一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置。它包括中央處理單元、單體電池電壓輸入接口、單體電池電壓采集電路和若干個(gè)電壓均衡電路，電壓均衡電路與電動(dòng)車電池內(nèi)的單體電池一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)電壓均衡電路與對(duì)應(yīng)的單體電池串聯(lián)成一個(gè)回路，電壓均衡電路包括開關(guān)管和功率電阻，開關(guān)管、功率電阻與對(duì)應(yīng)的單體電池串聯(lián)成一個(gè)回路，開關(guān)管的控制端與中央處理單元電連接，單體電池通過單體電池電壓輸入接口與單體電池電壓采集電路電連接，單體電池電壓采集電路與中央處理單元電連接。本發(fā)明具有動(dòng)態(tài)均衡功能，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)單體電池間的壓差，保證單體電池電壓的一致性，延長(zhǎng)了電動(dòng)車電池的使用壽命。
【專利說明】-種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)車電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了防止電動(dòng)車的動(dòng)力電池出現(xiàn)過度充放電或短路等情況，動(dòng)力電池通常都設(shè)有 充放電保護(hù)電路，使動(dòng)力電池充電或放電至一定的電壓閾值以后停止充電或放電，從而保 證動(dòng)力電池的安全，同時(shí)為了提高電池組單體的一致性，保護(hù)電路還設(shè)有對(duì)電池組單體電 壓的均衡功能，保證了在一定程度上能夠延長(zhǎng)電池組的使用壽命。但是，目前電池組保護(hù) 系統(tǒng)的均衡方式均為靜態(tài)均衡，即只有在電池組充電過程中單體電壓充電至均衡開啟電壓 后，才能開啟均衡，因此只能在一定程度上減少電池組單體間壓差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有電動(dòng)車電池保護(hù)裝置只在電池組充電過程中單體電池 電壓充電至均衡開啟電壓后才均衡單體電池間的壓差，單體電池電壓一致性不好的技術(shù)問 題，提供了一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置，其具有動(dòng)態(tài)均衡功能，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)單體電池間的壓 差，保證單體電池電壓的一致性，延長(zhǎng)了電動(dòng)車電池的使用壽命。
[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)： 本發(fā)明的一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置，包括中央處理單元、單體電池電壓輸入接口、單體 電池電壓采集電路和若干個(gè)電壓均衡電路，所述電壓均衡電路與電動(dòng)車電池內(nèi)的單體電池 一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)電壓均衡電路與對(duì)應(yīng)的單體電池串聯(lián)成一個(gè)回路，所述電壓均衡電路包括 開關(guān)管和功率電阻，所述開關(guān)管、功率電阻與對(duì)應(yīng)的單體電池串聯(lián)成一個(gè)回路，所述開關(guān)管 的控制端與中央處理單元電連接，所述單體電池通過單體電池電壓輸入接口與單體電池電 壓采集電路電連接，所述單體電池電壓采集電路與中央處理單元電連接。
