本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置以及一種電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在相關(guān)的電池系統(tǒng)中，通常在電池模塊中電池的負(fù)極上串接電子開關(guān)，以通過控制該電子開關(guān)的通斷來控制電池是否對(duì)負(fù)載供電，并且，負(fù)載與電池模塊之間還通過通信端子相連，以使負(fù)載能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到電池的信息。但是，相關(guān)技術(shù)存在的問題是，在電池電壓比較高以上的系統(tǒng)中，由于負(fù)載的負(fù)電源端和電池的負(fù)極之間有電子開關(guān)的存在，當(dāng)電子開關(guān)斷開時(shí)，負(fù)載上的通信端將帶有等于電池電壓的高電壓，該高電壓會(huì)直接串入到電池的通信端，進(jìn)而把電池?fù)p壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置，該裝置可對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)，并且電路簡(jiǎn)單。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出一種電池系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型一方面提出的一種電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置，所述電池系統(tǒng)包括電池模塊和負(fù)載模塊，所述保護(hù)裝置包括：第一保護(hù)單元，所述第一保護(hù)單元設(shè)置在所述電池模塊中，所述第一保護(hù)單元包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一電壓提供電路和第一分壓組件，其中，所述第一開關(guān)的一端與所述電池模塊的電池控制器的第一通信端相連，所述第二開關(guān)的一端與所述電池控制器的第二通信端相連，所述第一電壓提供電路的電壓提供端與所述第二開關(guān)的一端相連，所述第一分壓組件的一端與所述第一開關(guān)的另一端相連，所述第一分壓組件的另一端與可控開關(guān)的一端相連，所述可控開關(guān)的另一端與所述電池的負(fù)極相連；第二保護(hù)單元，所述第二保護(hù)單元設(shè)置在所述負(fù)載模塊中，所述第二保護(hù)單元包括第三開關(guān)、第四開關(guān)、第二電壓提供電路和第二分壓組件，其中，所述第三開關(guān)的一端與所述負(fù)載模塊的負(fù)載控制器的第一通信端相連，所述第三開關(guān)的另一端與所述第一開關(guān)的另一端相連，所述第四開關(guān)的一端與所述負(fù)載控制器的第二通信端相連，所述第 四開關(guān)的另一端與所述第二開關(guān)的另一端相連，所述第二電壓提供電路的電壓提供端與所述第三開關(guān)的一端相連，所述第二分壓組件的一端與所述第四開關(guān)的另一端相連，所述第二分壓組件的另一端與所述負(fù)載的負(fù)電源端相連；其中，當(dāng)所述電池模塊為所述負(fù)載模塊供電時(shí)，所述電池控制器通過所述第一開關(guān)和第一分壓組件以及第三開關(guān)和第二電壓提供電路與所述負(fù)載模塊中的負(fù)載進(jìn)行通信，并且，所述負(fù)載的負(fù)載控制器通過第二開關(guān)和第一電壓提供電路以及第四開關(guān)和第二分壓組件與所述電池模塊進(jìn)行通信；當(dāng)所述電池模塊停止為所述負(fù)載模塊供電時(shí)，所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)工作在截止?fàn)顟B(tài)以對(duì)所述電池系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

根據(jù)本實(shí)用新型提出的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置，在電池模塊中設(shè)置第一保護(hù)單元，并在負(fù)載模塊中設(shè)置第二保護(hù)單元，當(dāng)電池模塊為負(fù)載模塊供電時(shí)，電池控制器通過第一開關(guān)和第一分壓組件以及第三開關(guān)和第二電壓提供電路與負(fù)載模塊中的負(fù)載進(jìn)行通信，并且，負(fù)載的負(fù)載控制器通過第二開關(guān)和第一電壓提供電路以及第四開關(guān)和第二分壓組件與電池模塊進(jìn)行通信；當(dāng)電池模塊停止為負(fù)載模塊供電時(shí)，第一開關(guān)和第二開關(guān)工作在截止?fàn)顟B(tài)以對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。由此，通過第一保護(hù)單元和第二保護(hù)單元，能有效保證電池模塊和負(fù)載模塊的正常工作，且保證兩者之間的正常通信，防止電池控制器因自身通信端串入過高電壓而燒毀，而且，該裝置簡(jiǎn)單易用、安全可靠。

