CN106100051A - 一种电动车电池组的放电保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动车电池组的放电保护系统，所述电动车设置有电池组、电门锁以及电机控制器，所述系统包括电池保护板、继电器以及电压转换模块；本发明提供的放电保护系统，通过增加设置继电器与电压转换模块，可使得电池组的大电流放电不经过电池保护板上的放电场效应管，而是利用电机控制器来进行放电，因而不会出现在电机控制器损坏的情况下，电池保护板依然正常工作的情况，从而有效地提高了电池组的安全可靠性，很好地避免了电池电芯起火乃至爆炸事故的发生。

Description

一种电动车电池组的放电保护系统
技术领域
本发明涉及电池放电保护技术领域，尤其涉及一种电动车电池组的放电保护系统。
背景技术
目前，锂电池技术得到大力使用，对高电压大电流保护板的需求非常高，例如电动摩托车、低速汽车、老年代步车、高尔夫球场车等对高电压大电流保护板的需求都非常高。现有市场上的大电流保护都是采用通过并连更多的场效应管来实现的，其存在着成本过高，安全性能低，工作不稳定等缺陷。其主要是因为由于场效应管并联过多，栅极对源极截电容太大，电路系统在大电流工作导致保护板在启动或者关闭时容易把场效应管击穿或者损坏,从而造成电芯起火乃至爆炸等事故,危害用户人身安全。
发明内容
为克服现有技术的不足及存在的问题，本发明提供一种电动车电池组的放电保护系统，利用该放电保护系统，可大大提高电池组的安全可靠性，有效避免电芯起火乃至发生爆炸事故的发生。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种电动车电池组的放电保护系统，所述电动车设置有电池组、电门锁以及电机控制器，所述系统包括电池保护板、继电器以及电压转换模块，所述电池组的正极B+与电池保护板的正输入端、电机控制器的正输入端、电门锁的输入端、以及电压转换模块的电源输入端H1均连接，电池组的负极B-与电池保护板的负输入端连接；
所述电压转换模块的接地端H3与所述电池保护板的放电负极P-连接，所述电压转换模块的电压输出端H2与所述继电器的正输入端U+连接，继电器的负输入端U-与所述电池保护板的放电负极P-连接，所述继电器的第一输出端K1与电机控制器的电门线端M连接，所述电门锁的输出端与所述继电器的第二输出端K2以及电池保护板的电门锁信号端S均连接。
进一步地，所述电动车还设置有充电器，该充电器的正输出端与电池组的正极B+连接，充电器的负输出端通过所述电池保护板与电池组的负极B-连接。
进一步地，所述系统还包括一降功耗模块，所述电门锁的输出端通过该降功耗模块的输入端与所述继电器的第二输出端K2连接。
优选地，所述电压转换模块为LDO降压模块；所述继电器为固态继电器；所述电池组为锂电池电池组。
本发明提供的放电保护系统，可使得电池组的大电流放电不经过电池保护板上的放电场效应管，而是利用电机控制器来进行放电，因而不会出现在电机控制器损坏的情况下，电池保护板依然正常工作的情况，从而有效地提高了电池组的安全可靠性，很好地避免了电池电芯起火乃至爆炸事故的发生。
附图说明
图1是本发明实施例中所述放电保护系统应用于电动车时的结构模块框图；
图2是本发明实施例中所述电压转换模块(LDO降压模块)的优选的电路结构示意图；
图3是本发明实施例中所述降功耗模块的优选的电路结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
如附图1所示，一种电动车电池组的放电保护系统，所述电动车设置有电池组、电门锁以及电机控制器，所述系统包括电池保护板、继电器以及电压转换模块，所述电池组的正极B+与电池保护板的正输入端、电机控制器的正输入端、电门锁的输入端、以及电压转换模块的电源输入端H1均连接，电池组的负极B-与电池保护板的负输入端连接；
