[發(fā)明專利]一種新型的硬件電池冗余保護(hù)裝置及其工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911351364.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN111030234B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧強(qiáng);司修利;張新艷;袁宏亮;王珺;林棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沃太能源股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02H7/18;H02H3/05
• 代理公司: 蘇州威世朋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種新型的硬件電池冗余保護(hù)裝置，保護(hù)裝置與電池連接，保護(hù)裝置上設(shè)有充放電接口，所述保護(hù)裝置是由空氣開關(guān)、BMS系統(tǒng)組成，所述BMS系統(tǒng)是由CPU控制模塊、電源控制模塊、通信模塊、電壓采集模塊、溫度采樣模塊、功能保護(hù)模塊、電流采樣模塊組成，其特征在于：所述BMS系統(tǒng)中還設(shè)有故障處理模塊，所述空氣開關(guān)為帶有分勵(lì)器空氣開關(guān)，帶有分勵(lì)器空氣開關(guān)中設(shè)有分勵(lì)式驅(qū)動(dòng)模塊，所述電壓采集模塊中設(shè)有電壓保護(hù)IC模塊,所述溫度采樣模塊中設(shè)有溫度比較模塊；所述帶有分勵(lì)器空氣開關(guān)中的驅(qū)動(dòng)模塊與故障處理模塊輸出端口連接，故障處理模塊輸出端口還與功能保護(hù)模塊連接，所述電壓采集模塊對(duì)電池的電壓進(jìn)行采集保護(hù)，電壓保護(hù)IC模塊輸出端口與故障處理模塊的輸入端口連接，所述溫度采樣模塊對(duì)電池的溫度進(jìn)行采集比較，溫度比較模塊的輸出端與故障處理模塊的輸入端連接；

所述電流采樣模塊，在充放電總線上串聯(lián)一個(gè)高精度低阻值的電阻R1，設(shè)置運(yùn)算放大器U7放大比例輸出結(jié)果給MCU，由MCU處理計(jì)算出實(shí)際電流值；

所述電壓采集模塊由MAX14921ECS芯片構(gòu)成；

所述溫度采樣模塊由CD74HC4067M芯片構(gòu)成，所述CD74HC4067M芯片的TMP01引腳、TMP02引腳、TMP03引腳、TMP04引腳、TMP05引腳和TMP06引腳分別連接外置NCT且分別與電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5和電阻R6分壓，所述CD74HC4067M芯片采集每路上的電壓值處理傳輸給MCU；

在所述電壓采集模塊中，電壓采集由四個(gè)電池保護(hù)芯片S-8204B級(jí)聯(lián)組成，芯片采集電壓值，與內(nèi)部設(shè)定值比較，采樣電壓值大于設(shè)定禁止充電電壓值，芯片充電信號(hào)管腳輸出低電平給故障處理模塊，采樣電壓值小于設(shè)定禁止放電電壓值，芯片充電信號(hào)管腳輸出低電平給故障處理模塊；

所述溫度比較模塊由三個(gè)雙通道比較器LMV393構(gòu)成，LMV393芯片的管腳2和管腳6輸入基值電壓，LMV393芯片的管腳3和管腳5輸入采樣溫度電壓值，通過芯片處理，管腳1和管腳7輸出結(jié)果，當(dāng)溫度存在異常時(shí)輸出低電平，溫度正常時(shí)輸出高電平，由故障處理模塊處理；

在故障處理模塊中，C-MOS為充電驅(qū)動(dòng)的信號(hào)，D-MOS為放電驅(qū)動(dòng)的信號(hào)，C為溫度傳輸?shù)男盘?hào)，故障處理模塊由或門和電子開關(guān)組成，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)與門U33的輸入存在低電平，輸出也為低電平，U33輸出的低電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)Q89、開關(guān)Q88、開關(guān)Q90閉合，開關(guān)Q89驅(qū)動(dòng)放電電子開關(guān)斷開，開關(guān)Q88驅(qū)動(dòng)充電電子開關(guān)斷開，開關(guān)Q90驅(qū)動(dòng)分勵(lì)開關(guān)信號(hào)，以此分勵(lì)開關(guān)驅(qū)動(dòng)空氣開關(guān)斷開，以此斷開電池和電源/負(fù)載的聯(lián)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的硬件電池冗余保護(hù)裝置，其特征在于：所述空氣開關(guān)的輸入端與電池的正負(fù)極串聯(lián)，空氣開關(guān)輸出端與充放電接口通過連接線連接，所述空氣開關(guān)輸出端與充放電接口之間其中一條連接線上串聯(lián)功能保護(hù)模塊和電流采樣模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的硬件電池冗余保護(hù)裝置，其特征在于：所述CPU控制模塊通過空氣開關(guān)檢測(cè)電路與空氣開關(guān)輸出端口線連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的硬件電池冗余保護(hù)裝置，其特征在于：所述CPU控制模塊的輸出端分別與功能保護(hù)模塊、通信模塊、電源控制模塊連接，所述CPU控制模塊的輸入端分別與電壓采集模塊、電流采樣模塊、溫度采樣模塊連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的硬件電池冗余保護(hù)裝置，其特征在于：所述功能保護(hù)裝置中自帶電源。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的硬件電池冗余保護(hù)裝置，其特征在于：所述電源控制模塊中設(shè)有按鈕。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的硬件電池冗余保護(hù)裝置的工作方法，其特征在于：

所述方法具體如下：

電壓采集模塊、溫度采樣模塊和電流采樣模塊采集電池?cái)?shù)據(jù)傳輸給CPU控制模塊，CPU控制模塊收集采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并與程序內(nèi)部寫入的數(shù)據(jù)做對(duì)比，數(shù)據(jù)正常則繼續(xù)運(yùn)行，數(shù)據(jù)異常則發(fā)出控制信號(hào)給功能保護(hù)模塊，由功能保護(hù)模塊控制充放電回路的開關(guān)斷開，達(dá)到保護(hù)的功能，電壓采集模塊中的電壓保護(hù)IC模塊，采集處理電壓數(shù)據(jù)，傳輸信號(hào)給故障判斷模塊，溫度采樣模塊中的溫度比較模塊，采集處理溫度數(shù)據(jù)，傳輸信號(hào)給故障判斷模塊，故障判斷模塊處理收集的信號(hào)，判斷有無異常情況，傳輸結(jié)果給分勵(lì)驅(qū)動(dòng)模塊和功能保護(hù)模塊，有異常的情況下，直接控制分勵(lì)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)空氣開關(guān)斷開和功能保護(hù)模塊驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)斷開。