本發明屬于蓄電池技術領域，尤其涉及一種電池系統。

背景技術：

鋰電池通常由多個鋰離子單體電池串聯而成。目前常規的電池組充電器一般采用充電器對電池組進行串聯充電。現有技術中還存在多種鋰電池均衡充電的方法，一般采用分組均衡的方式，即將串聯的所有單體電池進行分組，每組電池都有一個均衡器負責組內各單體電池之間的能量均衡。

電池均衡充電的方法雖然能提高電池組的整體充電飽和度，但其接口為特殊設計，不通用。而常規的電池充電器較為常見，通用性好。然而，由于常規充電器的充電接口與均衡充電器的接口不同，兩者之間互不兼容，所以現有技術中存在無法兼容常規充電器和均衡充電器對電池組進行充電的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電池系統，旨在解決現有技術中存在無法兼容常規充電器和均衡充電器對電池組進行充電的問題。

本發明提供了一種電池系統，包括電池組和多個充電模塊，所述電池組內包括多個單體電芯，所述充電模塊與所述單體電芯的數量相同，每個所述充電模塊一一對應地對每個所述單體電芯進行均衡充電，所述電池系統還包括：

電池保護模塊，所述電池保護模塊的每個電壓連接端分別連接每個所述單體電芯的正極，所述電池保護模塊根據所述單體電芯的電壓生成相應的控制信號；

開關控制模塊，所述開關控制模塊連接所述電池保護模塊，所述開關控制模塊根據所述控制信號執行通斷操作；

過流保護器，連接在所述電池組和所述開關控制模塊之間，所述過流保護器用于其所在的電路線路過流時斷開；

通用接口模塊，所述通用接口模塊的第一端連接所述開關控制模塊，所述通用接口模塊的第二端連接所述電池保護模塊，所述通用接口模塊的第三端接地，所述通用接口模塊用于連接外部充電器以對所述電池組進行充電。

本發明通過在電池組外圍集成多個充電模塊實現電池組的均衡充電，集成電池保護模塊、開關控制模塊、過流保護器及通用接口模塊實現電池組的常規充電，本發明具有既可常規充電又能均衡充電的功能，解決了現有技術中存在無法兼容常規充電器和均衡充電器對電池組進行充電的問題。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的一種電池系統的模塊結構圖；

圖2是本發明實施例提供的一種電池系統的電路結構圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明實施例通過在電池組外圍集成多個充電模塊實現電池組的均衡充電，集成電池保護模塊、開關控制模塊、過流保護器及通用接口模塊實現電池組的常規充電，本發明實施例具有既可常規充電又能均衡充電的功能，解決了現有技術中存在無法兼容常規充電器和均衡充電器對電池組進行充電的問題。

圖1示出了本發明實施例所提供的一種電池系統的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下：

一種電池系統，包括電池組500和多個充電模塊(C1～Cn)，電池組500內包括多個單體電芯(B1～Bn)，充電模塊與單體電芯的數量相同，每個充電模塊一一對應地對每個單體電芯進行均衡充電。

該電池系統還包括：

電池保護模塊100，電池保護模塊100的每個電壓連接端分別連接每個單體電芯的正極，電池保護模塊100根據單體電芯的電壓生成相應的控制信號；

開關控制模塊300，開關控制模塊300連接電池保護模塊100，開關控制模塊300根據上述控制信號執行通斷操作；

過流保護器200，連接在電池組500和開關控制模塊300之間，過流保護器200用于其所在的電路線路過流時斷開；

通用接口模塊400，通用接口模塊400的第一端連接開關控制模塊300，通用接口模塊400的第二端連接電池保護模塊100，通用接口模塊400的第三端接地，通用接口模塊400用于連接外部充電器以對電池組500進行充電。

具體的，電池組500為鋰電池。

具體的，單體電芯包括一個電芯或多個相同類型且依次串聯的電芯。

具體的，過流保護器200為熔斷器F1。熔斷器F1可以采用SFJ系列的保護器。

電池組500內的各單體電芯為串聯結構，由于原材料、生產工藝等多種因素造成各單體電芯的性能不會完全相同，故在電池組500充電時，如果各單體電芯之間的充電狀態失配或容量、能量失配會影響整個電池組500的容量。例如在充電期間，由于部分單體電芯的內阻增大，單體電芯的電壓很快達到充電限制電壓并繼續上升，造成過充電同時伴隨溫度的快速上升，而其它大部分單體電芯雖然沒有達到充電限制電壓，但常規充電器會因為電池組500的總電壓已經達到充電限制電壓而結束充電。尤其，當某單體電芯嚴重過充電，可能會因為過熱而發生爆炸等危險?；诖?，采用均衡充電的方法避免這些危險發生。均衡充電的方法能夠平衡電池組500中各單體電芯的電壓，使所有單體電芯具有相同或相近的電壓，實現電池組500充電時所有單體電芯同時達到充電限制電壓。本發明采用與電池組500內單體電芯數量相同的充電模塊實現電池組500的均衡充電，以提高電池組500的整體充電飽和度。

電池保護模塊100檢測各個單體電芯的電壓，根據電壓數據輸出控制信號給后級電路，實現電池保護，其具有過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護功能。

開關控制模塊300用于在電池組500發生過充電或過放電情況時，斷開所在的電池組500充放電線路，將電池組500和電源或負載的連接斷開。

過流保護器200在線路電流過大時斷開電池組500和電源或負載的連接，實現短路保護。

通用接口模塊400提供本發明實施例與常規充電器的連接接口。

具體的，電池組500的正極連接過流保護器200的第一端，過流保護器200的第二端連接開關控制模塊300的第一端，開關控制模塊300的第二端連接通用接口模塊400的第一端，電池組500的負極接地。