所述电压转换模块的接地端H3与所述电池保护板的放电负极P-连接，所述电压转换模块的电压输出端H2与所述继电器的正输入端U+连接，继电器的负输入端U-与所述电池保护板的放电负极P-连接，所述继电器的第一输出端K1与电机控制器的电门线端M连接，所述电门锁的输出端与所述继电器的第二输出端K2以及电池保护板的电门锁信号端S均连接。本实施例中，所述继电器为优选为固态继电器；所述电池组为优选为锂电池电池组。所述电动车可以为电动自行车，电动摩托车，电动汽车等以电力为驱动的交通工具。
作为优选的实施例，所述电动车还设置有充电器，该充电器的正输出端与电池组的正极B+连接，充电器的负输出端通过所述电池保护板与电池组的负极B-连接；具体地，充电器的负输出端与电池保护板的充电负极D连接。
在其中一优选实施例中，所述电压转换模块为LDO降压模块。如附图2所示，所述LDO降压模块包括第一三极管Q1、第二三极管Q2，第一稳压二极管ZD1、第二稳压二极管ZD2，第一二极管D1，第一电容C1，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、以及第四电阻R4；
所述第一电阻R1的一端作为LDO降压模块的电源输入端H1，第一电阻R1的另一端通过第五电阻R4与第二稳压二极管ZD2的负极连接，第二稳压二极管ZD2的正极作为LDO降压模块的接地端H3；
所述第一三极管Q1的集电极与所述第一电阻R1与第四电阻R1的公共连接端J1连接，第一三极管Q1的基极与第二三极管Q2的发射极连接，第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2与第一二极管D2的负极连接，所述第一二极管D2的负极作为LDO降压模块的电压输出端H2，所述第一二极管D2的正极与所述接地端H3连接；
所述第二三极管Q2的集电极通过第三电阻R3与所述公共连接端J1连接，第二三极管Q2的基极与所述第二稳压二极管ZD2的负极连接,所述第一稳压二极管ZD1的正极与所述第二稳压二极管的正极连接，所述第一稳压二极管ZD1的负极与所述第一三极管Q1的发射极连接，所述第一稳压二极管ZD1的负极还与电压源端VCC连接，所述第一电容C1与所述第一稳压二极管ZD1并联连接。
作为优选的实施例，所述系统还包括一降功耗模块，所述电门锁的输出端通过该降功耗模块的输入端与所述继电器的第二输出端K2连接。如附图3所述，本实施例中的降功耗模块包括用于与所述电门锁的输出端连接的正输入端SW，用于与电池组的负极B-连接的负输入端SD，用于与所述继电器的第二输出端K2连接的输出端SOUT,场效应管Q3、第五电阻R5、第六电阻R6、第三稳压二极管ZD3以及第四稳压二极管ZD4；
所述场效应管Q3的漏极与所述正输入端SW连接，所述场效应管Q3的源极与所述负输入端SD连接，所述场效应管Q3的栅极通过第六电阻R6与所述第四稳压二极管ZD4的正极连接，所述第四稳压二极管ZD4的负极与所述输出端SOUT连接，所述第三稳压二极管ZD3的正极与所述场效应管Q3的源极连接，所述第三稳压二极管ZD3的负极与所述场效应管Q3的栅极连接，所述第五电阻R5与所述第三稳压二极管ZD3并联连接。
利用所述降功耗模块，可以使得电池保护板根据电门锁是否接入钥匙来判断是否开启电池保护板的放电负极P-进行放电，从而可有效降低继电器驱动电路功耗。
本发明实施例提供的电动车电池组的放电保护系统，其利用LDO降压模块对电池组的电压进行降压，然后给固态继电器供电；并利用电池保护板的放电负极P-作为固态继电器的驱动负极，以实现电池保护板与固态继电器的同步开关功能，固态继电器的第二输出端K2接电门锁信号，第一输出端K1接电机控制器，以实现对电机控制器的控制，从而使得电池组大电路放电时无需经过电池保护板上的放电场效应管，而是利用电机控制器进行放电。放电工作过程为：电池组电压正常状态下，电池保护板有输出，则固态继电器输出电门锁信号(电池组正极电压)，传递至电机控制器，开启放电；当电池组低压保护后，电池保护板关断输出，固态继电器也随之关闭，电门锁信号切断，因此电机控制器停止放电，从而达到保护电池组的目的，有效地提高了电池组的安全可靠性，很好地避免了电池电芯起火乃至爆炸事故的发生。
