[實用新型]一種電動汽車電池保護電路

有效

• 申請號: 201220440797.3
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN202817724U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 康龍云;姜凱;林玉健;趙先嫻;朱洪波
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及純電動汽車、混合動力汽車領域，具體涉及電動汽車電池保護電路。

背景技術

目前電動汽車的電池保護技術包括兩大部分：一是通過對電池外部附加金屬或非金屬裝置，實現電池與外部的隔絕，防止電池破損或減輕電池的碰撞和震動，以此防止電池燃燒和爆炸，實現對電動汽車和人員的保護。二是通過對電動汽車電池回路通斷的控制來實現在異常情況下及時切斷電動汽車的電源，實現對電池和人員的保護。主要是通過對主電路的電壓、電流的檢測與基準電壓和基準電流的比較分析來判斷電池的工作狀態是否正常，由此來控制主回路的通斷（如《一種超低功耗鋰離子電池保護電路》、《鋰離子電池的保護系統》等）。所用的方法有電路異常自鎖、檢測實時端電壓判斷最大放電電流等。這些方法只是通過檢測外部電流、電壓的參數來實現對電池的管理，沒有對電池的內部荷電狀態進行估算和預測，不能預測電池的內部荷電特性，而控制也就出現了滯后性，不能對電池故障及時進行預測和對電路的保護。同時這些裝置沒有考慮到在電池完好的情況下電動汽車出現碰撞和側翻等各類故障時對電池的及時保護，以防止電池因碰撞等造成損壞，從而出現燃燒和爆炸現象。?

實用新型內容

鑒于以上背景，為了克服現有的不足，提供了一種電動汽車電池保護電路，此電路不僅實現了對電動汽車電池的外部電壓、電流的檢測，對過電壓、過電流、欠電壓等異常狀態下的切斷保護，而且增加了對輸出電壓、電流、電池溫度的變化數值進行微分處理，實現了對電池輸出特性的提前預測，并通過應用卡爾曼濾波法和Ah計量法實現了對電池內部荷電狀態的估算，對電池的荷電異常進行檢測和保護，還通過對汽車的慣性檢測保證在電池完好的情況下電動汽車出現碰撞和側翻等各類故障時及時切斷電源電路防止出現電池的燃燒和爆炸。此電路實現了對電池和人員的更加全面的保護。為了達到上述目的，本實用新型采取的技術方案如下。

一種電動汽車電池保護電路，包括主電路，電壓檢測模塊，電池回路電流檢測模塊，電池溫度檢測模塊，電動汽車慣性檢測模塊，電磁繼電器開關模塊，和單片機控制模塊；主電路包括多組單體電池串聯，用于提供電動汽車電源，每個單體電池的兩端接電壓檢測模塊，電池回路電流檢測模塊與充電器或負載串接在電池回路中，電池回路電流檢測模塊用于檢測回路總電流，電池回路中還串聯有一個電磁繼電器開關；電壓檢測模塊的兩端接每個電池單體的兩端，用于實時檢測每個單體電池的電壓，電壓檢測模塊的輸出接入單片機控制模塊；溫度檢測模塊用于檢測單體電池的溫度，電池溫度檢測模塊的輸出接單片機控制模塊；電動汽車慣性檢測模塊與單片機控制模塊連接，用于檢測電動汽車的外部運行狀態；電磁繼電器開關的控制端接至單片機模塊；單片機控制模塊用于輸出信號對各模塊進行控制。

進一步的，上述電動汽車電池保護電路還包括電源供電模塊，對各模塊進行供電。

進一步的，電壓檢測模塊包括第一電阻，第二電阻，第三電阻，第一電容，第二電容，和第一運放；第一電阻與第二電阻串聯，第一電容與第二電阻并聯，第一運放正相輸入端接第一電阻與第二電阻連接端，第一運放反相端接輸出端，第二電容并聯接于第一運放輸出端與地之間，第三電阻一端接第一運放的輸出端，另一端接于單片機的第三A/D轉換IO口。

進一步的，電池回路電流檢測模塊包括第一電流傳感器，第二運放，第三電容，第四電阻，第四電容，第五電阻，第六電阻，第七電阻，和第五電容；主電路的電流從第一電流傳感器正端流入并從第一電流傳感器的負端流出，第一電流傳感器的電源端VCC接正5v電源，第一電流傳感器的接地端GND接地，第一電流傳感器的電壓信號輸出端Vout接第四電阻的一端，第四電阻的另一端接第二運放的反相輸入端，第三電容并聯接于第一電流傳感器的電源端VCC與第一電流傳感器的接地端GND之間，第四電容并聯接于第二運放的反相輸入端與地之間，第六電阻接于第二運放的反相輸入端與輸出端之間，第五電阻接于第二運放的正向輸入端與地之間，第七電阻一端接到第二運放的輸出端，另一端接到單片機的第二A/D轉換IO口，第五電容并接于單片機的第二A/D轉換IO口與地之間。

進一步的，電池溫度檢測模塊包括第一溫度傳感器和第十八電容，第一溫度傳感器的電源端VDD接+5v電源，第一溫度傳感器信號輸出端DQ端接單片機的第二A/D轉換IO口，第十八電容并聯接于+5v電源和地之間，第一溫度傳感器的GND端接地。

進一步的，所述慣性檢測模塊包括慣性傳感器。