具有双重保护能力的电池模块及电动呼吸设备制造技术

本申请公开了具有双重保护能力的电池模块及电动呼吸设备。该电池模块包括多个电池单元，用于与外部电连接的触点，保护电路。保护电路包括：布置在充放电通道中的串联连接的第一和第二开关单元；第一和第二可编程保护芯片，其分别与第一和第二开关单元的控制端相连，用于分别控制第一和第二开关单元的导通和关断，其中，第一和第二可编程保护芯片被配置为具有相同的参数，其中，当第一和第二可编程保护芯片中的任一个或两个基于该参数检测到电流、电压和温度中至少一个的异常情况时，向与其连接的该第一和第二开关单元中的相应一个或两个发送控制信号以断开该多个电池单元的充放电通道。通道。通道。

【技术实现步骤摘要】
具有双重保护能力的电池模块及电动呼吸设备


[0001]本申请大体上涉及电动呼吸设备，特别是适用于电动呼吸设备的电池模块。

技术介绍

[0002]电动呼吸设备作为一种生命环境支撑系统的组成部分，广泛应用于各种有害场合，从而确保使用者能够在对人体健康有害的现场安全可靠地呼吸到洁净的空气，例如在恶劣的焊接工作现场，在有呼吸疾病传染风险的紧急医疗诊断现场，甚至有爆炸危险的现场等。
[0003]电动呼吸设备大体上包括能够佩挂于人体腰间的主机、可拆卸地安装在主机上的过滤盒、呼吸面罩、位于主机与呼吸面罩之间的连接管、以及用于为设备供电的电池模块。环境空气在主机内的风机等部件驱动下经由过滤盒被过滤吸入到主机中，并进而经由连接管供给到呼吸面罩供使用者吸入。
[0004]电动呼吸设备所应用的环境有时比较恶劣，例如有可能应用在有爆炸能力的气体或灰尘的环境中。在这种情况下，需要对于电动呼吸设备的供电系统采取保护措施，以防止例如火花、自燃等情况的发生。对于电动呼吸设备而言，需要高可靠性的供电保护系统。