具體地，所述電池控制器的第一通信端用于發(fā)送第一通訊信號(hào)給所述負(fù)載控制器的第一通信端，且所述負(fù)載控制器的第二通信端用于發(fā)送第二通訊信號(hào)給所述電池控制器的第二通信端，其中，當(dāng)所述第一通訊信號(hào)為高電平時(shí)，所述第一開關(guān)導(dǎo)通且所述第三開關(guān)截止，以使所述第一電壓提供電路的電壓提供端提供高電平電壓給所述負(fù)載控制器的第一通信端；當(dāng)所述第一通訊信號(hào)為低電平時(shí)，所述第一開關(guān)截止且所述第三開關(guān)導(dǎo)通，所述第一電壓提供電路、所述第三開關(guān)和所述第一分壓組件構(gòu)成分壓電路，以使所述第一電壓提供電路的電壓提供端提供低電平電壓給所述負(fù)載控制器的第一通信端；當(dāng)所述第二通訊信號(hào)為高電平時(shí)，所述第四開關(guān)導(dǎo)通且所述第二開關(guān)截止，以使所述第二電壓提供電路的電壓提供端提供高電平電壓給所述電池控制器的第二通信端；當(dāng)所述第二通訊信號(hào)為低電平時(shí)，所述第四開關(guān)截止且所述第二開關(guān)導(dǎo)通，所述第二電壓提供電路、所述第二開關(guān)和所述第二分壓組件構(gòu)成分壓電路，以使所述第二電壓提供電路的電壓提供端提供低電平電壓給所述電池控制器的第二通信端。

具體地，所述第一開關(guān)包括第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述電池控制器的第一通信端相連；所述第二開關(guān)包括第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述電池控制器的第二通信端相連，所述第二二極管的陽極相連還與所述第一電壓提供電路的電壓提供 端；所述第一分壓組件包括第一電阻，所述第一電阻的一端與所述第一二極管的陰極相連，所述第一電阻的另一端與所述可控開關(guān)的一端相連，所述可控開關(guān)的另一端與所述電池的負(fù)極相連；所述第三開關(guān)包括第三二極管，所述第三二極管的陽極與所述負(fù)載控制器的第一通信端相連，所述第三二極管的陰極與所述第一二極管的陰極相連，所述第三二極管的陽極還與所述第二電壓提供電路的電壓提供端相連；所述第四開關(guān)包括第四二極管，所述第四二極管的陽極與所述負(fù)載控制器的第二通信端相連，所述第四二極管的陰極與所述第二二極管的陰極相連；所述第二分壓組件包括第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第四二極管的陰極相連，所述第二電阻的另一端與所述負(fù)載的負(fù)電源端相連。

具體地，所述第一電壓提供電路包括：第一降壓電路，所述第一降壓電路的輸入端與所述電池的正極相連，所述第一降壓電路用于將所述電池提供的電壓轉(zhuǎn)換為第一預(yù)設(shè)電壓，以滿足所述電池控制器的高電平通信需求；第三電阻，所述第三電阻的一端與所述第一降壓電路相連，所述第三電阻的另一端與所述第二二極管的陽極相連。

具體地，所述第一降壓電路包括：第一三極管，所述第一三極管的集電極與所述電池的正極相連，所述第一三極管的發(fā)射極與所述第二二極管的陽極相連；第一可調(diào)穩(wěn)壓管，所述第一可調(diào)穩(wěn)壓管的陰極與所述第一三極管的基極相連，所述第一可調(diào)穩(wěn)壓管的陽極與所述電池的負(fù)極相連；串聯(lián)的第五電阻和第六電阻，所述第五電阻的一端與所述第一三極管的發(fā)射極相連，所述第六電阻的一端與所述第五電阻的另一端相連，所述第六電阻的另一端與所述電池的負(fù)極相連，所述串聯(lián)的第五電阻和第六電阻之間具有第一節(jié)點(diǎn)，所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第一可調(diào)穩(wěn)壓管的控制極相連；第一電容，所述第一電容與所述串聯(lián)的第五電阻和第六電阻并聯(lián)；串聯(lián)的第七電阻和第二電容，所述第七電阻的一端與所述第一三極管的集電極相連，所述第二電容的一端與所述第七電阻的另一端相連，所述第二電容的另一端與所述電池的負(fù)極相連，串聯(lián)的第七電阻和第二電容之間具有第二節(jié)點(diǎn)，所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第一可調(diào)穩(wěn)壓管的陰極相連；第三電容，所述第三電容與所述串聯(lián)的第七電阻和第二電容并聯(lián)。

