[发明专利]一种开关电路、电池管理系统及电池包

说明书

本申请实施例涉及电池技术领域，公开了一种开关电路、电池管理系统及电池包，开关电路包括串联的开关管和熔断器，开关电路的第一端用于与电池组的正极连接，开关电路的第二端用于与电池组的负极连接，熔断器用于连接电池组和外部设备(负载或充电器)，控制器控制开关管的导通和断开。当发生异常时(过电流、过电压或过温等)，开关管导通，即可使得熔断器短路发生熔断，进而断开电池组和外部设备的连接，使得电池组不会因过流、过电压或过温等因素而发生燃爆。其次，开关管不在电池组与外部设备构成的充放电回路中，不受充放电回路中电流或电压的干扰，仅受控制器驱动，控制准确性高。此外，开关管结构简单，无需复杂连接结构即可实现双向导电。

技术领域

本申请实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种开关电路、电池管理系统及电池包。

背景技术

电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM,BMS)是专门针对电池包而设计的保护和管理单元。电池包包括电池组和电池管理系统，电池管理系统对电池包进行充放电管理，在充电的过程中对各个单个电池的电量进行智能均衡，防止单个电池出现过度充电和过度放电的情况，极大地延长电池包的使用寿命，防止电池包由于过充或过放而损坏。同时，电池管理系统还包括开关电路，开关电路连接电池组和外部设备(负载或充电器)，当电池包出现过电流、过充电压或温度高时，控制开关电路断开，使得电池组与外部设备断开。

发明内容

本申请发明人在实现本申请实施例的过程中，发现：目前，电池管理系统中的开关电路相当于与外部设备串联，存在因电流、时间无法满足断开条件，导致开关电路无法正常断开，使得发生对电池包和外部设备保护失效的风险，而持续的过电流、过充电压和过温后，电池包会发生燃爆。

本申请发明人在实现本申请实施例的过程中，还发现：相关的开关管的阈值电压较大，一般阈值电压为5V-12V，而常见控制器的电平信号小于阈值电压，一般控制器的电平信号为3.3V，从而，控制器和开关管之间需要额外的电平转换电路，才能实现通过控制器控制开关管的导通和断开。

本申请实施例主要解决的技术问题是提供一种开关电路、电池管理系统及电池包，该开关电路能够及时、准确控制电池组与外部设备的电连接，提高电池管理系统的可靠性，从而，使得电池包具有良好的防燃爆功能和安全性。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例中提供给了一种开关电路，包括：串联的开关管和熔断器，所述开关电路的第一端用于与电池组的正极连接，所述开关电路的第二端用于与所述电池组的负极连接；所述熔断器用于连接所述电池组和外部设备；所述开关管与控制器连接，所述开关管被配置为通过所述控制器控制所述开关管的导通和断开。所述开关管包括两个晶体管，任一所述晶体管包括：一半导体衬底、一源极、一漏极、一绝缘层和一栅极，所述源极和所述漏极间隔设置于所述半导体衬底上，且分别与所述半导体衬底连接；所述绝缘层设置于所述半导体衬底上，且位于所述源极和所述漏极之间；所述栅极设置于所述绝缘层上，且分别与所述源极和所述漏极绝缘；其中，所述两个晶体管的漏极电连接，所述两个晶体管的栅极电连接。

在一些实施例中，所述半导体衬底的材料包括碳化硅。

在一些实施例中，所述绝缘层的材料的介电常数为6～9。

在一些实施例中，所述绝缘层的材料包括氮化硅。

在一些实施例中，沟道区添加有N型杂质，所述沟道区位于所述半导体衬底靠近所述绝缘层的表层，且位于所述栅极相对于所述半导体衬底的投影之内。

在一些实施例中，所述N型杂质包括砷和/或磷。

在一些实施例中，所述两个晶体管的源极和所述两个晶体管的栅极的连接点分别焊接于电路板上，所述开关电路位于所述电路板上。

在一些实施例中，所述开关管远离所述电路板的表面设置有绝缘胶。