技术实现思路

[0005]针对以上问题，本申请提出了一种改进的适用于电动呼吸设备的电池模块，其能够提供对于电动呼吸设备的电池模块和其他电路部分的高可靠的双重保护，以及在下文中详细说明的其他优点。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种具有双重保护能力的电池模块，其包括：
[0007]能够存储电能的多个电池单元；
[0008]用于与所述电池模块外的部件电连接的触点；
[0009]保护电路，所述保护电路包括：
[0010]第一开关单元和第二开关单元，所述第一和第二开关单元是串联连接的，并且被布置在所述多个电池单元的第一端和所述触
[0011]点中的第一触点之间的充放电通道中；
[0012]第一可编程保护芯片和第二可编程保护芯片，所述第一可编程芯片与所述第一开关单元的控制端相连，以用于控制所述第一开关单元的导通和关断，所述第二可编程芯片与所述第二开关单元的控制端相连，以用于控制所述第二开关单元的导通和关断，其中，所述第一和第二可编程保护芯片被配置为具有相同的参数，所述参数的至少一部分用于检测所述电池模块中的电流、电压和温度中至少一个的异常情况，其中，当所述第一和第二可编程保护芯片中的任一个或两个基于所述参数检测到电流、电压和温度中至少一个的异常情况时，向与其连接的所述第一和第二开关单元中的相应一个或两个发送控制信号以断开所述多个电池单元的充放电通道。
[0013]根据本申请的另一个方面，还提供了一种电动呼吸装置，其包括：主机；以及本文
中描述的电池模块，用于为该主机供电。
附图说明
[0014]从下文的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本申请的原理及各个方面。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本申请的理解。在附图中：
[0015]图1示意性示出了根据一个实施例的电动呼吸设备；
[0016]图2示意性示出了根据一个实施例的电动呼吸设备的主机；
[0017]图3示意性示出了根据一个实施例的电池模块；
[0018]图4示意性示出了根据一个实施例的可编程保护芯片；以及
[0019]图5示意性示出了根据一个实施例的电池模块。
具体实施方式
[0020]在本申请的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。
[0021]图1示意性示出了根据一个实施例的电动呼吸设备100。该电动呼吸设备100主要包括空气过滤装置200、呼吸面罩400、在空气过滤装置200与呼吸面罩400之间相连的连接软管300、以及为电动呼吸设备100尤其是为空气过滤装置200供电的电池模块500。空气过滤装置200由使用者佩戴，例如佩戴在腰间。呼吸面罩400由使用者佩戴在头部。例如，空气过滤装置200具有连接端口210，用于与连接软管300的接头310可拆卸地相连。例如，呼吸面罩400可以是医用防疫隔离面具、防毒面具、焊接面罩等。空气过滤装置200经由内部的电动风机驱动将空气从环境吸入并过滤后经由连接软管300提供给呼吸面罩400供使用者吸入。
[0022]图2示意性示出了根据一个实施例的空气过滤装置200包括的主机220。根据本申请的示例，空气过滤装置200包括主机220和空气过滤盒(未示出)，二者能够借助于霍尔传感器250a、250b、250c彼此对齐地可拆卸地相连。主机220包括外壳2210。例如，空气过滤装置200的连接端口210位于外壳2210中。在外壳2210中限定有内部空间以容纳电动风机2220(在图2中仅部分地可见)。此外，在外壳2210中还形成有一吸气口2230。外壳2210被配置成在风机2220通电启动的情况下，气体能够经由吸气口2230被吸入风机2220所在的内部空间，并经由连接端口210向外排出。为了风机的供电，在外壳2210上可拆卸地连接有可充电的电池模块500。电池模块500也可以是安装在外壳2210内且不是可拆卸的。在主机220上包括用于显示各项参数的显示屏2214以及用于对主机220中的相关部件例如风机2220进行控制的控制按钮2215，例如可以利用控制按钮2215控制风机2220的风速。
[0023]图3示意性示出了根据一个实施例的电池模块500。电池模块500包括用于与电池模块500之外的部件电连接的触点PACK+和PACK
‑
，例如，当电池模块500适当地安装在外壳2210中时，电池模块500经由其触点PACK+和PACK
‑
与主机220中的部件电连接，从而为诸如电动风机2220等的部件供电。另一方面，当电池模块500与外部电源连接时，经由触点PACK+和PACK
‑
为电池模块500充电，更具体地对电池单元501充电。
[0024]电池模块500包括多个电池单元501，该多个电池单元501例如包括串联连接的多个锂电池对501
‑
1到501
‑
3。该多个电池单元501的一端，例如锂电池对501
‑
1的正极端，连接到多个开关单元503，并经由该多个开关单元503连接到触点PACK+。多个可编程保护芯片
505分别连接到多个开关单元503的控制端，以控制多个开关单元503的导通和关断。
[0025]该多个电池单元501的另一端，例如锂电池对501
‑
3的负极端，连接到电流采样电阻506，并经由该电流采样电阻506连接到触点PACK
‑
。多个可编程保护芯片505分别与电流采样电阻506的两端相连，以测量流过采样电阻506的电流，其表示充放电通道的电流。
[0026]该多个可编程保护芯片505中的每一个都与多个电池单元501中每个电池单元的正极和负极相连，从而能够测量每个电池单元的电压。根据一个示例，每个电池单元的正极和负极可以通过均衡电阻502与每个可编程保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池模块，其特征在于，包括：能够存储电能的多个电池单元；用于与所述电池模块外的部件电连接的触点；保护电路，所述保护电路包括：第一开关单元和第二开关单元，所述第一和第二开关单元是串联连接的，并且被布置在所述多个电池单元的第一端和所述触点中的第一触点之间的充放电通道中；第一可编程保护芯片和第二可编程保护芯片，所述第一可编程芯片与所述第一开关单元的控制端相连，以用于控制所述第一开关单元的导通和关断，所述第二可编程芯片与所述第二开关单元的控制端相连，以用于控制所述第二开关单元的导通和关断，其中，所述第一和第二可编程保护芯片被配置为具有相同的参数，所述参数的至少一部分用于检测所述电池模块中的电流、电压和温度中至少一个的异常情况，其中，当所述第一和第二可编程保护芯片中的任一个或两个基于所述参数检测到电流、电压和温度中至少一个的异常情况时，向与其连接的所述第一和第二开关单元中的相应一个或两个发送控制信号以断开所述多个电池单元的充放电通道。2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述第一和第二可编程保护芯片中的每一个都与所述多个电池单元中的每个电池单元的正极和负极相连，从而能够测量所述每个电池单元的电压；以及/或者所述第一和第二可编程保护芯片中的每一个都与被布置在所述多个电池单元的第二端和所述触点中的第二触点之间的充放电通道中的电流采样电阻的两端相连，从而能够测量所述充放电通道的电流；以及/或者所述第一和第二可编程保护芯片分别与第一热敏电阻和第二热敏电阻相连，从而能够测量所述电池模块的温度。3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述第一和第二可编程保护芯片中的每一个都包括：存储单元，用于存储所述参数；控制单元，用于根据所述参数和与所述电流、电压和温度中至少一个有关的测量值来确定是否发生异常情况，并且当检测到发生异常情况时控制该可编程保护芯片向所述第一和第二开关单元中相应的开关单元输出用于关断该开关单元的控制信号。4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，所述第一和第二可编程保护芯片中的每一个都包括：信号放大器，用于放大所测量的与电流、电压和温度中至少一个有关的信号；模数转换器，用于将所放大的信号转换成数字的测量值；其中，所述控制单元根据所述参数和所述电流、电压和温度中至少一个的数字的测量值来确定是否发生异常情况。5.根据权利要求2、3或4所述的电池模块，其特征在于，所述参数包括以下中的一个或多个：放电过程中的最大电流阈值和相应测量值超过该最大电流阈值的持续时间阈值；放电过程中的电池单元的最小电压阈值和相应测量值低于该最小电压阈值的持续时间阈值；
放电过程中的最大温度阈值和相应测量值超过该温度阈值的持续时间阈值；充电过程中的最大电流阈值和相应测量值超过该最大电流阈值的持续时间阈值；充电过程中的电池单元的最大电压阈值和相应测量值超过该最大电压阈值的持续时间阈值；充电过程中的最大温度阈值和相应测量值超过该温度阈值的持续时间阈值。6.根据权利要求2、3或4所述的电池模块，其特征在于，当所述第一和第二可编程保护芯片中的任一个根据所述参数和与所述电流、电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴子乾，
申请(专利权)人：泰克曼南京电子有限公司，
类型：新型
国别省市：