具體地，所述第二電壓提供電路包括：第二降壓電路，所述第二降壓電路的輸入端與所述負(fù)載的正電源端相連，所述第二降壓電路用于將所述負(fù)載的供電電壓轉(zhuǎn)換為第二預(yù)設(shè)電壓，以滿足所述負(fù)載控制器的高電平通信需求；第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第二降壓電路相連，所述第四電阻的另一端與所述第三二極管的陽極相連。

具體地，所述第二降壓電路包括：第二三極管，所述第二三極管的集電極與所述負(fù)載的正電源端相連，所述第二三極管的發(fā)射極與所述第三二極管的陽極相連；第二可調(diào)穩(wěn)壓管，所述第二可調(diào)穩(wěn)壓管的陰極與所述第二三極管的基極相連，所述第二可調(diào)穩(wěn)壓管的陽極與所述負(fù)載的負(fù)電源端相連；串聯(lián)的第八電阻和第九電阻，所述第八電阻的一端與所述 第二三極管的發(fā)射極相連，所述第九電阻的一端與所述第八電阻的另一端相連，所述第九電阻的另一端與所述負(fù)載的負(fù)電源端相連，所述串聯(lián)的第八電阻和第九電阻之間具有第三節(jié)點(diǎn)，所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第二可調(diào)穩(wěn)壓管的控制極相連；第四電容，所述第四電容與所述串聯(lián)的第八電阻和第九電阻并聯(lián)；串聯(lián)的第十電阻和第五電容，所述第十電阻的一端與所述第二三極管的集電極相連，所述第五電容的一端與所述第十電阻的另一端相連，所述第五電容的另一端與所述負(fù)載的負(fù)電源端相連，串聯(lián)的第十電阻和第五電容之間具有第四節(jié)點(diǎn)，所述第四節(jié)點(diǎn)與所述第二可調(diào)穩(wěn)壓管的陰極相連；第六電容，所述第六電容與所述串聯(lián)的第十電阻和第五電容并聯(lián)。

具體地，第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管可為肖特基二極管。

具體地，所述第一保護(hù)單元通過接口連接器與所述第二保護(hù)單元相連。

其中，所述接口連接器具有電源端子和通信端子，所述電池通過所述電源端子為所述負(fù)載供電，且所述電池控制器通過所述通信端子與所述負(fù)載控制器進(jìn)行通信。

具體地，所述接口連接器為可插拔式連接器。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型另一方面提出了一種電池系統(tǒng)，包括所述的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置。

根據(jù)本實(shí)用新型提出的電池系統(tǒng)，通過上述保護(hù)裝置，能有效保證電池模塊和負(fù)載模塊的正常工作，且保證兩者之間的正常通信，防止電池控制器因自身通信端串入過高電壓而燒毀，而且，簡(jiǎn)單易用、安全可靠。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置的方框示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置的電路原理圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置中第一降壓電路的電路原理圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置中第二降壓電路的電路原理圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置中接口連接器的連接示意圖；

圖6是相關(guān)技術(shù)中電池系統(tǒng)的方框示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

首先以圖6為例說明相關(guān)技術(shù)的電池系統(tǒng)。

如圖6所示，電子開關(guān)S’例如N溝道MOSFET串接在電池BT1’的負(fù)極上，電池微控制器10’通過控制電子開關(guān)S’的通斷來控制電池BT1’是否對(duì)負(fù)載21’供電，負(fù)載21’的負(fù)載微控制器20’和電池微控制器10’之間通過通信端子相連。

當(dāng)電子開關(guān)S’斷開時(shí)，電池BT1’的電壓經(jīng)過P+’電源線進(jìn)入負(fù)載21’，由于負(fù)載21’的負(fù)極已經(jīng)被電子開關(guān)S’切斷，負(fù)載微控制器20’的通信端R2’和T2’的電壓就是P+電源線的電壓，如果電池BT1’的電壓比較高例如達(dá)到12V以上，那么，該高電壓通過通信線路進(jìn)入到電池微控制器10’的通信端R1’和T1’，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電池微控制器10’可承受的電壓，進(jìn)而導(dǎo)致電池微控制器10’存在擊穿損壞的可能。

