[發明專利]鋰電池保護裝置及其方法

無效

• 申請號: 200610080792.3
• 申請日: 2006-05-16
• 公開（公告）號: CN101075667A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 程敬義;吳偉臣;陳建燁;侯錦樺
• 申請（專利權）人: 有量科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34;H01M10/44;H01M10/48
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余朦;方挺

技術領域

本發明涉及一種串聯電池組保護裝置及其方法，特別涉及一種鋰電池保護裝置及其方法。

背景技術、

充電電池分為鎳鎘(Ni-Cd)與鎳氫(Ni-MH)兩種，鎳鎘電池是前一代的產品，現在市場上不多見了，其致命的缺點在于電池有記憶效應、壽命短，且鎘是一種重金屬，容易造成環境污染，鎳氫電池就是針對鎳鎘電池的缺點而開發的，減少了鎳鎘電池的記憶效應，電容量也高出許多，耐過充或是過度放電，增加循環使用壽命，充電時間也比較短，最重要的是不再使用有毒重金屬，環境污染問題大幅減低。當然鎳氫電池也不是十全十美，它的環境適應力較差，高于45℃或低于0℃的環境幾乎無法使用，因此在極熱或極冷的地方無法供應電力給電子器材。另外，充滿電后，放置一段時間不用，會發現電力明顯喪失，要再次充電。

因為鋰電池在充電時，如果充電電壓過高時，會使電池有產生爆炸的危險；反之，當鋰電池在放電時，如果放電電壓過低，而使得鋰電池低于一個基本電壓時，將會影響到鋰電池的使用壽命。因此，鋰電池在使用上(充電或放電時)會加上如圖1的保護裝置。

在圖1中以串聯的四個鋰電池為例作出說明。此保護裝置100包括四個串聯電池專用保護IC?101與電路開關103。在實際設計時，會根據鋰電池102串聯數目的多少，選擇適當的保護IC?101。該保護IC101在充電或放電時，將會偵測每串聯的鋰電池102的電壓。當偵測到鋰電池102的電壓異常時，該保護IC?101會送出信號至電路開關103，使電路開關103斷開，以切斷充電或放電電流。因此只要串聯的鋰電池102數目不同，就需要重新制作新的保護裝置100。而且目前廠商能提供的保護IC?101最多只有到四個鋰電池102串聯，且由于只要鋰電池102越多，其保護IC?101的電路設計就越復雜，加上其線路的復雜性及未解決電池間因老化衰退不均而可能產生不平衡的問題，因此五個以上串聯的鋰電池保護電路在制作上非常困難。

發明內容

本發明的主要目的，在于解決上述傳統缺陷，避免缺陷存在，本發明將充電電池保護裝置重新設計，不需要考慮鋰電池串聯的個數，每個串聯的鋰電池都與相同的電路板并聯，該電路板具有接口彼此連接，當任何一個串聯的電池發生異常時，會產生信號通知系統及該串電池的位置。或是，把電路開關斷開來切斷充電或放電電流。

本發明的另一主要目的，在于任何一個串聯電池發生異常時，與其并聯的電路板會判斷是否為過充，在判斷為過充時，對充電電池放電，進行各串聯電池平衡的微調。

本發明的另一主要目的，在于作為多個串聯的鋰電池使用時，能輕易地增加或減少鋰電池串聯的數目，不需要重新制作電路板，只需要外部做簡單的接線即可。

為達到上述目的，本發明的鋰電池保護裝置，用以控制外接電路對充電電池充電或放電，以防止該充電電池過充或過放，該鋰電池保護裝置包括有：異常檢測電路、光耦合電路、平衡電路及識別電路。此異常檢測電路對充電電池的電壓作檢查，并輸出檢測信號，如果信號正常，則持續充電或放電動作，如果信號異常，則切斷充電或放電動作。另外，平衡電路根據檢測信號判斷是否為過充信號，在判斷為過充信號時，平衡電路對充電電池放電。同時，光耦合電路根據檢測信號調整光耦合電路的阻抗，用以使充電電池與外接電路斷開連接以及使識別電路提供電池的位置信號。

為達到上述的目的，本發明的鋰電池保護方法，用以控制外接電路對充電電池充電或放電，以防止該充電電池過充或過放，該鋰電池保護方法包括：

首先進行判斷電池是充電或放電，當判斷電池是充電時，則檢查電池平均電壓是否大于或小于單個電池的最高充電電壓，若是平均電壓大于單個電池的最高充電電壓，充電電路斷開，不充電；若是判斷平均電壓小于單個電池的最高充電電壓，則檢查鋰電池保護裝置的輸出信號是否正常，若是信號異常，以低電流對電池充電，若是信號正常，保持正常充電。

在判斷電池是放電時，檢查電池平均電壓，若平均電壓是小于單個電池的最低放電電壓時，放電電路斷開，不放電；若判斷平均電壓是大于單個電池的最低放電電壓時，先放電數秒后，再檢查鋰電池保護裝置輸出信號是否正常或異常，若是判斷信號正常，繼續放電；若是信號異常，則切斷放電動作。

附圖說明

圖1為現有的鋰電池保護裝置的電路示意圖；

圖2為本發明的鋰電池保護裝置的并聯模塊的電路示意圖；

圖3為本發明的鋰電池保護裝置的并聯模塊與電池并聯的電路示意圖；

圖4為本發明的鋰電池保護裝置的多個鋰電池串聯的電路示意圖；