專利名稱：一種電動摩托車電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及給電動摩托車提供電源的裝置，尤其涉及一種電動摩托車鋰電池。
背景技術：
現有的電動摩托車供電電源是由鉛酸電池組或鋰電池粒串聯或并聯而成的電池 組提供。該電池組僅僅經過簡單的保護裝置后，直接輸出電壓給電動摩托車電機工作，這樣 會存在較多安全隱患。因為電動摩托車屬于高速的交通工具，所以其所使用的電池組的電 壓較高，電池功率較大。在多數情況下電動摩托車的電池組的工作電壓都超出人體安全電 壓標準。這樣，人體一旦接觸到電池組的電壓輸出端口就會發生危險。而且由于是直接輸 出電壓，所以該電池組在與摩托車首次連接或對電池進行充電時，會在接觸瞬間產生打火 的現象。這種現象不僅會損傷連接插頭，而且對使用者也會構成驚嚇，甚至會引發危險。
發明內容
本發明的目的在于提供一種電動摩托車電池，旨在解決現有技術下電動摩托車電 池存在安全隱患的問題。本發明是這樣實現的，一種電動摩托車電池，包括電池電芯，還包括輸入輸出端 口，其正極端直接連接到電池電芯的正極而其負極端通過保護執行場效應管連接電池電芯 的負極或者其負極端直接連接到電池電芯的負極而其正極端通過保護執行場效應管連接 電池電芯的正極；使能端口連接輸入輸出端口的使能端的使能控制電路，用于根據輸入輸出端口的 使能端信號控制保護執行場效應管的導通與關斷。本發明的有益效果是本發明提供的電池由外界使能后才輸出電壓，從而避免因 直接輸出電壓產生的安全隱患。
圖1是本發明實施例提供的一種電動摩托車電池的內部結構圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。在本發明中，在電池的輸出端口增加一個使能端口，該使能端口連接使能控制電 路，使能控制電路控制電池電芯的總正極或總負極與輸出端口的連接或斷開，從而使電池 僅在使能端口有使能信號時才可以充放電，從而防止了電池直接輸出電壓帶來的安全隱
患O圖1示出了本發明實施例提供的一種電動摩托車鋰電池的內部結構圖。為了便于描述，這里只示出了與本發明相關的部分。電動摩托車電池包括由多個電池電芯串聯或單 個電池電芯形成的電池電芯8，正極端直接連接到電芯模塊8的正極而負極端通過保護執 行功率場效應管7連接到電池電芯8的負極的輸入輸出端口 9，控制保護執行功率場效應管 7的導通和關斷的保護集成電路2，保護集成電路2的使能端口連接至輸入輸出端口 9的使 能端°電動摩托車電池連通外界進行充放電的過程如下由外界通過輸入輸出端口 9的 使能端發送使能信號給保護集成電路2 ；在電動摩托車電池沒有發生異常事件的情況下， 保護集成電路2根據使能信號控制保護執行功率場效應管7導通，從而使電動摩托車電池 可以由輸入輸出端口輸出電壓給外界或者接收外界對其充電。在不需要電動摩托車電池輸 出電壓或對其充電時，只要不發送使能信號給輸入輸出端口 9的使能端，電動摩托車電池 就不會輸出電壓。這樣就避免了因為電動摩托車電池直接輸出電壓而產生的安全隱患。本領域的技術人員可以理解，保護集成電路2可以用其它任意使能控制電路實 現，只要該使能控制電路可以實現根據外部輸入的使能信號控制保護執行場效應管導通或 關斷即可。電動摩托車電池的電池電芯8可以根據實際的需求用一個單節電池電芯或多個 單節電池電芯串聯實現，這樣可以滿足電動摩托車的多種電源需要。對應地，電動摩托車電 池還包括一電池平衡引出接口1用于在充電時對該串聯的多個單節電芯進行平衡充電。保護集成電路2的電源端可以通過輸入輸出端口 9的使能端控制開關器件與電池 電芯的連接或斷開。