基于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置。

下面參考附圖來描述本實(shí)用新型一方面實(shí)施例提出的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置的方框示意圖。如圖1所示，電池系統(tǒng)包括電池模塊100和負(fù)載模塊200。其中，電池模塊100包括電池BT1、電池控制器101和可控開關(guān)S1，電池BT1的正極可通過電源線與負(fù)載模塊200中負(fù)載201的正電源端相連，可控開關(guān)S1的一端通過電源線與負(fù)載模塊200中負(fù)載201的負(fù)電源端相連，可控開關(guān)S1的另一端與電池BT1的負(fù)極相連，可控開關(guān)S1的控制端與電池控制器101相連，其中，電池控制器101用于控制可控開關(guān)S1的通斷，當(dāng)可控開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)，電池BT1為負(fù)載201供電，當(dāng)可控開關(guān)S1斷開時(shí)，電池BT1停止為負(fù)載201供電。并且，負(fù)載201還可與電池控制器101進(jìn)行通信，以獲取電池信息。

如圖1所示，電池控制器101與負(fù)載201之間設(shè)置有保護(hù)裝置300，保護(hù)裝置300可防止通信線路中串入高壓，有效保護(hù)電池控制器101。具體地，電池模塊100中電池BT1的正極P+與負(fù)載201的正電源端Q+相連，電池模塊100中電池101的負(fù)極GND通過可控開關(guān)S1與負(fù)載201的負(fù)電源端DGND相連，保護(hù)裝置300可包括：第一保護(hù)單元301和第二保護(hù)單元302。

其中，如圖1和圖2所示，第一保護(hù)單元301設(shè)置在電池模塊100中，第一保護(hù)單元301包括第一開關(guān)311、第二開關(guān)312、第一電壓提供電路313和第一分壓組件314，其中，第一開關(guān)311的一端與電池控制器101的第一通信端T-A相連，第二開關(guān)312的一端與電池控制器101的第二通信端R-A相連，第一電壓提供電路313的電壓提供端與第二開關(guān)312的一端相連，第一分壓組件314的一端與第一開關(guān)311的另一端相連，第一分壓組件314的另一端與可控開關(guān)S1的一端相連，可控開關(guān)S1的另一端與電池BT1的負(fù)極GND相連。

如圖1和圖2所示，第二保護(hù)單元302設(shè)置在負(fù)載模塊200中，第二保護(hù)單元302包括第三開關(guān)321、第四開關(guān)322、第二電壓提供電路323和第二分壓組件324，其中，第三 開關(guān)321的一端與負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B相連，第三開關(guān)321的另一端與第一開關(guān)311的另一端相連，第四開關(guān)322的一端與負(fù)載控制器2011的第二通信端T-B相連，第四開關(guān)322的另一端與第二開關(guān)312的另一端相連，第二電壓提供電路323的電壓提供端與第三開關(guān)321的一端相連，第二分壓組件324的一端與第四開關(guān)322的另一端相連，第二分壓組件324的另一端與負(fù)載201的負(fù)電源端DGDN相連。

其中，當(dāng)電池模塊100為負(fù)載模塊200供電時(shí)，電池控制器101通過第一開關(guān)311和第一分壓組件314以及第三開關(guān)321和第二電壓提供電路323與負(fù)載模塊200中的負(fù)載201進(jìn)行通信，并且，負(fù)載201的負(fù)載控制器2011通過第二開關(guān)312和第一電壓提供電路313以及第四開關(guān)322和第二分壓組件324與電池模塊100進(jìn)行通信；當(dāng)電池模塊100停止為負(fù)載模塊200供電時(shí)，第一開關(guān)311和第二開關(guān)312工作在截止?fàn)顟B(tài)以對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

