本實(shí)用新型屬于鋰電池PACK技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種實(shí)現(xiàn)并聯(lián)充電、串聯(lián)放電的鋰離子電池組，可應(yīng)用于數(shù)碼、動(dòng)力新能源領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鋰離子電池由于其環(huán)保節(jié)能的特性，已經(jīng)成為了目前應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力能源，由多個(gè)單體電池串聯(lián)或者并聯(lián)或者串并聯(lián)組成的鋰離子電池組由于其大容量、高倍率放電的特性，已被越來越被廣泛的作為動(dòng)力提供能源應(yīng)用到各種領(lǐng)域。

目前，現(xiàn)有鋰離子電池充電技術(shù)一般是包括多組電池（兩組以上），串在一起的多組電池正負(fù)極串聯(lián)充電。而串聯(lián)充電的缺點(diǎn)為：如果其中一組電池出現(xiàn)差異時(shí)，時(shí)間長了，慢慢的整個(gè)鋰離子電池組也會出現(xiàn)電壓不匹配、不均衡等現(xiàn)象，電池循環(huán)N周后（一段時(shí)間循環(huán)后），必須增設(shè)均衡電路來實(shí)現(xiàn)微觀均衡。其中，微觀平衡在現(xiàn)階段是以主動(dòng)被動(dòng)均衡為主，不管是被動(dòng)均衡還是主動(dòng)均衡，都會損耗電池組能量，并且，長期不匹配的兩組電芯串聯(lián)一起充電，造成過充、起火的機(jī)率大大增加，從而形成安全隱患。

為此，一篇申請?zhí)枮?00720157269.6的實(shí)用新型專利，公開了一種鋰離子電池組的充放電裝置，該裝置包括至少兩個(gè)鋰離子電池單元、充放電插接口、充電插頭、放電插頭，充電插頭使每一個(gè)鋰離子電池單元并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了對每一個(gè)鋰離子電池單元單獨(dú)充電的功能，放電插頭使每一個(gè)鋰離子電池單元串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池單元串聯(lián)放電的功能，而且串聯(lián)放電和并聯(lián)充電切換自由，改善了鋰離子電池組的均勻性，延長了鋰離子電池組的使用壽命。該實(shí)用新型雖然實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)放電和并聯(lián)充電切換自由，但是該方案是通過機(jī)械控制（通過插拔充電插頭），且使用時(shí)需要手動(dòng)切換，操作麻煩，使用不便，給用戶帶來不好的體驗(yàn)感。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，針對上述的問題，本實(shí)用新型提出一種具有并聯(lián)充電串聯(lián)放電功能的鋰離子電池組，對現(xiàn)有的鋰離子電池組的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使鋰離子電池在充電時(shí)并聯(lián)連接，放電時(shí)，鋰離子電池串聯(lián)連接，并且通過高低電平控制繼電器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換并聯(lián)和串聯(lián)的連接方式，使用方便操作簡單，從而解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種具有并聯(lián)充電串聯(lián)放電功能的鋰離子電池組，包括至少兩個(gè)鋰離子電池、一個(gè)雙通道繼電器J1、二極管D1、三極管Q1、電阻R3、電阻R4、繼電器電源VS和電平控制電路；兩個(gè)鋰離子電池分別記為第一鋰離子電池B1和第二鋰離子電池B2，雙通道繼電器J1至少包括8引腳，雙通道繼電器J1的第一引腳接于第一鋰離子電池B1的正極，第二引腳接于第二鋰離子電池B2的正極，第三引腳接于第一鋰離子電池B1的負(fù)極，第四引腳接于二極管D1的負(fù)極端，二極管D1的正極端接于繼電器電源VS的一端（例如正極）；雙通道繼電器J1的第五引腳接于第二鋰離子電池B2的正極以及三極管Q1的集電極，雙通道繼電器J1的第六引腳接于第二鋰離子電池B2的正極，第七引腳接于第一鋰離子電池B1的負(fù)極，第八引腳接于第二鋰離子電池B2的負(fù)極；三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的基極串聯(lián)電阻R4后連接電平控制電路，電阻R3串聯(lián)在三極管Q1的發(fā)射極和基極之間；電平控制電路輸出低電平時(shí)，三極管Q1不導(dǎo)通，雙通道繼電器J1不工作，則第一鋰離子電池B1和第二鋰離子電池B2串聯(lián)連接；電平控制電路輸出高電平時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，雙通道繼電器J1工作，則第一鋰離子電池B1和第二鋰離子電池B2并聯(lián)連接。

