限流电阻连接至所述电芯监控单元，且第三MOS管的栅极与源极之间并联一电阻。
9.根据权利要求2所述的监控设备，其特征在于，
所述电芯监控单元由芯片的型号为CW1072构成。
10.根据权利要求1‑9种任一项所述的监控设备，其特征在于，
所述电池包集成有电芯的正极端口、电芯的负极端口、电压输出电路的异常电压检测端口以及NTC温度检测端口。

用于电池包的监控设备\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及电池包电芯电压检测的技术领域，尤其涉及一种用于电池包的监控设备。\n背景技术\n[0002] 目前对电池包单节电芯电压的监测和控制属于对直流产品的一个基本要求。过去的一些老旧设计，由于产品外形及接口数量的限制，并没有满足上述的要求，其仅在充电状况下才具有OV(Over Voltage，单节过压)信号通过电池包插片输出的功能。由此，导致对电池包内电芯电压的监控功能单一，并不能满足“OV、UV(under voltag，欠压)、正常”三种状况信号的监控。\n[0003] 有鉴于此，有必要对现有技术中的电池包的结构和监控方案予以改进，以解决上述问题。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型的目的在于揭示一种用于电池包的监控设备，解决了现有技术中的电池包由于外形及接口数量的限制而导致对电芯电压的监控功能单一的问题。\n[0005] 为实现上述目的之一，本实用新型提供了一种用于电池包的监控设备，包括：\n[0006] 电芯监控单元，用于监控电芯的电压值并确定所述电压值是否为异常电压，所述异常电压包括过压和欠压；\n[0007] 与所述电芯监控单元相连的电压输出电路，用于在所述电芯监控单元确定所述电压值为过压时输出过压信号或确定所述电压值为欠压时输出欠压信号；\n[0008] 与所述电压输出电路相连的充电单元，用于识别所述过压信号并控制电芯停止充电；以及，\n[0009] 与所述电压输出电路相连的放电单元，用于识别所述欠压信号并控制电芯停止放电。\n[0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述电压输出电路包括分别与所述电芯监控单元相连的过压信号处理电路、欠压信号处理电路，且所述过压信号处理电路的输出端和所述欠压信号处理电路的输出端相连后连接至所述充电单元、所述放电单元。\n[0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述过压信号处理电路包括：\n[0012] 第一MOS管、第二MOS管、第一稳压管和第二稳压管，第一MOS管的栅极与所述电芯监控单元相连，第一MOS管的源极与第二MOS管的源极相连，第一MOS管的漏极连接一接地的第一分压电阻，第二MOS管的源极和栅极之间连接一与第一分压电阻串联的第二分压电阻，第二MOS管的漏极通过第一稳压管、第三分压电阻连接至所述充电单元、所述放电单元，所述第三分压电阻与第二稳压管相连，且第二稳压管并联一第四分压电阻。\n[0013] 作为本实用新型的进一步改进，所述限流电阻通过一普通二极管连接至所述充电单元、所述放电单元。\n[0014] 作为本实用新型的进一步改进，第一MOS管的栅极与第二MOS管的源极之间连接一上拉电阻，且第二MOS管的源极连接至电芯的正极。\n[0015] 作为本实用新型的进一步改进，所述欠压信号处理电路包括：\n[0016] 第三MOS管和第四MOS管，第三MOS管的栅极与所述电芯监控单元相连，第三MOS管的漏极和第四MOS管的栅极相连，第三MOS管的源极和第四MOS管的源极均连接至参考地，第四MOS管的漏极通过一下拉电阻连接至所述充电单元、所述放电单元。\n[0017] 作为本实用新型的进一步改进，第三MOS管的漏极通过一第五分压电阻连接至电芯的正极，第四MOS管的栅极和源极之间并联一与所述第三分压电阻串联的第六分压电阻。\n[0018] 作为本实用新型的进一步改进，第三MOS管的栅极通过一限流电阻连接至所述电芯监控单元，且第三MOS管的栅极与源极之间并联一电阻。\n[0019] 作为本实用新型的进一步改进，所述电芯监控单元由芯片的型号为CW1072构成。\n[0020] 作为本实用新型的进一步改进，所述电池包集成有电芯的正极端口、电芯的负极端口、电压输出电路的异常电压检测端口以及NTC温度检测端口。