[0005] 在本技術(shù)方案中，單體電池電壓輸入接口采用間距2. 54mm的接插件，電動(dòng)車電池 內(nèi)的單體電池都通過單體電池電壓輸入接口與單體電池電壓采集電路電連接。單體電池電 壓采集電路采集每個(gè)單體電池的電壓，并將這些電壓數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理單元。中央處理 單元對(duì)這些電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)電動(dòng)車電池內(nèi)存在兩個(gè)單體電池的電壓差值大于預(yù)設(shè)的 閾值K1時(shí)，中央處理單元控制與電壓高的單體電池對(duì)應(yīng)的電壓均衡電路工作，電壓高的單 體電池放電，當(dāng)這兩個(gè)單體電池的電壓差值小于預(yù)設(shè)的閾值K2時(shí)，中央處理單元控制該電 壓均衡電路停止放電。中央處理單元通過控制電壓均衡電路工作實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)單體電池間的壓 差，保證單體電池壓差的動(dòng)態(tài)均衡，延長(zhǎng)了電動(dòng)車電池的使用壽命。
[0006] 作為優(yōu)選，所述一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置還包括過充電檢測(cè)電路、過放電檢測(cè)電 路、第一 M0S管和第二M0S管，所述電動(dòng)車電池的正極與負(fù)載正極電連接，所述負(fù)載負(fù)極與 第一 M0S管的源極電連接，所述第一 M0S管的漏極與第二M0S管的漏極電連接，所述第二 M0S管的源極與電動(dòng)車電池的負(fù)極電連接，所述過充電檢測(cè)電路分別與單體電池電壓采集 電路和第一 M0S管的柵極電連接，所述過放電檢測(cè)電路分別與單體電池電壓采集電路和第 二MOS管的柵極電連接。
[0007] 單體電池電壓采集電路采集每個(gè)單體電池的電壓，并將這些電壓數(shù)據(jù)發(fā)送給過充 電檢測(cè)電路和過放電檢測(cè)電路。當(dāng)電動(dòng)車電池內(nèi)的所有單體電池的電壓都小于過充電電壓 限值VI且大于過放電電壓限值V2時(shí)，過充電檢測(cè)電路輸出高電平，第一 M0S管導(dǎo)通，過放 電檢測(cè)電路輸出高電平，第二M0S管導(dǎo)通，電動(dòng)車電池可充放電；當(dāng)有單體電池的電壓大于 等于過充電電壓限值VI時(shí)，過充電檢測(cè)電路輸出低電平，第一 M0S管斷開，停止充電；當(dāng)有 單體電池的電壓小于等于過放電電壓限值V2時(shí)，過放電檢測(cè)電路輸出低電平，第二M0S管 斷開，停止充電。
[0008] 作為優(yōu)選，所述一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置還包括電流傳感器、與門電路和過流檢 測(cè)電路，所述電流傳感器串接于電動(dòng)車電池與負(fù)載之間，所述過放電檢測(cè)電路和與門電路 的第一輸入端電連接，所述過流檢測(cè)電路分別與電流傳感器和與門電路的第二輸入端電連 接，所述與門電路的輸出端與第二M0S管的柵極電連接。
[0009] 電流傳感器檢測(cè)電路中的電流,并將其發(fā)送到過流檢測(cè)電路。當(dāng)電路中的電流小 于等于設(shè)定值Ml時(shí)，過流檢測(cè)電路輸出高電平，當(dāng)電路中的電流大于設(shè)定值Ml時(shí)，過流檢 測(cè)電路輸出低電平，與門電路輸出低電平，第二M0S管斷開，電路斷路。
[0010] 作為優(yōu)選，所述一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置還包括短路檢測(cè)電路，所述短路檢測(cè)電 路分別與電流傳感器和與門電路的第三輸入端電連接。當(dāng)電路中的電流小于等于設(shè)定值M2 時(shí)，短路檢測(cè)電路輸出高電平，當(dāng)電路中的電流大于設(shè)定值M2時(shí)，短路檢測(cè)電路輸出低電 平，與門電路輸出低電平，第二M0S管斷開，電路斷路。短路檢測(cè)電路的響應(yīng)動(dòng)作時(shí)間比過 流檢測(cè)電路快，能夠很好的保護(hù)電路安全。
[0011] 作為優(yōu)選，所述一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置還包括溫度傳感器、第一三極管和第 二三極管，所述溫度傳感器安裝在電動(dòng)車電池上，所述中央處理單元分別與溫度傳感器、第 一三極管的基極和第二三極管的基極電連接，所述第一三極管的集電極與第一 M0S管的柵 極電連接，所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的集電極與第二M0S管的柵極 電連接，所述第二三極管的發(fā)射極接地。