為了保證電平的穩(wěn)定性以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換兩個(gè)鋰離子電池的并聯(lián)和串聯(lián)連接，所述電平控制電路采用恒流恒壓充電電路實(shí)現(xiàn)，該恒流恒壓充電電路包括充電適配器、電阻R1、電阻R2、二極管D2、以及充電管理電路，充電適配器的輸入端連接至市電，充電適配器的輸出端的負(fù)極接地，正極分為兩路，一路串聯(lián)二極管D2后連接至充電管理電路，充電管理電路連接至第二鋰離子電池B2的正極；另一路連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接電阻R2的一端和電阻R4的一端（遠(yuǎn)離三極管Q1的那一端），電阻R2的另一端接地。

本實(shí)用新型采用上述方案，在充電時(shí)，將充電適配器接入市電（將其插頭插入市電插座），則可實(shí)現(xiàn)并聯(lián)充電，使每組電芯都能達(dá)到標(biāo)稱值，即達(dá)到充滿狀態(tài)；在放電時(shí)，將充電適配器的插頭拔出，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)放電，使整個(gè)電池組的電量為2倍的標(biāo)稱值，大大提高了總電量；同時(shí)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對電池加設(shè)均衡電路進(jìn)而損耗電池能量的問題；綜上，本實(shí)用新型有效的提高了電池組的安全性，延長了電池組的使用壽命；同時(shí)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)和推廣，具有很好的實(shí)用性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的鋰離子電池組的電路原理圖（充電適配器未接入市電）；

圖2為本實(shí)用新型的鋰離子電池組的電路原理圖（充電適配器接入市電）；

圖3為實(shí)施例中第一鋰離子電池B1和第二鋰離子電池B2的串聯(lián)示意圖；

圖4為實(shí)施例中第一鋰離子電池B1和第二鋰離子電池B2的并聯(lián)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

對于鋰電池組，現(xiàn)有技術(shù)存在著如下缺點(diǎn)：電池循環(huán)N周后，電池慢慢變?yōu)椴痪?，這是行業(yè)一直未能解決的一項(xiàng)難題。不管是加了主動(dòng)均衡，還是被動(dòng)均衡，都會損耗電池能量，且不一定達(dá)到預(yù)期的效果，所以現(xiàn)在行業(yè)里的電池組，都需要定期做“護(hù)理”，也就是單節(jié)補(bǔ)電動(dòng)作。而長期不均衡的電池組，加大了單節(jié)電芯過充，整組過充，發(fā)生危險(xiǎn)。

具體的，作為一個(gè)具體的實(shí)施例，參見圖1和圖2，本實(shí)用新型的具有并聯(lián)充電串聯(lián)放電功能的鋰離子電池組，包括至少兩個(gè)鋰離子電池、一個(gè)雙通道繼電器J1、二極管D1、三極管Q1、電阻R3、電阻R4、繼電器電源VS和電平控制電路；兩個(gè)鋰離子電池分別記為第一鋰離子電池B1和第二鋰離子電池B2，雙通道繼電器J1至少包括8引腳，雙通道繼電器J1的第一引腳接于第一鋰離子電池B1的正極，第二引腳接于第二鋰離子電池B2的正極，第三引腳接于第一鋰離子電池B1的負(fù)極，第四引腳接于二極管D1的負(fù)極端，二極管D1的正極端接于繼電器電源VS的一端（例如正極）；雙通道繼電器J1的第五引腳接于第二鋰離子電池B2的正極以及三極管Q1的集電極，雙通道繼電器J1的第六引腳接于第二鋰離子電池B2的正極，第七引腳接于第一鋰離子電池B1的負(fù)極，第八引腳接于第二鋰離子電池B2的負(fù)極；三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的基極串聯(lián)電阻R4后連接電平控制電路，電阻R3串聯(lián)在三極管Q1的發(fā)射極和基極之間。二極管D1作為整流元件，對繼電器電源VS的電路進(jìn)行整流，保證整個(gè)電路的穩(wěn)定性。當(dāng)然，也可采用其他元件組合實(shí)現(xiàn)整流目的。

