电池保护系统和方法技术方案

一种电池保护系统，包括：第一保护电路，第一保护电路被配置为检测电池输出电压值并且当输出电压下降到低于第一阈值时将电池输出与负载断开；第二保护电路，第二保护电路被配置为检测电池输出电压值并且当输出电压下降到低于第二阈值时将电池输出与负载断开，其中第一阈值在第二阈值的十分之一伏内。

Battery protection system and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池保护系统和方法
技术介绍
本公开涉及电池保护系统和方法。
技术实现思路
下文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合。在一个方面，一种电池保护系统包括：第一保护电路，该第一保护电路被配置为检测电池输出电压的值并且当电池输出电压的值达到或下降到低于第一阈值时将电池的输出与负载断开；以及第二保护电路，该第二保护电路被配置为检测电池输出电压的值并且当电池输出电压的值达到或下降到低于第二阈值时将电池输出与负载断开，其中第一阈值基本上等于第二阈值。实施方案可包括以下特征中的一个特征，或它们的任何组合。第一阈值可在由第一公差限定的第一范围内，其中第二阈值可在由第二公差限定的第二范围内，其中第一范围的上界在第二范围的下界的十分之一伏内。第一范围和第二范围可重叠。第一范围可与第二范围的主要部分重叠。第一范围和第二范围可为共延的。第一阈值和第二阈值可各自低于3.1V。实施方案可包括以下特征中的一个特征，或它们的任何组合。第二保护电路可设置在第一保护电路和电池之间，使得当电池输出电压的值下降到低于第二阈值时，第一保护电路与电池断开。第二阈值可高于第一阈值。在另一方面，一种电池保护系统可包括：第一保护电路，该第一保护电路被配置为检测电池输出电压的值并且当电池输出电压的值达到或下降到低于第一阈值时将电池的输出与负载断开；以及第二保护电路，该第二保护电路被配置为检测电池输出电压的值并且当电池输出电压的值达到或下降到低于第二阈值时将电池输出与负载断开，其中第二保护电路设置在第一保护电路和电池之间，使得当电池的电压下降到低于第二阈值时，第一保护电路与电池断开，并且其中第二阈值高于第一电压值。实施方案可包括以下特征中的一个特征，或它们的任何组合。第一阈值可在由第一公差限定的第一范围内，其中第二阈值可在由第二公差限定的第二范围内，其中第一范围和第二范围重叠。第一范围可与第二范围的主要部分重叠。电池可为锂离子电池。第一阈值和第二阈值可各自低于3.1V。在另一方面，一种保护电池的方法可包括以下步骤：由第一保护电路测量电池输出电压的值；将电池输出电压的值与第一阈值进行比较；在确定电池输出电压的所测量的值基本上等于或低于第一阈值时，将电池输出与负载断开；由第二保护电路测量电池输出电压的值；将电池输出电压与第二阈值进行比较；以及在确定电池输出电压的所测量的值基本上等于或低于第二阈值时，将电池输出与负载断开，其中第一阈值基本上等于第二阈值。实施方案可包括以下特征中的一个特征，或它们的任何组合。第一阈值可在由第一公差限定的第一范围内，其中第二阈值可在由第二公差限定的第二范围内，其中第一范围的上界在第二范围的下界的十分之一伏内。第一范围和第二范围可重叠。第一范围可与第二范围的主要部分重叠。第一范围和第二范围可为共延的。第一阈值和第二阈值可各自低于3.1V。实施方案可包括以下特征中的一个特征，或它们的任何组合。第二保护电路可设置在第一保护电路和电池之间，使得当电池输出电压的值下降到低于第二阈值时，第一保护电路与电池断开。附图说明图1为用于电池保护的示例性系统的示意图。图2为示例性欠压保护电路的示意图。图3为示例性电池放电曲线的曲线图。具体实施方式某些类型的电池(诸如锂离子电池)可能无法放电超过本公开中称为抑制电压的特定电压。电池放电超过抑制电压将导致电池寿命的急剧下降，并且在放电超过抑制电压后对电池再充电可能是不安全的。保护系统通常与电池一起使用，以在电池达到抑制电压之前将电池与负载断开。然而，即使在一个保护电路已将电池与负载断开之后，采用了两个保护电路的保护系统仍继续消耗相对高水平的电流。因此，即使电池已与负载断开，电池仍可相对快速地达到抑制电压。因此，在本领域中需要一种以较低速率消耗电流的保护系统。图1示出了电池保护系统10的示意图，该电池保护系统包括电池12、第一保护电路14和第二保护电路16。第一保护电路14和第二保护电路16各自设置在电池12和负载(未示出)之间并且各自被配置为如果电池单元的所测量的电压下降到低于预定值，则将电池12与负载断开。第一保护电路14和第二保护电路16中的每一个进入断开状态的预定值可基本上相等。电池12可为任何需要管理欠压状况的电池，该欠压状况即电池单元不能降低于此的电压。例如，当电池的电压输出下降到低于比抑制电压V抑制高的水平时，可发生欠压状况。出于本专利技术的目的，抑制电压V抑制为如下电压，高于该电压时，单元可安全充电。该电压通常为每电池单元2.4V左右；然而，对于不同类型的电池，该电压可增大或减小。电池12可为表现出此抑制电压的任何类型的电池，诸如锂离子电池或铅-酸电池。电池12可包括一个或多个单元。如果电池12具有多于一个单元，则可采用多保护系统10(例如，图1的保护电路14和保护电路16)，各自分别保护一个单元；然而，在其他实施方案中，多个单元可采用一个保护系统10。在图1的示例中，其中使用了多保护系统10，第一保护电路14和第二保护电路16各自被配置为测量电池的输出电压V输出并且将该电压与预定阈值进行比较。如下面所讨论的，这些预定阈值可基本上相等。如果电池12的输出电压V输出降低到低于预定阈值，则保护电路中的一个或两个将电池与负载断开，以便防止由于与负载连接而导致单元的进一步放电。图2描绘了例示性保护电路的拓扑结构的简化示意图。如图所示，保护电路14可包括例如控制器18，该控制器被配置为测量电池12的输入端子20处的电压。控制器18可监视端子20处的电压，将该电压与预定阈值(其可为抑制电压或比抑制电压高的电压)进行比较。如果端子20处的电压下降到低于预定阈值，则电池与负载断开。电池12与负载断开可通过例如设置在电池12和保护电路15之间的开关22来实现，可控制该开关以将电池与负载断开。图2所示的拓扑结构仅用于示例的目的，并且可使用任何其他拓扑结构。例如，开关22不必在控制器18的外部，而是作为控制器18的集成电路的一部分被包括在内。在另一示例中，控制器18可为比较器电路，其被配置为测量电压输出V输出何时下降到低于预定阈值。图3描绘了电池12的示例性电池放电曲线的曲线图。曲线图的x轴表示电池12的电荷，范围为Q满至Q抑制，而y轴表示电池12的单元的电压，范围为V满至V抑制，其与给定电荷相关。值Q抑制和V抑制分别表示电池可安全再充电的最小电荷和最小电压。。图3的曲线图上还标记了第一保护电路14和第二保护电路16的相对保护电压，分别表示为VUVPA和VUVPB。第一保护阈值VUVPA和第二保护阈值VUVPB分别与电荷QUVPA和相关。如图3中的曲线图所示，第一保护阈值VUVPA高于VUVPB。假设图1中所示的保护电路的配置，一旦电池12的输出电压V输出已下降到低于第一保护阈值VUVPA，则第一保护电路14将断开。然而，由于第二保护阈值VUVPB低于第一保护阈值VUVPA，因此第二保护电路16不会断开并且因此将保持可操作，直到电压输出V输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池保护系统，所述电池保护系统包括：/n第一保护电路，所述第一保护电路被配置为检测电池输出电压的值并且当所述电池输出电压的所述值达到或下降到低于第一阈值时将所述电池的输出与负载断开；和/n第二保护电路，所述第二保护电路被配置为检测所述电池输出电压的所述值并且当所述电池输出电压的所述值达到或下降到低于第二阈值时将所述电池输出与所述负载断开，其中所述第一阈值实质上等于所述第二阈值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171013 US 15/783,0931.一种电池保护系统，所述电池保护系统包括：
第一保护电路，所述第一保护电路被配置为检测电池输出电压的值并且当所述电池输出电压的所述值达到或下降到低于第一阈值时将所述电池的输出与负载断开；和
第二保护电路，所述第二保护电路被配置为检测所述电池输出电压的所述值并且当所述电池输出电压的所述值达到或下降到低于第二阈值时将所述电池输出与所述负载断开，其中所述第一阈值实质上等于所述第二阈值。


