[实用新型]串联电池保护电路

说明书

本实用新型提供一种串联电池保护电路，包括：串联于电池组正极和负极之间的若干级电池模组，均包括单节电池、保护开关及单节电池保护模块；单节电池与保护开关串联，单节电池保护模块产生关断信号，并基于关断信号对当前电池模组进行保护；关断信号电平位移模块，将任一级电池模组的关断信号传递给其他各级电池模组；电压瞬变抑制模块，连接于电池组正极和负极之间，用于吸收毛刺电压，并减缓电池组正极和负极之间总电压的变化速度。本实用新型可靠实现基于较低耐压充放电开关器件保护较高电压串联电池的功能，既保护了串联电池整体，又保护了每节串联电池，安全性能高，成本低。

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种串联电池保护电路。

背景技术

随着节能减排，环保出行的大力推行，新能源汽车成为了大方向大趋势，全球都在致力于更加清洁环保的汽车研发，锂离子动力电池得到了前所未有的大发展。但，锂离子电池与生俱来的脆弱性给锂离子动力电池汽车带来了隐患，如何能实现更好地保护锂离子动力电池成为了若干工程师长期奋斗的目标。然而时至今日，串联锂离子电池或电池组保护进展不多，在成本和保护性能的提升上取折中，没有实质性的突破。

现有技术中提出一种串联电池保护方案一，如图1所示，包括n级串联的电池，各电池分别串联一保护开关器件(S1、S2……Sn)，且每节电池自身都有自己的带有保护开关器件的单节电池保护模块。串联电池中若单节电池关断，关断的保护开关两侧的电压将承受来自于串联电池总输入输出的全部变动电压，要确保安全，每个保护开关器件必须选用能承受串联电池总输入输出电压的高耐压开关器件。假设13个三元锂电串联电池正常输出为48V，一旦发生短路时，串联在电池组里的某节电池保护开关器件先关断(由于芯片内置保护延迟时间的必然存在差异性，短路时串于电池中的每节电池的保护开关器件不会全部自动关断，较大几率是某个开关单独关断)，基于电池两端电压不变的基本原理，断开的那个保护开关器件接高电压电池负端的节点会变负(定义电池负极端PK-为地电平)，而接低电压电池正端的节点会变正，保护开关器件两端的压差将变为整个串联电池的输出电压，即此时保护开关器件两端的压差便是48V。出于耐压需求，每个串联电池的自身保护开关器件都将采用耐压超过48V的开关器件，如80V乃至100V耐压开关器件，且由于要串联十余个乃至数十个开关器件，80V乃至100V耐压开关器件的内阻还必须小(甚至小于10毫欧)，以保证串联数十个后，内阻不至于太大。这样会导致电路中工作在48V的十余个乃至数十个保护开关器件累计成本非常高。另外，若要每节电池实现精准电流(+/-10％精度)保护，还需在每节串联电池中加入高精度大功率电流采样电阻(Rsns1、Rsns2……Rsnsn)，如是400V/500A应用，则每节电池需要并联数十个高精度大功率电流采样电阻，合计100节电池，则需要数千个该高精度大功率电流采样电阻；而单颗高精度大功率电流采样电阻当下成本通常为近0.5元人民币，数千个高精度大功率电流采样电阻合计成本异常高，达到数千元。