\n[0021] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：\n[0022] 本实用新型的用于电池包的监控设备通过电芯监控单元监控电芯的电压值以确定电压值是否为异常电压(过压或欠压)，并通过电压输出电路根据电芯监控单元确定电压值为过压时输出过压信号或确定电压值为欠压时输出欠压信号，同时可通过电压输出电路根据电芯监控单元确定电压值为正常电压时输出(也可不输出)正常电压信号，从而通过充电单元识别过压信号以控制电芯停止充电或通过放电单元识别欠压信号以控制电芯停止放电，从而通过电压输出电路的输出端即可实现对电池包的过压、欠压以及正常电压三种状态的监控。如此，解决了现有技术中的电池包由于外形及接口数量的限制而导致对电芯电压的监控功能单一的问题。\n附图说明\n[0023] 图1为本实用新型一个实施例的用于电池包的监控设备的示意性结构框图；\n[0024] 图2为本实用新型另一个实施例的用于电池包的监控设备的示意性结构框图；\n[0025] 图3为本实用新型一个实施例的电池包的示意性结构图；\n[0026] 图4为本实用新型一个实施例的过压信号处理电路的电路结构图；\n[0027] 图5为本实用新型一个实施例的欠压信号处理电路的电路结构图。\n具体实施方式\n[0028] 下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。\n[0029] 如图1所示，本实施例提供一种用于电池包的监控设备，包括：配置于电池包内的电芯监控单元200，用于监控电池包内电芯100的电压值并确定电压值是否为异常电压，异常电压包括过压和欠压(其中，监控电芯100的电压值是否为异常电压，是指若单节电芯的电压大于4.2V，则确定该电压值为过压；若单节电芯的电压小于2.7V，则确定该电压值为欠压；若单节电芯的电压在2.7V至4.2V之间，则该电压值为正常电压)；配置于电池包内且与电芯监控单元200相连的电压输出电路300，用于在电芯监控单元200确定电压值为过压时输出过压信号或确定电压值为欠压时输出欠压信号；配置于电池包外且与电压输出电路\n300相连的充电单元400，用于识别过压信号并控制电芯100停止充电；以及，配置于电池包外且与电压输出电路300相连的放电单元500，用于识别欠压信号并控制电芯100停止放电。\n其中，如图2所示，电压输出电路300包括分别与电芯监控单元200相连的过压信号处理电路\n301、欠压信号处理电路302，且过压信号处理电路301的输出端和欠压信号处理电路302的输出端相连后连接至充电单元400、放电单元500。\n[0030] 在本实施例中，电芯监控单元200确定其所监控的电芯的电压值是否为异常电压、充电单元400识别过压信号并控制电芯停止充电、放电单元500识别欠压信号并控制电芯停止放电的具体过程或方法为本领域技术人员所熟知的技术，对此不再赘述。其中，电芯监控单元200可由芯片的型号为CW1072构成，其监控电芯电压值的具体过程为本领域技术人员所熟知的技术，对此不再详细说明。\n[0031] 如图3所示，电池包集成有电芯100的正极端口B+、电芯100的负极端口B‑、电压输出电路300的异常电压检测端口OV/UV以及温度检测端口NTC。若监测的电芯电压为过压时，则通过异常电压检测端口输出过压信号；若监测的电芯电压为欠压时，则通过异常电压检测端口输出欠压信号；若监测的电芯电压为正常电压，则通过异常电压检测端口输出正常电压信号。如此，通过统一端口(异常电压检测端口)对电池包的三种状态进行监控和输出。\n同时，由于本实施例仅在电池包的结构上对接口做了扩展，因此，本实施例的电池包与原来的电池包可以通用，从而降低了成本。\n[0032] 需要说明的是，电池包内部电路不监控电池包的温度，只负责通过热敏电阻(图中未示出)将电池包的温度信号持续传给外面的充放电设备(即充电单元400和放电单元\n500)，让充放电设备确定是否对电池包进行保护，一般外部充电的高温为50度左右，放电高温为70度左右，低温为‑5～‑2度。