[發明專利]電池過壓過流保護系統及方法

在審

• 申請號: 201510345231.0
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104953555A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 王靖宇;陳飛;鄧小嘉;張陶瑋;錢廣
• 申請（專利權）人: 威睿電動汽車技術（蘇州）有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 蘇州慧通知識產權代理事務所(普通合伙) 32239
• 代理人: 丁秀華

技術領域

本發明涉及一種電池過壓過流保護系統及方法。

背景技術

目前新能源汽車行業內對于電動汽車(混合動力汽車)的電池保護方案，其主流實現方式為依托軟件的控制策略，即當電流傳感器檢測到電流異常或電壓采樣到異常后將異常情況上報到電池管理系統，然后由電池管理系統軟件做出反應，發送相應命令斷開動力線繼電器或做二級診斷；這種方案對于車輛系統軟件的可靠性要求很高，在系統程序反應延遲或者系統運行進入死循環的情況下，這種方案的失效率較高。另外這種方案由于是在等待故障信號后再等待系統反應，再作出判斷與相應措施，其結果本身就帶有延時性的缺陷。在電池出現過壓過流的重大故障情況下，不利于車身安全的防護以及對故障事故的及時預防。

發明內容

本發明目的是：提供一種電池過壓過流保護系統及方法，以解決兩個問題：對于從檢測到過壓過流故障到系統做出相應反應的延時性問題；以及功能實現對于系統程序高度依賴的情況下，當系統程序出現死機或復位時，對于過壓過流保護的可靠性問題。

本發明的第一技術方案是：一種電池過壓過流保護系統，其包括對動力電池電壓/電流信號進行預處理的信號預處理模塊、與信號預處理模塊電壓/電流輸出相連且與預設值比較的比較模塊、與比較模塊電壓/電流輸出相連的邏輯模塊、以及與信號預處理模塊電壓/電流輸出相連并與邏輯模塊輸入相連的控制模塊。

在上述技術方案的基礎上，進一步包括如下附屬技術方案：

所述信號預處理模塊包括動力電池、輸入負端與動力電池正極相連而輸入正端則與動力電池負極相連的電壓運算放大器、與動力電池負極相連且與動力線回路相連的霍爾傳感器、以及輸入正端與霍爾傳感器相連且輸入負端與輸出相連的電流運算放大器，其中電壓運算放大器、電流運算放大器的輸出均與控制模塊相連。

所述比較模塊包括輸入負端與電壓運算放大器輸出相連而輸入正端與Vcc電源相連的電壓比較器、和輸入負端與電流運算放大器輸出相連而輸入正端與地相連的電流比較器。

所述邏輯模塊進行邏輯“與”的運算，其輸入分別與電壓比較器、電流比較器、控制模塊的輸出相連，而輸出則控制動力線回路中繼電器的動作。

所述控制模塊為單片機。

本發明的第二技術方案是：一種電池過壓過流保護方法，其包括：

S1：對動力電池的電壓信號和動力線回路的電流信號進行比例運算，并將輸出分別反饋至電壓、電流比較器和控制模塊；

S2：將電壓、電流比較器的輸入分別與預設值進行比較，并產生相應輸出；

S3：將電壓、電流比較器的輸出、控制模塊的輸出進行邏輯與的運算；

S4：根據邏輯與的運算結果控制動力線回路中繼電器的動作。

在上述技術方案的基礎上，進一步包括如下附屬技術方案：

其硬件結構包括對動力電池電壓/電流信號進行預處理的信號預處理模塊、與信號預處理模塊電壓/電流輸出相連且與預設值比較的比較模塊、與比較模塊電壓/電流輸出相連的邏輯模塊、以及與信號預處理模塊電壓/電流輸出相連并與邏輯模塊輸入相連的控制模塊。

信號預處理模塊包括動力電池、輸入負端與動力電池正極相連而輸入正端則與動力電池負極相連的電壓運算放大器、與動力電池負極相連且與動力線回路相連的霍爾傳感器、以及輸入正端與霍爾傳感器相連且輸入負端與輸出相連的電流運算放大器，其中電壓運算放大器、電流運算放大器的輸出均與控制模塊相連。

所述比較模塊包括輸入負端與電壓運算放大器輸出相連而輸入正端與Vcc電源相連的電壓比較器、和輸入負端與電流運算放大器輸出相連而輸入正端與地相連的電流比較器。

所述邏輯模塊進行邏輯“與”的運算，其輸入分別與電壓比較器、電流比較器、控制模塊的輸出相連，而輸出則控制動力線回路中繼電器的動作。

本發明優點是：

本發明由基礎電器元件組成，靈活運用運算放大器的差分放大電路、電壓比較器與跟隨器，將高壓或電流信號轉換成低電壓信號，將此信號與預先設定的報警值比較；并結合邏輯門電路，將比較后信號與MCU軟件命令做邏輯運算，將運算后的結果作為觸發繼電器驅動的最終執行者，由此可將部分邏輯判斷功能從軟件系統中分離，達到快速判斷，快速反應的效果，與現有技術相比具有明顯優勢，在未來電動汽車動力鋰離子電池市場上會具有巨大的應用價值和商業前景。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

圖1為本發明的電路原理圖。

具體實施方式