[0012] 溫度傳感器檢測(cè)電動(dòng)車電池的溫度，并將其發(fā)送到中央處理單元。當(dāng)電動(dòng)車電池 的溫度大于75°C時(shí)，中央處理單元控制第一三極管和第二三極管導(dǎo)通，第一 M0S管的柵極 和第二M0S管的柵極都為低電平，第一 M0S管和第二M0S管斷開，電路斷路。
[0013] 作為優(yōu)選，所述開關(guān)管為光電稱合器，所述光電稱合器的一個(gè)輸入端與中央處理 單兀電連接，所述光電稱合器的另一個(gè)輸入端接地，所述光電稱合器的一個(gè)輸出端與對(duì)應(yīng) 的單體電池正極電連接，所述光電耦合器的另一個(gè)輸出端與功率電阻一端電連接，功率電 阻另一端與對(duì)應(yīng)的單體電池負(fù)極電連接。
[0014] 本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性效果是：（1)具有動(dòng)態(tài)均衡功能，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)單體電池間的壓 差，保證單體電池電壓的一致性，延長(zhǎng)了電動(dòng)車電池的使用壽命。（2)對(duì)電動(dòng)車電池的過充、 過放、過流和短路進(jìn)行保護(hù)。（3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的一種電路原理連接框圖； 圖2是均衡電路的電路原理圖。
[0016] 圖中：1、中央處理單元，2、單體電池電壓輸入接口，3、單體電池電壓采集電路，4、 電壓均衡電路，5、開關(guān)管，6、功率電阻，7、電動(dòng)車電池，8、單體電池，9、過充電檢測(cè)電路，10、 過放電檢測(cè)電路，11、第一 M0S管，12、第二M0S管，13、電流傳感器，14、與門電路，15、過流檢 測(cè)電路，16、短路檢測(cè)電路，17、溫度傳感器，18、第一三極管，19、第二三極管，20、負(fù)載。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0018] 實(shí)施例：本發(fā)明的一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置，如圖1所示，包括中央處理單元1、單 體電池電壓輸入接口 2、單體電池電壓采集電路3、過充電檢測(cè)電路9、過放電檢測(cè)電路10、 電流傳感器13、與門電路14、過流檢測(cè)電路15、短路檢測(cè)電路16、溫度傳感器17、第一 M0S 管11、第二M0S管12、第一三極管18、第二三極管19和若干個(gè)電壓均衡電路4,電壓均衡電 路4與電動(dòng)車電池7內(nèi)的單體電池8--對(duì)應(yīng)，每個(gè)電壓均衡電路4與對(duì)應(yīng)的單體電池8 串聯(lián)成一個(gè)回路，如圖2所示，電壓均衡電路4包括開關(guān)管5和功率電阻6,開關(guān)管5為光電 奉禹合器，光電稱合器的一個(gè)輸入端與中央處理單兀1電連接，光電稱合器的另一個(gè)輸入端 接地，光電稱合器的一個(gè)輸出端與對(duì)應(yīng)的單體電池8正極電連接，光電稱合器的另一個(gè)輸 出端與功率電阻6 -端電連接，功率電阻6另一端與對(duì)應(yīng)的單體電池8負(fù)極電連接，單體電 池8還通過單體電池電壓輸入接口 2與單體電池電壓采集電路3電連接，單體電池電壓采 集電路3與中央處理單元1電連接。
[0019] 電動(dòng)車電池7的正極通過電流傳感器13與負(fù)載20正極電連接，負(fù)載20負(fù)極與第 一 M0S管11的源極電連接，第一 M0S管11的漏極與第二M0S管12的漏極電連接，第二M0S 管12的源極與電動(dòng)車電池7的負(fù)極電連接。過充電檢測(cè)電路9分別與單體電池電壓采集 電路3和第一 M0S管11的柵極電連接，過放電檢測(cè)電路10分別與單體電池電壓采集電路 3和與門電路14的第一輸入端電連接，過流檢測(cè)電路15分別與電流傳感器13和與門電路 14的第二輸入端電連接，短路檢測(cè)電路16分別與電流傳感器13和與門電路14的第三輸入 端電連接，與門電路14的輸出端與第二M0S管12的柵極電連接。