也就是說，電池BT1可為負(fù)載201供電，電池控制器101可與負(fù)載控制器2011進(jìn)行通信，并且，在電池控制器101與負(fù)載控制器2011之間串聯(lián)一組保護(hù)電路，即第一保護(hù)單元301和第二保護(hù)單元302，其中，第一保護(hù)單元301為電池模塊保護(hù)電路，電池控制器101通過第一保護(hù)單元301與負(fù)載模塊200中的負(fù)載201進(jìn)行通信，第二保護(hù)單元302為負(fù)載模塊保護(hù)電路，負(fù)載201的負(fù)載控制器2011通過第二保護(hù)單元302與電池模塊100進(jìn)行通信。第一保護(hù)單元301和第二保護(hù)單元302之間可通過接口端子和線纜進(jìn)行連通。

當(dāng)電池模塊100為負(fù)載模塊200供電時(shí)，電池控制器101發(fā)送的第一通信信號(hào)可通過第一保護(hù)單元301和第二保護(hù)單元302正常傳輸至負(fù)載控制器2011，同樣的，負(fù)載控制器2011發(fā)送的第二通信信號(hào)可通過第一保護(hù)單元301和第二保護(hù)單元302正常傳輸至電池控制器101。

當(dāng)電池模塊100停止為負(fù)載模塊200供電時(shí)，第一開關(guān)311和第二開關(guān)312工作在截止?fàn)顟B(tài)，負(fù)載控制器2011發(fā)送的第二通信信號(hào)不能通過第一保護(hù)單元301傳輸至電池控制器101，從而防止高電壓串入電池控制器101，對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

具體地，電池控制器101的第一通信端T-A用于發(fā)送第一通訊信號(hào)給負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B，且負(fù)載控制器2011的第二通信端T-B用于發(fā)送第二通訊信號(hào)給電池控制器101的第二通信端R-A，其中，當(dāng)?shù)谝煌ㄓ嵭盘?hào)為高電平時(shí)，第一開關(guān)311導(dǎo)通且第三開關(guān)321截止，以使第一電壓提供電路313的電壓提供端提供高電平電壓給負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B；當(dāng)?shù)谝煌ㄓ嵭盘?hào)為低電平時(shí)，第一開關(guān)311截止且第三開關(guān)321導(dǎo)通，第一電壓提供電路313、第三開關(guān)321和第一分壓組件314構(gòu)成分壓電路，以使第一電壓提供電路313的電壓提供端提供低電平電壓給負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B。

當(dāng)?shù)诙ㄓ嵭盘?hào)為高電平時(shí)，第四開關(guān)322導(dǎo)通且第二開關(guān)312截止，以使第二電壓 提供電路323的電壓提供端提供高電平電壓給電池控制器101的第二通信端R-A；當(dāng)?shù)诙ㄓ嵭盘?hào)為低電平時(shí)，第四開關(guān)322截止且第二開關(guān)312導(dǎo)通，第二電壓提供電路323、第二開關(guān)312和第二分壓組件23構(gòu)成分壓電路，以使第二電壓提供電路323的電壓提供端提供低電平電壓給電池控制器101的第二通信端R-A。

下面結(jié)合圖1-4詳細(xì)描述本實(shí)用新型實(shí)施例的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖1和2所示，第一開關(guān)311可包括第一二極管D1，第一二極管D1的陽極與電池控制器101的第一通信端T-A相連；第二開關(guān)312可包括第二二極管D2，第二二極管D2的陽極與電池控制器101的第二通信端R-A相連，第二二極管D2的陽極還與第一電壓提供電路313的電壓提供端相連，第一分壓組件314包括313第一電阻R1，313第一電阻R1的一端與第一二極管D1的陰極相連，第一電阻R1的另一端與可控開關(guān)S1的一端相連，可控開關(guān)S1的另一端與電池BT1的負(fù)極GND相連。

第三開關(guān)321包括第三二極管D3，第三二極管D3的陽極與負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B相連，第三二極管D3的陰極與第一二極管D1的陰極相連，第三二極管D3的陽極還與第二電壓提供電路323的電壓提供端相連；第四開關(guān)包括第四二極管D4，第四二極管D4的陽極與負(fù)載控制器2011的第二通信端T-B相連，第四二極管D4的陰極與第二二極管D2的陰極相連；323第二分壓組件324包括第二電阻R2，323第二電阻R2的一端與第四二極管D4的陰極相連，第二電阻R3的另一端與負(fù)載201的負(fù)電源端DGDN相連。