2.根据权利要求1所述的电池保护系统，其中所述第一阈值在由第一公差限定的第一范围内，其中所述第二阈值在由第二公差限定的第二范围内，其中所述第一范围的上界在所述第二范围的下界的十分之一伏内。


3.根据权利要求2所述的电池保护系统，其中所述第一范围和所述第二范围重叠。


4.根据权利要求3所述的电池保护系统，其中所述第一范围与所述第二范围的主要部分重叠。


5.根据权利要求3所述的电池保护系统，其中所述第一范围和所述第二范围为实质上共延的。


6.根据权利要求1所述的电池保护系统，其中所述第二保护电路设置在所述第一保护电路和所述电池之间，使得当所述电池输出电压的所述值下降到低于所述第二阈值时，所述第一保护电路与所述电池断开。


7.根据权利要求6所述的电池保护系统，其中所述第二阈值高于所述第一阈值。


8.根据权利要求1所述的电池保护系统，所述第一阈值和所述第二阈值各自低于3.1V。


9.一种电池保护系统，所述电池保护系统包括：
第一保护电路，所述第一保护电路被配置为检测电池输出电压的值并且当所述电池输出电压的所述值达到或下降到低于第一阈值时将所述电池的输出与负载断开；和
第二保护电路，所述第二保护电路被配置为检测所述电池输出电压的所述值并且当所述电池输出电压的所述值达到或下降到低于第二阈值时将所述电池输出与所述负载断开，其中所述第二保护电路设置在所述第一保护电路和所述电池之间，使得当所述电池的所述电压下降到低于所述第二阈值时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，C·巴尼斯，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US