一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于電動車電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車所造成的環(huán)境問題和石油資源緊缺使人們將視野投向了新能源汽車。純電動汽車以其能真正實現(xiàn)“零排放”而成為電動汽車的重要發(fā)展方向。鋰離子電池憑借其優(yōu)良的性能，成為了新一代電動汽車的理想動力源。但是，鋰電池電動車的廣泛應(yīng)用也存在著一些問題，比如電池放電過流，短路等，都會導(dǎo)致電池壽命大大縮短；因此鋰電池在使用過程中，必須實時監(jiān)控，遇到異常情況時，及時處理，將電池傷害降到最低。傳統(tǒng)的方案中，CPU實時監(jiān)測電池放電電流，若達到一定程度，則認為是過流或者短路，此時CPU斷開放電開關(guān)，以起到保護電池的作用;但是使用此種方案有兩個缺陷:
[0003]—:響應(yīng)速度慢，若CPU此時正在處理其他事情，則不能夠及時響應(yīng)，導(dǎo)致電池受到傷害；
[0004]二:可靠性低，若軟件異常，則無法起到保護作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路，旨在現(xiàn)有技術(shù)使用(PU進行電池放電監(jiān)控時響應(yīng)速度慢，可靠性低的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路，包括:
[0007]信號采樣單元，用于對電動車的負載電流進行采樣，并將所述采樣電流轉(zhuǎn)化為采樣電壓后輸出；
[0008]檢測單元，與所述信號采樣單元相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的閾值時，輸出高電平信號；
[0009]硬件保護單元，用于檢測到所述高電平信號后，切斷鋰電池組和車輛負載的連接。
[0010]進一步地，所述信號采樣單元包括串聯(lián)在車輛負載中的采樣電阻；
[0011]以11表示所述負載電流，RO表示所述采樣電阻，Vout表示所述采樣電壓，則:Vout= Il*R0o
[0012]進一步地，所述檢測單元包括短路檢測單元和過流檢測單元；
[0013]所述短路檢測單元，分別與所述信號采樣單元和所述硬件保護單元相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的短路電壓閾值時，輸出第一高電平信號；
[0014]所述過流檢測單元，分別與所述信號采樣單元和所述硬件保護單元相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的過流電壓閾值時，輸出第二高電平信號。
[0015 ]進一步地，所述放電電流硬件保護電路還包括故障恢復(fù)單元；
[0016]所述故障恢復(fù)單元，與所述過流檢測單元連接，用于在檢測到所述第二高電平信號后開始計時，在達到預(yù)設(shè)的時間閾值后，輸出恢復(fù)信號用于控制所述過流檢測單元輸出供電信號；
[0017]所述硬件保護單元在檢測到所述供電信號后，導(dǎo)通所述鋰電池組和所述車輛負載的連接，所述鋰電池組向所述車輛負載供電。
[0018]進一步地，所述短路檢測單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一比較器、第一電源、第一二極管、第二二極管和第一電容；
[0019]所述信號采樣單元的第一輸出端通過所述第一電阻接入所述第一比較器的反相輸入端;所述信號采樣單元的第二輸出端通過所述第三電阻接入所述第一比較器的同相輸入端;所述第一電源通過所述第二電阻接入所述第一比較器的反相輸入端;所述第一電容的第一端接地，所述第一電容的第二端接入所述第一比較器的同相輸入端;所述第一二極管的正極連接所述第一比較器的輸出端，所述第一二極管的負極連接所述硬件保護單元的輸入端;所述第二二極管的正極通過所述第四電阻連接所述第一比較器的輸出端，所述第二二極管的負極連接所述第一比較器的同相輸入端。
[0020]進一步地，所述過流檢測單元包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第二電源、第二比較器、第三二極管、第四二極管和第二電容；
[0021]所述信號采樣單元的第一輸出端通過所述第五電阻接入所述第二比較器的反相輸入端;所述信號采樣單元的第二輸出端通過所述第七電阻接入所述第二比較器的同相輸入端;所述第二電源通過所述第六電阻接入所述第二比較器的反相輸入端;所述第二電容的第一端接地，所述第二電容的第二端接入所述第二比較器的同相輸入端;所述第三二極管的正極連接所述第二比較器的輸出端，所述第三二極管的負極連接所述硬件保護單元的輸入端;所述第四二極管的正極通過所述第八電阻連接所述第二比較器的輸出端，所述第四二極管的負極連接所述第二比較器的同相輸入端。
[0022]進一步地，所述故障恢復(fù)單元包括處理器、第九電阻、第十電阻和第六場效應(yīng)晶體管；
[0023]所述處理器的輸入端連接所述第二比較器的輸出端，所述處理器輸出端通過所述第九電阻連接至所述第六場效應(yīng)晶體管的柵極;所述第十電阻的第一端連接所述第六場效應(yīng)晶體管的柵極，所述第十電阻的第二端接地;所述第六場效應(yīng)晶體管的源極接地，所述第六場效應(yīng)晶體管的漏極通過所述第八電阻的連接到所述第二比較器的輸出端。