其中，需要說明的是，電池控制器101的第一通信端T-A可為電池控制器101的數(shù)據(jù)發(fā)送端，電池控制器101的第二通信端R-A可為電池控制器101的數(shù)據(jù)接收端，并且，負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B可為負(fù)載控制器2011的數(shù)據(jù)接收端，負(fù)載控制器2011的第二通信端T-B可為負(fù)載控制器2011的數(shù)據(jù)發(fā)送端。由此，T-A和R-B構(gòu)成一組通信線路，由電池模塊100發(fā)送，負(fù)載模塊200接收，R-A和T-B構(gòu)成另外一組通信線路，由負(fù)載模塊200發(fā)送，電池模塊100接收。

也就是說，電池控制器101可通過第一通信端T-A發(fā)送第一通信信號(hào)給負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B，并且，負(fù)載控制器2011可通過第二通信端T-B發(fā)送第二通信信號(hào)給電池控制器101的第二通信端R-A。

應(yīng)當(dāng)理解的是，第一通信信號(hào)和第二通信信號(hào)可為按照一定規(guī)律變化的高低電平信號(hào)，這里傳輸?shù)母叩碗娖接袑?duì)應(yīng)的電壓值區(qū)間，例如，3.3V微控制器的高低電平要求的電壓如下：輸出低電平VOL<0.1V，輸出高電平VOH>3.2V,輸入低電平VIL<0.7V,輸入高電平VIL>2.0V。電池控制器101和負(fù)載控制器2011可根據(jù)接收到的通信信號(hào)的電壓值來對(duì)高低電平進(jìn)行判斷。

具體地，如圖2所示，第一電壓提供電路313包括：第一降壓電路3012和第三電阻R3，其中，第一降壓電路3012的輸入端與電池BT1的正極P+相連，第一降壓電路3012用于將電池BT1提供的電壓轉(zhuǎn)換為第一預(yù)設(shè)電壓，以滿足電池控制器101的高電平通信需求；第三電阻R3的一端與第一降壓電路3012相連，第三電阻R3的另一端與第二二極管D2的陽極相連。其中，第一預(yù)設(shè)電壓可與高電平電壓一致。

如圖2所示，第二電壓提供電路323包括：第二降壓電路3022和第四電阻R4。其中，第二降壓電路3022的輸入端與負(fù)載201的正電源端Q+相連，第二降壓電路3022用于將負(fù)載201的供電電壓轉(zhuǎn)換為第二預(yù)設(shè)電壓，以滿足負(fù)載控制器2011的高電平通信需求；第四電阻R4的一端與第二降壓電路3022相連，第四電阻R4的另一端與第三二極管D3的陽極相連。其中，第二預(yù)設(shè)電壓可與高電平電壓一致。

在本實(shí)用新型的一個(gè)具體示例中，第一預(yù)設(shè)電壓與第二預(yù)設(shè)電壓相等，例如均為3.3V。而電池BT1提供的電壓可為12V。

需要說明的是，第一電阻R1和第二電阻R2的阻值需滿足低電平通信需求，并且第三電阻R3和第四電阻R4的阻值需滿足高電平通信需求。

更具體地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖3所示，第一降壓電路3012包括：第一三極管Q1、第一可調(diào)穩(wěn)壓管ZD1、第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容C1、第七電阻R7、第二電容C2和第三電容C3。

其中，第一三極管Q1的集電極與電池BT1的正極P+相連，第一三極管Q1的發(fā)射極與第二二極管D2的陽極相連；第一可調(diào)穩(wěn)壓管ZD1的陰極與第一三極管Q1的基極相連，第一可調(diào)穩(wěn)壓管ZD1的陽極與電池BT1的負(fù)極GND相連；第五電阻R5和第六電阻R6串聯(lián)，第五電阻R5的一端與第一三極管Q1的發(fā)射極相連，第六電阻R6的一端與第五電阻R5的另一端相連，第六電阻R6的另一端與電池BT1的負(fù)極GND相連，串聯(lián)的第五電阻R5和第六電阻R6之間具有第一節(jié)點(diǎn)，第一節(jié)點(diǎn)與第一可調(diào)穩(wěn)壓管ZD1的控制極相連；第一電容C1與串聯(lián)的第五電阻R5和第六電阻R6并聯(lián)；第七電阻R7和第二電容C2串聯(lián)，第七電阻R7的一端與第一三極管Q1的集電極相連，第二電容C2的一端與第七電阻R7的另一端相連，第二電容C2的另一端與電池BT1的負(fù)極GND相連，串聯(lián)的第七電阻R7和第二電容C2之間具有第二節(jié)點(diǎn)，第二節(jié)點(diǎn)與第一可調(diào)穩(wěn)壓管ZD1的陰極相連；第三電容C3與串聯(lián)的第七電阻R7和第二電容C2并聯(lián)。