為了保證電平的穩(wěn)定性以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換兩個(gè)鋰離子電池的并聯(lián)和串聯(lián)連接，本實(shí)施例中，電平控制電路采用恒流恒壓充電電路實(shí)現(xiàn)，該恒流恒壓充電電路包括充電適配器、電阻R1、電阻R2、二極管D2、以及充電管理電路，充電適配器的輸入端連接至市電，充電適配器的輸出端的負(fù)極接地，正極分為兩路，一路串聯(lián)二極管D2后連接至充電管理電路，充電管理電路連接至第二鋰離子電池B2的正極；另一路連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接電阻R2的一端和電阻R4的一端（遠(yuǎn)離三極管Q1的那一端），電阻R2的另一端接地。充電管理電路可采用現(xiàn)有的充電管理芯片實(shí)現(xiàn)，這里不再詳述。

本實(shí)施例中，其中的充電適配器采用4.2V適配器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以采用其他適配器實(shí)現(xiàn)，其可以接入市電而實(shí)現(xiàn)通電，也可以是接入其他電源進(jìn)行通電的。

本實(shí)用新型通過上述方案實(shí)現(xiàn)并聯(lián)充電串聯(lián)放電功能，也即在充電時(shí)各鋰離子電池并聯(lián)，在放電時(shí)串聯(lián)連接，例如兩組電池并起來時(shí)電壓是標(biāo)稱3.7V，串聯(lián)起來時(shí)電壓是7.4V標(biāo)稱。

本實(shí)施例中，雙通道繼電器J1是8引腳的元件，分別控制兩組鋰離子電池（第一鋰離子電池B1和第二鋰離子電池B2）并串轉(zhuǎn)換。如圖3所示，恒流恒壓充電電路輸出低電平時(shí)，三極管Q1不導(dǎo)通，雙通道繼電器J1不工作，則第一鋰離子電池B1和第二鋰離子電池B2串聯(lián)連接，也即B1-和B2+相通，此時(shí)整個(gè)電池組實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，即P+和P-之間的電壓V1 =2倍的標(biāo)稱值，例如3.7×2=7.4V。如圖4所示，恒流恒壓充電電路輸出高電平時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，雙通道繼電器J1工作，則第一鋰離子電池B1和第二鋰離子電池B2并聯(lián)連接，也就是說，B1+和B2+相通，B1-和B2-相通，此時(shí)整個(gè)電池組P+、P-之間的電壓V1 =標(biāo)稱值，例如3.7V。

另外，上述方案中，鋰離子電池可設(shè)置多個(gè)，同時(shí)相應(yīng)的繼電器的引腳的個(gè)數(shù)也要增加（或者增設(shè)多組開關(guān)），保證充電時(shí)，多個(gè)鋰離子電池并聯(lián)連接，放電時(shí)，多個(gè)鋰離子電池串聯(lián)連接即可。

利用本實(shí)用新型的方案，一個(gè)4.2V的鋰離子電池組即可替代原來的8.4V的鋰離子電池組，從而大大節(jié)約了能量。同時(shí)，在充電時(shí)，兩個(gè)鋰離子電池并聯(lián)充電，使每組電芯都能達(dá)到4.2V的充滿狀態(tài)，解決了電池加均衡電路損耗電池能量，有效提高了電池組的安全性，并延長了電池組使用壽命。

本實(shí)用新型采用上述方案，有效的管理電池充電，大大增加了電池組使用壽命，使其變得更為安全可靠。另外，本實(shí)用新型的總體電路穩(wěn)定性高，大量的實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)用新型的鋰離子電池組穩(wěn)定可靠，更安全。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。