[0020] 溫度傳感器17安裝在電動(dòng)車電池7上，中央處理單元1分別與溫度傳感器17、第 一三極管18的基極和第二三極管19的基極電連接，第一三極管18的集電極與第一 M0S管 11的柵極電連接，第一三極管18的發(fā)射極接地，第二三極管19的集電極與第二M0S管12 的柵極電連接，第二三極管19的發(fā)射極接地。
[0021] 中央處理單元1采用單片機(jī)，單體電池電壓輸入接口 2采用間距2. 54mm的接插 件，電動(dòng)車電池7內(nèi)的單體電池8都通過單體電池電壓輸入接口 2與單體電池電壓采集電 路3電連接。單體電池電壓采集電路3采集每個(gè)單體電池8的電壓，并將這些電壓數(shù)據(jù)發(fā) 送給中央處理單元1。中央處理單元1對(duì)這些電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)電動(dòng)車電池7內(nèi)存在兩 個(gè)單體電池8的電壓差值大于預(yù)設(shè)的閾值K1時(shí)，中央處理單元1控制與電壓高的單體電池 8對(duì)應(yīng)的電壓均衡電路4工作，電壓高的單體電池8放電，當(dāng)這兩個(gè)單體電池8的電壓差值 小于預(yù)設(shè)的閾值K2時(shí)，中央處理單元1控制該電壓均衡電路4停止放電。中央處理單元1 通過控制電壓均衡電路4工作實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)單體電池8間的壓差，保證單體電池8壓差的動(dòng)態(tài) 均衡，延長(zhǎng)了電動(dòng)車電池7的使用壽命。
[0022] 單體電池電壓采集電路3還將采集到的電壓數(shù)據(jù)發(fā)送給過充電檢測(cè)電路9和過放 電檢測(cè)電路10。當(dāng)電動(dòng)車電池內(nèi)的所有單體電池8的電壓都小于過充電電壓限值VI且大 于過放電電壓限值V2時(shí)，過充電檢測(cè)電路9輸出高電平，第一 MOS管11導(dǎo)通，過放電檢測(cè) 電路10輸出高電平，第二MOS管導(dǎo)通12,電動(dòng)車電池7可充放電；當(dāng)有單體電池8的電壓 大于等于過充電電壓限值VI時(shí)，過充電檢測(cè)電路9輸出低電平，第一 MOS管11斷開，停止 充電；當(dāng)有單體電池8的電壓小于等于過放電電壓限值V2時(shí)，過放電檢測(cè)電路10輸出低電 平，與門電路14輸出低電平，第二MOS管12斷開，電路斷路。
[0023] 電流傳感器13檢測(cè)電路中的電流，并將其發(fā)送到過流檢測(cè)電路15和短路檢測(cè)電 路16。當(dāng)電路中的電流小于等于設(shè)定值Ml時(shí)，過流檢測(cè)電路15輸出高電平，當(dāng)電路中的 電流大于設(shè)定值Ml時(shí)，過流檢測(cè)電路15輸出低電平，與門電路14輸出低電平，第二M0S管 12斷開，電路斷路。當(dāng)電路中的電流小于等于設(shè)定值M2時(shí)，短路檢測(cè)電路16輸出高電平， 當(dāng)電路中的電流大于設(shè)定值M2時(shí)，短路檢測(cè)電路16輸出低電平，與門電路14輸出低電平， 第二M0S管12斷開，電路斷路。短路檢測(cè)電路16的響應(yīng)動(dòng)作時(shí)間比過流檢測(cè)電路15快， 能夠很好的保護(hù)電路安全。
[0024] 溫度傳感器17檢測(cè)電動(dòng)車電池7的溫度，并將其發(fā)送到中央處理單元1。當(dāng)電動(dòng) 車電池7的溫度大于75°C時(shí)，中央處理單元1控制第一三極管18和第二三極管19導(dǎo)通，第 一 M0S管18的柵極和第二M0S管19的柵極都為低電平，第一 M0S管11和第二M0S管12 斷開，電路斷路，電動(dòng)車電池7停止充放電，保護(hù)電路安全。
【權(quán)利要求】