在輸入輸出端口的使能端信號有效時，保護集成電路便接通電源，在電 池處于正常狀態下時控制保護執行場效應管7導通。電動摩托車電池的輸入輸出端口的使 能端先連接至識別/限流電阻Rl的一端，識別/限流電阻Rl的另一端連接第一光電耦合器 OPl的光電二極管陽極，光電二極管的陰極連接至輸入輸出端口的負極端，該第一光電耦合 器OPl的光敏三極管的集電極連接電池電芯的正極，光敏三極管的射極連接至保護集成電 路2的使能端。保護集成電路2的使能端與輸入輸出端口 9的使能端之間由識別/限流電阻Rl 與第一光電耦合器OPl組成的電路，實現外部在使能電池的同時可以通過計算識別/限流 電阻Rl的阻值來識別電池的類型。具體識別方式如下所述。在輸入輸出端口 9的使能端EN與負極端P-施加有效的使能電壓時，經過識別/ 限流電阻Rl后使第一光電耦合器OPl的發光二極管發光，控制第一光電耦合器OPl的光敏 三極管導通，從而使電池保護集成電路2的使能端與電池電芯的正極相接通，電池的保護 集成電路2進入正常工作狀態。若電池無保護事件發生，保護集成電路2則控制保護執行 元件功率場效應管7導通，使外部可以對電池進行充電或放電。在輸入輸出端口 9的使能 端EN與負極端P-沒有施加電壓或施加的電壓無效時，第一光電耦合器OPl的光敏三極管 截止，電池的保護集成電路2的電源端沒接通電源，控制保護執行元件功率場效應管7沒有 導通，電動摩托車電池不輸出電壓。識別/限流電阻Rl的阻值范圍一般設置從100歐姆至幾千歐姆不等，起到限流的 作用，以防止損壞光電耦合器。同時，外部的充電設備或用電設備一般使用5V的電壓串聯 約IK歐姆的電阻作為摩托車電池的使能信號；又因為光電耦合器的發光二極管的電壓降 變化較小，約為1. IV。因此，充電設備可通過測量電池的輸入輸出端口 9的使能端EN與負
5極端P-的電壓Ven來計算Rl的阻值，Rl = (VEN-1. 1)/((5-Ven)/1)。這樣，電池組設定不同 的Rl阻值對應不同類型的電池，充電設備就可以通過測量電池的輸入輸出端口 9的使能端 EN與負極端P-的電壓Ven，然后計算得知電池的類型。本領域的技術人員可以理解，保護執行場效應管7也可以串聯在電池電芯8的正 極和輸入輸出端口 9的正極端，只要能實現控制電池電壓的輸入輸出即可。電動摩托車電池還包括電池電芯的負極與所述保護執行場效應管之間串聯的一 個電流采樣電阻；在保護執行場效應管7串聯在電池電芯8的正極和輸入輸出端口 9的正 極端時，該電流采樣電阻串聯在電池電芯的正極與所述保護執行場效應管之間；當然該電 流采樣電阻還可以是串聯在電池電芯的正負極與輸入輸出端口的正負端之間的任意位置， 只要能采樣電池電芯充/放電的電流就可。該電流采樣電阻串聯在保護執行場效應管7前 可以方便在電池導通或關斷時立即采樣，得到更加準確的采樣數據。該電流采樣電阻串聯 在電池電芯的負極與輸入輸出端口的負端之間時，可以便于電路連接。電量計量集成電路5的電流采樣端連接所述電流采樣電阻的兩端，電量計量集成 電路5還通過分壓電阻將電池電芯的電壓轉換成單節電池電芯的電壓來獲得電池電芯的 總電壓，電量計量集成電路5用于在電池電芯不工作時對電池電芯自放電進行遞減，在電 池電芯工作時通過電流采樣電阻采樣的電流進行電量遞減，在電池電芯充電時通過電流采 樣電阻采樣的電流進行電量增加。電量計量集成電路5可以更加準確地計量電池電芯的電 量。電量計量模塊5在電動摩托車電池不工作時，電量計模塊5工作于休眠模式，靜態 功耗很低，此時其供電電源可以由最低端的單節電芯供電。電池最低端一節電池電芯通過 第三二極管D3連接至電量計量集成電路的電源正極輸入端；電量計量集成電路的電源負 極輸入端連接電池電芯負極。