[0024]進一步地，所述第六場效應(yīng)晶體管為N溝道MOS管。
[0025]進一步地，所述硬件保護單元包括第一場效應(yīng)晶體管、第二場效應(yīng)晶體管、第三場效應(yīng)晶體管、第四場效應(yīng)晶體管、第五場效應(yīng)晶體管、第^^一電阻、第十二電阻、第十三電阻和第三電源；
[0026]所述第一場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述檢測單元的輸出端，所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極連接所述第二場效應(yīng)晶體管的柵極，所述第一場效應(yīng)晶體管的源極接地;所述第十一電阻的第一端連接所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第十一電阻的第二端接地;所述第三電源通過所述第十二電阻連接至所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第二場效應(yīng)晶體管的源極接地;所述第三場效應(yīng)晶體管的漏極通過所述第十三電阻連接所述第三電源，所述第三場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第三場效應(yīng)晶體管的源極連接所述第四場效應(yīng)晶體管的漏極;所述第四場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第四場效應(yīng)晶體管的源極接地;所述第五場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述第三場效應(yīng)晶體管的源極，所述第五場效應(yīng)晶體管的漏極連接所述鋰電池組的負端，所述第五場效應(yīng)晶體管的源極連接所述車輛負載的負載地端。
[0027]進一步地，所述第一場效應(yīng)晶體管、所述第二場效應(yīng)晶體管、所述第三場效應(yīng)晶體管和所述第五場效應(yīng)晶體管均為N溝道MOS管，所述第四場效應(yīng)晶體管為P溝道MOS管。
[0028]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:本發(fā)明能夠保證當(dāng)車輛的鋰電池組出現(xiàn)如短路或者過流的情況時，硬件保護單元能及時響應(yīng)，自動切斷鋰電池組與車輛負載的連接，而不受CHJ軟件控制，能夠?qū)崟r的保護電池；即使CPU軟件出現(xiàn)異常，仍然不受影響。進一步地，檢測單元中正反饋的引入，使得輸出信號比較穩(wěn)定，一旦檢測單元鎖定鋰電池組出現(xiàn)異常即輸出高電平，即使電流波動也不會有影響，輸出的信號仍然不變，除非使用軟件解鎖方能使輸出信號改變，通過本發(fā)明能夠大大提高系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2是本發(fā)明實施例提供的信號采樣單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖3是本發(fā)明實施例提供的短路檢測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4是本發(fā)明實施例提供的過流檢測單元和故障恢復(fù)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖5是本發(fā)明實施例提供的硬件保護單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖6是本發(fā)明實施例提供的故障恢復(fù)單元的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0035]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0036]本發(fā)明提供一種硬件自動保護的電路，在電流出現(xiàn)過流或者短路的情況下，由硬件自動切斷電池開關(guān)，起到保護電池的作用，基于此，本發(fā)明提供了如圖1所示的一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路，包括:
[0037]信號采樣單元I，用于對電動車的負載電流進行采樣，并將所述采樣電流轉(zhuǎn)化為采樣電壓后輸出；
[0038]檢測單元2，與信號采樣單元I相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的閾值時，輸出高電平信號。更具體的，檢測單元2包括短路檢測單元21和過流檢測單元22;短路檢測單元21，分別與信號采樣單元I和硬件保護單元3相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的短路電壓閾值時，輸出第一高電平信號;過流檢測單元22，分別與信號采樣單元I和硬件