更具體地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖4所示，第二降壓電路3022包括：第二三極管Q2、第二可調(diào)穩(wěn)壓管ZD2、第八電阻R8、第九電阻R9、第四電容C4、第十電阻R7、第五電容C5和第六電容C6。

其中，第二三極管Q2的集電極與負(fù)載201的正電源端Q+相連，第二三極管Q2的發(fā) 射極與第三二極管D3的陽極相連；第二可調(diào)穩(wěn)壓管ZD2的陰極與第二三極管Q2的基極相連，第二可調(diào)穩(wěn)壓管ZD2的陽極與負(fù)載201的負(fù)電源端DGND相連；第八電阻R8和第九電阻R9串聯(lián)，第八電阻R8的一端與第二三極管Q2的發(fā)射極相連，第九電阻R9的一端與第八電阻R8的另一端相連，第九電阻R9的另一端與負(fù)載201的負(fù)電源端DGND相連，串聯(lián)的第八電阻R8和第九電阻R9之間具有第三節(jié)點(diǎn)，第三節(jié)點(diǎn)與第二可調(diào)穩(wěn)壓管ZD2的控制極相連；第四電容C4與串聯(lián)的第八電阻R8和第九電阻R9并聯(lián)；第十電阻R10和第五電容C5串聯(lián)，第十電阻R10的一端與第二三極管Q2的集電極相連，第五電容C5的一端與第十電阻R10的另一端相連，第五電容C5的一端與負(fù)載201的負(fù)電源端DGND相連，串聯(lián)的第十電阻R10和第五電容C5之間具有第四節(jié)點(diǎn)，第四節(jié)點(diǎn)與第二可調(diào)穩(wěn)壓管ZD2的陰極相連；第六電容C6與串聯(lián)的第十電阻R10和第五電容C5并聯(lián)。

在本發(fā)明的一個(gè)具體示例中，第一可調(diào)穩(wěn)壓管ZD1和第二第一可調(diào)穩(wěn)壓管ZD2可為可控穩(wěn)壓二極管。

在本發(fā)明的一個(gè)具體示例中，第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4為肖特基二極管，其中，肖特基二極管具有很低的導(dǎo)通壓降，一般為0.3V。

如上所述，設(shè)置在電池模塊100中的第一保護(hù)單元301可包括第一降壓電路3012、第一二極管D1、第二二極管D2、第一電阻R1和第三電阻R3，設(shè)置在負(fù)載模塊200中的第二保護(hù)單元302可包括第二降壓電路3022、第三二極管D3、第四二極管D4、第二電阻R2和第四電阻R4。

本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)裝置300的工作原理如下：

在電池系統(tǒng)正常工作之后，電池控制器101控制可控開關(guān)S1導(dǎo)通，電池BT1的負(fù)極GND與負(fù)載201的負(fù)電源端連接。在這種情況下，如果電池控制器101的第一通信端T-A發(fā)送一個(gè)高電平3.2V，則第一二極管D1導(dǎo)通、第三二極管D3截止，負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B由第四電阻R4上拉而輸出3.3V電壓，符合高電平輸入要求，所以高電平可以正確傳輸至負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B。如果電池控制器101的第一通信端T-A發(fā)送一個(gè)低電平0.1V，則第三二極管D3導(dǎo)通，第一二極管D1截止，此時(shí)負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B的電壓為第一電阻R1的電壓加上第三二極管D3的電壓之和。依據(jù)第二降壓電路3022提供的電壓可選取合適的第一電阻R1和第四電阻R4的阻值，以符合低電平輸入要求，即使負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B的電壓小于0.7。

由此可見，該保護(hù)裝置300可以保證通信電路的正常通信，電池控制器101的第二通信端R-A和負(fù)載控制器2011的第二通信端T-B之間的通信只是通信方向不一樣，具體為負(fù)載模塊200發(fā)送，電池模塊100接收，其他原理都基本相同。

