[发明专利]一种基于阻断式PTC的电池保护装置及其方法

说明书

本发明公开了一种基于阻断式PTC的电池保护装置及其方法，该装置包括阻断式PTC、均衡单元和总电压监测单元；阻断式PTC串联在锂电池组的充放电主回路中，均衡单元内包括若干个受MOS开关控制的均衡电阻，每个均衡电阻分别跨接在对应电芯的两端，且均贴合在阻断式PTC的一侧；总电压监测单元分别与每个电芯连接和每个MOS开关连接。该方法为通过旁路均衡电阻发热对高压电芯进行均衡，以平衡一致性；同时充分利用均衡能量对阻断式PTC进行主动加热，使其内阻剧增，从而抑制充电电流，实现过充保护。本发明具有结构简单、安全可靠、成本低廉的特点，可有效解决锂电池在安全电压下的动态一致性和可靠性的问题，提升电池寿命。

技术领域

本发明属于锂电池保护技术领域，具体涉及一种基于阻断式PTC的电池保护装置及其方法。

背景技术

锂电池作为本世纪最重要的能源载体，是新能源技术不可或缺的产品。对于锂电池而言，由于技术的发展，其倍率能力及能量密度正在飞速地提高，而纵观当今所采用的锂电池安全管理方法，却并没有随之取得突破性地进步。锂电池的安全管理，已经成为了业界公认的世界性的难题。

究其原因，就是锂电池的电芯技术及工艺特点决定了其每支电芯不可能做到完全一致，由此导致了锂电池理论和其应用的不可调和。由于锂电池是由若干电芯进行组合应用的，因此锂电池的一致性差异可以由多种原因引起，如材料一致性差异、内阻一致性差异、温度一致性差异或者工艺一致性差异等等，这也是传统锂电池循环寿命快速衰减的根本原因。

迄今为止，锂电池一致性差异的解决方案较少，一般采用恒温加小电流均衡的方法，但由于能量均衡的方法均存在多余能量需要释放的问题，因此现有的解决方法中存在锂电池温度变化和电压变化的矛盾。

此外，如今的锂电池的管理和保护依然离不开电子开关，虽然电子开关的灵敏度较高，但电子开关的控制技术十分复杂，成本又较高，这也是制约锂电池标准化推广的主要原因之一。

由此可知，既要保证简洁耐用，又要保证安全可控，还要成本在可接受范围内，这三者之间显得矛盾重重。然而，目前市面上还没有一种能够三者同时兼顾，实现有效群管理的锂电池保护装置。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于阻断式PTC的电池保护装置及其方法，具有集简单、可靠、专业性于一体的特点，以解决锂电池在安全电压下的动态一致性和可靠性的问题。

为达到上述技术目的及效果，本发明通过以下技术方案实现：

本发明的一种基于阻断式PTC的电池保护装置，由阻断式PTC、均衡单元和总电压监测单元组成；所述阻断式PTC串联在锂电池组的充放电主回路中，所述均衡单元内包括若干个均衡电阻和若干个MOS开关，所述均衡电阻和所述MOS开关的数量均与所述锂电池组中串联电芯的个数相等，每个所述均衡电阻均贴合在所述阻断式PTC的一侧，且每个所述均衡电阻分别通过一个所述MOS开关跨接在对应的所述电芯的两端；所述总电压监测单元的监测信号引脚分别与每个所述电芯的两端连接，所述总电压监测单元的控制信号引脚分别与每个所述MOS开关连接。

进一步的，所述阻断式PTC上贴覆有一块散热片。

进一步的，所述锂电池组的充放电主回路中还串联有一个脱桥式磁保持继电器，并且所述脱桥式磁保持继电器与所述总电压监测单元的控制信号引脚连接。

进一步的，所述脱桥式磁保持继电器采用本发明人在先申请的专利“一种采用微动开关的脱桥式磁保持继电器（专利号：201621398568.4）”；所述脱桥式磁保持继电器包括一个罩壳，所述罩壳内设置有第一衔铁、第二衔铁、双线圈电磁铁、工字型磁钢、第一磁铁、第二磁铁和双向微动开关；