1. 一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置，其特征在于：包括中央處理單元（1)、單體電池電壓輸入 接口（ 2 )、單體電池電壓采集電路（3 )和若干個(gè)電壓均衡電路（4 )，所述電壓均衡電路（4 )與 電動(dòng)車電池（7)內(nèi)的單體電池（8)--對(duì)應(yīng)，每個(gè)電壓均衡電路（4)與對(duì)應(yīng)的單體電池（8) 串聯(lián)成一個(gè)回路，所述電壓均衡電路（4)包括開關(guān)管（5)和功率電阻（6)，所述開關(guān)管（5)、 功率電阻（6)與對(duì)應(yīng)的單體電池（3)串聯(lián)成一個(gè)回路，所述開關(guān)管（5)的控制端與中央處理 單元（1)電連接,所述單體電池（8 )通過單體電池電壓輸入接口（ 2 )與單體電池電壓采集電 路（3)電連接，所述單體電池電壓采集電路（3)與中央處理單元（1)電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置，其特征在于：還包括過充電檢測(cè) 電路（9)、過放電檢測(cè)電路（10)、第一 MOS管（11)和第二MOS管（12)，所述電動(dòng)車電池（7) 的正極與負(fù)載（20)正極電連接，所述負(fù)載（20)負(fù)極與第一 MOS管（11)的源極電連接，所述 第一 MOS管（11)的漏極與第二MOS管（12)的漏極電連接，所述第二MOS管（12)的源極與 電動(dòng)車電池（7 )的負(fù)極電連接，所述過充電檢測(cè)電路（9 )分別與單體電池電壓采集電路（3 ) 和第一 MOS管（11)的柵極電連接，所述過放電檢測(cè)電路（10)分別與單體電池電壓采集電路 (3)和第二MOS管（12)的柵極電連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置，其特征在于：還包括電流傳感器 (13)、與門電路（14)和過流檢測(cè)電路（15)，所述電流傳感器（13)串接于電動(dòng)車電池（7)與 負(fù)載（20)之間，所述過放電檢測(cè)電路（10)和與門電路（14)的第一輸入端電連接，所述過流 檢測(cè)電路（15)分別與電流傳感器（13)和與門電路（14)的第二輸入端電連接，所述與門電 路（14)的輸出端與第二MOS管（12)的柵極電連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置，其特征在于：還包括短路檢測(cè)電 路（16)，所述短路檢測(cè)電路（16)分別與電流傳感器（13)和與門電路（14)的第三輸入端電 連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置，其特征在于：還包 括溫度傳感器（17)、第一三極管（18)和第二三極管（19)，所述溫度傳感器（17)安裝在電動(dòng) 車電池（7)上，所述中央處理單元（1)分別與溫度傳感器（17)、第一三極管（18)的基極和 第二三極管（19)的基極電連接，所述第一三極管（18)的集電極與第一 MOS管（11)的柵極 電連接，所述第一三極管（18)的發(fā)射極接地，所述第二三極管（19)的集電極與第二MOS管 (12)的柵極電連接，所述第二三極管（19)的發(fā)射極接地。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種電動(dòng)車電池保護(hù)裝置，其特征在于：所述 開關(guān)管（5)為光電稱合器，所述光電稱合器的一個(gè)輸入端與中央處理單兀（1)電連接，所述 光電稱合器的另一個(gè)輸入端接地，所述光電稱合器的一個(gè)輸出端與對(duì)應(yīng)的單體電池（8 )正 極電連接，所述光電耦合器的另一個(gè)輸出端與功率電阻（6)-端電連接，功率電阻（6)另一 端與對(duì)應(yīng)的單體電池（8)負(fù)極電連接。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK104065112SQ201410069874
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】王玉龍, 孫延先, 宋澤斌, 潘健健, 劉啟凱 申請(qǐng)人:浙江超威創(chuàng)元實(shí)業(yè)有限公司