在電池控制器101控制可控開關(guān)S1斷開或者其他使得電源模塊的接地端GND與負(fù)載 201的負(fù)電源端DGND斷開連接的情況發(fā)生時(shí)，負(fù)載201的負(fù)電源端DGND懸空，導(dǎo)致負(fù)載控制器2011的第一通信端R-B和第二通信端T-B的電壓抬高，其電壓等于電池BT1提供的電壓。由于電池控制器101的第一通信端T-A和第二通信端R-A的電壓為0V或3.3V，遠(yuǎn)低于電池BT1提供的電壓，所以第二二極管D1和第二二極管D2的電位為左低右高，第二二極管D1和第二二極管D2截止，從而防止R-B和T-B的高電壓串入到T-A和R-A，保護(hù)了電池控制器101和負(fù)載控制器201。

另外，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，第一保護(hù)單元301通過接口連接器303與第二保護(hù)單元302相連。具體地，接口連接器303具有電源端子和通信端子，電池BT1通過電源端子為負(fù)載201供電，且電池控制器101通過通信端子與負(fù)載控制器201進(jìn)行通信。

更具體地，接口連接器303可為可插拔式連接器。

如圖5的示例，可插拔式連接器可包括第一接口J1和第二接口J2，第一接口J1的第一電源端子1與第二接口J2的第一電源端子1對(duì)應(yīng)連接，第一接口J1的第二電源端子4與第二接口J2的第二電源端子4對(duì)應(yīng)連接，第一接口J1的第一通信端子2與第二接口J2的第一通信端子2對(duì)應(yīng)連接，第一接口J1的第二通信端子3與第二接口J2的第二通信端子3對(duì)應(yīng)連接。其中，第一電源端子1是電源正極端子，第一通信端子2是從電池模塊100發(fā)送到負(fù)載模塊200的通信端子，第二通信端子3是從負(fù)載模塊200發(fā)送到電池模塊100的通信端子，第二電源端子4為電源負(fù)極端子。

由于接口連接器的制造公差，在熱插拔的過程中，接口連接器中每一組對(duì)應(yīng)的端子不可能保證同時(shí)接觸。如果只是J1和J2的端子1、端子2、端子3剛好接觸而端子4還沒有接觸，那么會(huì)導(dǎo)致端子2、端子3串入和端子1一樣的電池BT1的電壓，此時(shí)由于第一保護(hù)單元301和第二保護(hù)單元302的存在，該電池BT1的電壓就不會(huì)串入電池控制器101和負(fù)載控制器201，保護(hù)了電池控制器101和負(fù)載控制器201。

綜上，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提出的電池系統(tǒng)的保護(hù)裝置，在電池模塊中設(shè)置第一保護(hù)單元，并在負(fù)載模塊中設(shè)置第二保護(hù)單元，當(dāng)電池模塊為負(fù)載模塊供電時(shí)，電池控制器通過第一開關(guān)和第一分壓組件以及第三開關(guān)和第二電壓提供電路與負(fù)載模塊中的負(fù)載進(jìn)行通信，并且，負(fù)載的負(fù)載控制器通過第二開關(guān)和第一電壓提供電路以及第四開關(guān)和第二分壓組件與電池模塊進(jìn)行通信；當(dāng)電池模塊停止為負(fù)載模塊供電時(shí)，第一開關(guān)和第二開關(guān)工作在截止?fàn)顟B(tài)以對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。由此，通過第一保護(hù)單元和第二保護(hù)單元，能有效保證電池模塊和負(fù)載模塊的正常工作，且保證兩者之間的正常通信，防止電池控制器因自身通信端子串入過高電壓而燒毀，而且，該裝置簡(jiǎn)單易用、安全可靠。

本實(shí)用新型第二方面實(shí)施例提出了一種電池系統(tǒng)，包括上述實(shí)施例的電池系統(tǒng)的保護(hù) 裝置。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提出的電池系統(tǒng)，通過上述保護(hù)裝置，能有效保證電池模塊和負(fù)載模塊的正常工作，且保證兩者之間的正常通信，防止電池控制器因自身通信端子串入過高電壓而燒毀，而且，簡(jiǎn)單易用、安全可靠。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。