\n[0033] 本实施例的用于电池包的监控设备通过电芯监控单元200监控电芯100的电压值以确定电压值是否为异常电压(过压或欠压)，并通过电压输出电路300根据电芯监控单元\n200确定电压值为过压时输出过压信号或确定电压值为欠压时输出欠压信号，同时可通过电压输出电路300根据电芯监控单元200确定电压值为正常电压时输出(也可不输出，当不输出时，默认为电芯监控单元200所监控的电芯100电压为正常范围内的电压值)正常电压信号，从而通过充电单元400识别过压信号以控制电芯100停止充电或通过放电单元500识别欠压信号以控制电芯100停止放电，从而通过电压输出电路300的输出端(即异常电压检测端口OV/UV)即可实现对电池包的过压、欠压以及正常电压三种状态的监测和控制，以延长电池包的使用寿命。如此，解决了现有技术中的电池包由于外形及接口数量的限制而导致对电芯电压的监控功能单一的问题。\n[0034] 具体而言，如图4所示，过压信号处理电路301包括：第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一稳压管Z1和第二稳压管Z2，第一MOS管Q1的栅极与电芯监控单元200相连，[0035] 第一MOS管Q1的源极与第二MOS管Q2的源极相连，第一MOS管Q1的漏极连接一接地的第一分压电阻R1，第二MOS管Q2的源极和栅极之间连接一与第一分压电阻R1串联的第二分压电阻R2，第二MOS管Q2的漏极通过第一稳压管Z1(第一稳压管Z1的负极与第二MOS管Q2的漏极相连)、限流电阻R3连接至充电单元400、放电单元500，第三分压电阻R3与第二稳压管Z2相连，且第二稳压管Z2并联一与第三分压电阻R3串联的分压电阻R4。第三分压电阻R3通过一普通二极管Z3连接至充电单元400、放电单元500(普通二极管Z3的正极与R3相连，第二稳压管Z2的正极接地)，第二稳压管Z2的负极还连接一接地的旁路电容C1。第一MOS管Q1的栅极与第二MOS管Q2的源极之间连接一上拉电阻R5连接至充电单元400(以及放电单元\n500)的正极P+(电芯100的正极B+与充电单元400的正极P+相连)，且第二MOS管Q2的源极连接至充电单元400的正极P+。\n[0036] 应理解，当电芯监控单元200监测电芯过压(即高于4.2V)时，假设该过压为4.3V，第一MOS管Q1的栅极电压(即V1)被下拉至接地(变成高阻态)，此时Q1截止，充电单元400的正极P+通过第一分压电阻R1、第二分压电阻R2分压以使Q2导通，由此，正极P+处的电压通过Z1的稳压压降(如12V)降压，并通过第三分压电阻R3、第四分压电阻R4分压之后经过Z2的稳压压降(如5.6V)和普通二极管Z3，最后输出电压大概为5‑5.5V左右的过压信号。充电单元\n400(具体比如充电器内部配置的单片机)通过异常电压检测端口OV/UV识别该5‑5.5V左右的过压信号，则关闭充电回路中的开关管(图中未示出)，以停止对电芯100进行充电。\n[0037] 如图5所示，欠压信号处理电路302包括：第三MOS管Q3和第四MOS管Q4，第三MOS管Q3的栅极与电芯监控单元200相连，第三MOS管Q3的漏极和第四MOS管Q4的栅极相连，第三MOS管Q3的源极和第四MOS管Q4的源极均连接至参考地GND，第四MOS管Q4的漏极通过一下拉电阻R6连接至充电单元400、放电单元500。第三MOS管Q3的漏极通过一第五分压电阻R7连接至充电单元400(以及放电单元500)的正极P+，第四MOS管Q4的栅极和源极之间并联一与第五分压电阻R7串联的第六分压电阻R8。第三MOS管Q3的栅极通过一限流电阻R9连接至电芯监控单元200，且第三MOS管的栅极与源极之间并联一电阻R10。\n[0038] 应理解，当电芯监控单元200监测电芯欠压(即低于2.7V)时，假设该欠压为2.5V，则V2由高电平变成低电平，第三MOS管Q3由导通变成截止，正极P+处的电压通过第五分压电阻R7、第六分压电阻R8分压，以控制第四MOS管Q4导通，下拉电阻R6由于第四MOS管Q4导通下拉至接地，输出欠压信号，此时，放电单元500通过OV‑UV识别下拉电阻R6下拉至接地(即欠压信号)，关闭放电开关管(图中未示出)，控制电池包中电芯停止放电。\n[0039] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。\n[0040] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。\n[0041] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

暂无