電量計量模塊5的消耗的電量對該供電的單節電芯的影響可 以忽略。當電動摩托車電池正常工作時，輸入輸出端口 9的使能端EN或通信電源輸入端 VCC被接至有效電平，第一光電耦合器OPl或第二光電耦合器0P2的光敏三極管導通，電池 電芯8的正極通過第一二極管Dl或第二二極管D2加至第一低壓差穩壓電路模塊3，第一低 壓差穩壓電路模塊3通過第四二級管D4連接電量計量模塊5的電源正極輸入端。由于第 一低壓差穩壓電路模塊3設定的輸出電壓比單節電芯的電壓要高，第四二極管D4導通，第 三二極管D3截止，因此正常工作時電量計量模塊5改由第一低壓差穩壓電路模塊3供電。電量計量模塊5的通訊地端為電池電芯負極，外部與電池的通訊的接地端為輸入 輸出端口 9的負極端P-。當保護執行元件功率場效應管7截止時，電量計模塊5的通訊地 端和外部與電池的通訊的接地端被隔斷，通訊時將會出現異常。數字隔離集成電路模塊6 電路可以把通訊的接地端轉換成輸入輸出端口 9的負極端P-，從而保證電池與外界的正常 通信。數字隔離集成電路模塊6的輸入端的接地端GNDl與通訊端對應連接電量計模塊輸 出端的接地端及通信端；數字隔離集成電路模塊6的輸入端的電源端VCCl連接到第一低壓 差穩壓電路模塊3的輸出端；數字隔離集成電路模塊6的輸出端的接地端GND2、電源端及 通訊端對應連接輸入輸出端口 9的負極端P-、通信電源輸入端及通信端C0MM。第二低壓差 穩壓電路模塊4把輸入輸出端口的通訊電源輸入端VCC電壓穩壓后，給數字隔離集成電路 模塊6輸出端的電源端VCC2供電，這樣數字隔離集成電路模塊6的電壓更加穩定。數字隔 離集成電路模塊6的電源端VCCl與VCC2僅在輸入輸出端口 9的使能端或通信電源輸入端信號有效時才導通，也即均是在電路工作的時候才供電，這就減少了電動摩托車電池的靜 態功耗。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種電動摩托車電池，包括電池電芯，其特征在于，所述電動摩托車電池還包括輸入輸出端口，其正極端直接連接到電池電芯的正極而其負極端通過保護執行場效應管連接電池電芯的負極或者其負極端直接連接到電池電芯的負極而其正極端通過保護執行場效應管連接電池電芯的正極；輸入輸出端口的使能端連接到電池內部的使能電路，用于根據外部輸入的使能信號控制保護執行場效應管導通或關斷。
2.如權利要求1所述的電動摩托車電池，其特征在于，所述電池電芯由多個單節電池 電芯串聯構成；所述電動摩托車電池還包括一電池平衡引出接口，用于在充電時對串聯的 多個單節電池電壓進行平衡，從而保持各個電芯容量的一致性。
3.如權利要求1所述的電動摩托車電池，其特征在于，所述電池內部的使能電路是保 護集成電路，所述保護集成電路的電源端是通過輸入輸出端口的使能端控制的開關器件與 所述電池電芯的正負極連接。
4.如權利要求1所述的電動摩托車電池，其特征在于，所述輸入輸出端口的使能端先 連接至識別/限流電阻的一端，識別/限流電阻的另一端連接第一光電耦合器的光電二極 管陽極，所述光電二極管的陰極連接至輸入輸出端口的負極端，所述第一光電耦合器的開 關三極管的集電極連接輸入輸出端口的正極端，所述開關三極管的射極連接至保護集成電 路的使能端。
5.如權利要求1至4任一權利要求所述的電動摩托車電池，其特征在于，所述電動摩托 車電池還包括所述電池電芯的負極與所述保護執行場效應管之間串聯有一個電流采樣電阻，或所述 電池電芯的負極與所述輸入輸出端口的負極端有一個電流采樣電阻，用于采樣電池充/放 電的電流；電量計量集成電路的電流采樣端連接所述電流采樣電阻兩端，電量計量集成電路還通 過分壓電阻將電池電芯的電壓轉換成單節電池電芯的電壓來獲得電池電芯的總電壓，所述 電量計量集成電路用于在電池電芯不工作時對電池電芯自放電進行遞減，在電池電芯工作 時通過電流采樣電阻采樣的電流進行電量遞減，在電池電芯充電時通過電流采樣電阻采樣 的電流進行電量增加。