具體的，電池保護模塊100的第一位控端、第二位控端及第三位控端分別連接開關控制模塊300的第三端、第四端及第五端，電池保護模塊100的第四位控端連接通用接口模塊400的第二端。

進一步地，圖2示出了本發明具體實施例所提供的一種電池系統的電路結構，為了便于說明，僅示出了與本發明具體實施例相關的部分，詳述如下：

本發明實施例以4節電芯串聯的鋰電池為例做具體說明。

具體的，充電模塊的數量為4個，單體電芯的數量為4個。

具體的，電池保護模塊100包括：電池保護芯片U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R11、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6及電容C19。

電池保護芯片U1的充電控制連接端子COP為電池保護模塊100的第二位控端；電池保護芯片U1的第一電壓檢測端子VMP為電池保護模塊100的第三位控端；電池保護芯片U1的放電控制連接端子DOP為電池保護模塊100的第一位控端；電池保護芯片U1的第二電壓檢測端子VINI為電池保護模塊100的第四位控端；電池保護芯片U1的第一電容連接端子CDT和第二電容連接端子CCT分別連接電容C4的第一端和電容C5的第一端；電池保護芯片U1的負電壓連接端子VSS與電容C4的第二端、電容C5的第二端、電容C6的第一端及電阻R11的第一端短接，電阻R11的第二端接地；電池保護芯片U1的第一懸空端子NC和第二懸空端子NC’懸空；電池保護芯片U1的切換端子SEL接電阻R5的第一端；電池保護芯片U1的控制端子CTL接電阻R4的第一端，電阻R4的第二端接電阻R11的第一端；電池保護芯片U1的第一正電壓連接端子VC4同時連接電容C19的第一端和電阻R6的第一端，電阻R6的第二端為電池保護模塊100的第一電壓連接端；電池保護芯片U1的第二正電壓連接端子VC3同時連接電容C1的第一端和電阻R3的第一端，電阻R3的第二端為電池保護模塊100的第二電壓連接端；電池保護芯片U1的第三正電壓連接端子VC2同時連接電容C2的第一端和電阻R2的第一端，電阻R2的第二端為電池保護模塊100的第三電壓連接端；電池保護芯片U1的第四正電壓連接端子VC1同時連接電容C3的第一端和電阻R1的第一端，電阻R1的第二端為電池保護模塊100的第四電壓連接端；電池保護芯片U1的第五正電壓連接端子VDD接與電阻R5的第二端、電容C6的第二端、電容C1的第二端、電容C2的第二端、電容C3的第二端、電容C19的第二端共同連接電阻R1的第二端。

進一步地，電池保護芯片U1可以是型號為S-8254的鋰離子充放電芯片。

具體的，開關控制模塊300包括：二極管Q1、二極管Q2、第一開關管Q8、第二開關管Q9、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R12、電容C7及電容C8。

電容C7的第一端、二極管Q1的陰極及第一開關管Q8的源極共接于開關控制模塊300的第一端，電容C7的第二端接電容C8的第一端，二極管Q1的陽極、第一開關管Q8的漏極、二極管Q2的陽極及第二開關管Q9的漏極短接，電容C8的第二端、二極管Q2的陰極及第二開關管Q9的源極共接于開關控制模塊300的第二端，第一開關管Q8的柵極接電阻R8的第一端，電阻R8的第二端為開關控制模塊300的第三端，第二開關管Q9的柵極、電阻R10的第一端及電阻R12的第一端短接，電阻R10的第二端為開關控制模塊300的第四端，電阻R12的第二端和電阻R9的第一端共接于二極管Q2的陰極，電阻R9的第二端為開關控制模塊300的第五端。

具體的，第一開關管Q8和第二開關管Q9均為MOS管。

具體的，通用接口模塊400包括：溫度傳感器RT、電阻R7、電阻R13、電容C9、電容C10、第一對外接口P+、第二對外接口T及第三對外接口P-。

電容C9的第一端和第一對外接口P+共接于通用接口模塊400的第一端，電阻R7的第一端接通用接口模塊400的第二端，電阻R13的第一端接通用接口模塊400的第三端，電容C9的第二端接電容C10的第一端，電容C10的第二端、電阻R7的第二端及電阻R13的第二端共接于第三對外接口P-，溫度傳感器RT連接在第二對外接口T和第三對外接口P-之間。

具體的，溫度傳感器RT為熱敏電阻。

以下結合工作原理對上述的電池系統作進一步說明：

如圖2所示，充電模塊C1～C4和單體電芯B1～B4一一對應連接，從而實現電池組500的均衡充電。電池保護芯片U1在電池組500進行常規充電或放電時發揮保護作用。電池組500進行常規充電或放電時通過通用接口模塊400連接外部充電器或負載。電池保護芯片U1檢測各個單體電芯B1～B4的電壓并輸出控制信號給開關控制模塊300以控制充電或放電線路的通斷。當電池組500的電壓過高時，電池保護芯片U1的充電控制連接端子COP輸出信號使第二開關管Q9斷開，即斷開電池組500與外部充電器的連接。當電池組500的電壓過低時，電池保護芯片U1的放電控制連接端子DOP輸出信號使第一開關管Q8斷開，即斷開電池組500與外部負載的連接。

本發明實施例通過在電池系統中集成實現均衡充電的電路和實現常規充電的電路，具有既可常規充電又能均衡充電的功能，解決了現有技術中存在無法兼容常規充電器和均衡充電器對電池組進行充電的問題。本發明實施例中設置電池保護模塊100和開關控制模塊300保證了電池系統的安全性和可靠性。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。