6.如權利要求5所述的電動摩托車電池，其特征在于，所述電池電芯最低端一節正極 通過第三二極管連接至電量計量集成電路的電源正極輸入端；電池電芯正極先通過由所述輸入輸出端口的使能端控制的開關器件連接到第一低壓 差穩壓電路模塊，再經所述第一低壓差穩壓電路模塊通過第四二極管連接到電量計量集成 電路的電源正極輸入端；電量計量集成電路的電源負極輸入端連接電池電芯負極。
7.如權利要求6所述的電動摩托車電池，其特征在于，所述電量計量集成電路的通信 端與所述輸入輸出端口的通信端之間連接有一數字隔離集成電路模塊；所述數字隔離集成電路模塊的輸入端的通信接口和接地端口對應連接至所述電量計 量集成電路輸出端的通信端和接地端，所述數字隔離集成電路模塊的輸入端的電源端連接 到第一低壓差穩壓電路模塊的輸出端；所述數字隔離集成電路模塊的輸出端的通信接口和 電源接口對應連接到所述輸入輸出端口的通信端和通信電源輸入端； 2所述通過一第四二極管連接到所述電量計量集成電路的電源輸入端的第一低壓差穩 壓電路模塊的正極輸入端，還通過由所述輸入輸出端口的通信電源輸入端控制的開關器件 連接到所述電池電芯的正極。
8.如權利要求6所述的電動摩托車電池，其特征在于，所述電池電芯先通過一由所述 輸入輸出端口的使能端控制的開關器件連接到第一低壓差穩壓電路模塊具體為所述輸入輸出端口的使能端先連接至識別/限流電阻的一端，識別/限流電阻的另一 端連接第一光電耦合器的光電二極管陽極，所述光電二極管的陰極連接至輸入輸出端口的 負極端，所述第一光電耦合器的光敏三極管的集電極連接輸入輸出端口的正極端，所述光 敏三極管的射極連接至保護集成電路的使能端，所述光敏三極管的射極還通過一二極管連 接到第一低壓差穩壓電路模塊的正極輸入端。
9.如權利要求7所述的電動摩托車電池，其特征在于，所述輸出端口的通信電源輸入 端控制的開關器件為第二光電耦合器，所述第二光電耦合器輸入端發光二極管的正極和負 極對應連接所述輸入輸出端口的通信電源輸入端和負極端，所述光電耦合器輸出端的光敏 三極管的集電極接電池電芯的正極，所述光敏三極管的發射極通過第三二極管連接第一低 壓差穩壓電路模塊。
10.如權利要求7所述的電動摩托車電池，其特征在于，所述數字隔離集成電路模塊的 輸出端電源接口與所述輸入輸出端口的通信電源輸入端之間連接有第二低壓差穩壓電路 模塊，所述數字隔離集成電路模塊和低壓差穩壓電路模塊的接地端均連接所述輸入輸出端 口的接地端。
全文摘要
本發明涉及一種給電動摩托車提供電源的裝置，提供了一種電動摩托車電池，包括電池電芯，還包括輸入輸出端口，其正極端直接連接到電池電芯的正極而其負極端通過保護執行場效應管連接電池電芯的負極或者其負極端直接連接到電池電芯的負極而其正極端通過保護執行場效應管連接電池電芯的正極；使能端口連接輸入輸出端口的使能端的使能控制電路，用于根據輸入輸出端口的使能端信號控制保護執行場效應管導通或關斷。本發明提供的電池由外部啟動后才輸出電壓，因此消除了因直接輸出電壓產生的安全隱患。
文檔編號H01M2/34GK101894980SQ20091010752
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月20日 優先權日2009年5月20日
發明者李智, 董超祺 申請人:常德毅力能源有限公司