与现有技术相比，本发明实施例提供的放电保护系统具有以下优点：(1)无需通过在电池保护板上并联多个场效应管来实现大电流放电，可有效降低成本；(2)电池组的大电流放电不经过电池保护板，而是利用电机控制器来进行放电，不会出现在电机控制器损坏的情况下，电池保护板依然正常工作的情况，有效地降低了电池保护板的老化程度以及损坏率，从而有效地提高了电池组的安全可靠性，很好地避免了电池电芯起火乃至爆炸事故的发生；(3)系统兼容性好，工作可靠性强；放电保护系统的输入端为两连接线：与电池组正极B+连接的连接线，与电池保护板的放电负极P-的连接线；输出端则为一根连接线：固态继电器的第一输出端K1与电机的电门线端M之间的连接线(即K1-M连接线)；因此，该放电保护系统可以兼容市面上所有的电池组以及电机控制器。另外，对于所述K1-M连接线，在系统工作时，此连接线上的电平为电池组正极B+的电平，当保护后，此线为悬空状态，可以有效防止元件漏电、击穿等情况下造成不保护、或者无法关断放电回路等情况，使得其工作性能更加安全可靠。
上述实施例为本发明的较佳的实现方式，并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动车电池组的放电保护系统，所述电动车设置有电池组、电门锁以及电机控制器，其特征在于：所述系统包括电池保护板、继电器以及电压转换模块，所述电池组的正极B+与电池保护板的正输入端、电机控制器的正输入端、电门锁的输入端、以及电压转换模块的电源输入端H1均连接，电池组的负极B-与电池保护板的负输入端连接；
所述电压转换模块的接地端H3与所述电池保护板的放电负极P-连接，所述电压转换模块的电压输出端H2与所述继电器的正输入端U+连接，继电器的负输入端U-与所述电池保护板的放电负极P-连接，所述继电器的第一输出端K1与电机控制器的电门线端M连接，所述电门锁的输出端与所述继电器的第二输出端K2以及电池保护板的电门锁信号端S均连接。
2.根据权利要求1所述的放电保护系统，其特征在于：所述电压转换模块为LDO降压模块。
3.根据权利要求2所述的放电保护系统，其特征在于：所述LDO降压模块包括第一三极管Q1、第二三极管Q2，第一稳压二极管ZD1、第二稳压二极管ZD2，第一二极管D1，第一电容C1，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、以及第四电阻R4；
所述第一电阻R1的一端作为LDO降压模块的电源输入端H1，第一电阻R1的另一端通过第五电阻R4与第二稳压二极管ZD2的负极连接，第二稳压二极管ZD2的正极作为LDO降压模块的接地端H3；
所述第一三极管Q1的集电极与所述第一电阻R1与第四电阻R1的公共连接端J1连接，第一三极管Q1的基极与第二三极管Q2的发射极连接，第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2与第一二极管D2的负极连接，所述第一二极管D2的负极作为LDO降压模块的电压输出端H2，所述第一二极管D2的正极与所述接地端H3连接；
所述第二三极管Q2的集电极通过第三电阻R3与所述公共连接端J1连接，第二三极管Q2的基极与所述第二稳压二极管ZD2的负极连接,所述第一稳压二极管ZD1的正极与所述第二稳压二极管的正极连接，所述第一稳压二极管ZD1的负极与所述第一三极管Q1的发射极连接，所述第一稳压二极管ZD1的负极还与电压源端VCC连接，所述第一电容C1与所述第一稳压二极管ZD1并联连接。
4.根据权利要求1所述的放电保护系统，其特征在于：所述电动车还设置有充电器，该充电器的正输出端与电池组的正极B+连接，充电器的负输出端通过所述电池保护板与电池组的负极B-连接。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的放电保护系统，其特征在于：所述系统还包括一降功耗模块，所述电门锁的输出端通过该降功耗模块的输入端与所述继电器的第二输出端K2连接。
6.根据权利要求5所述的放电保护系统，其特征在于：所述降功耗模块包括用于与所述电门锁的输出端连接的正输入端SW，用于与电池组的负极B-连接的负输入端SD，用于与所述继电器的第二输出端K2连接的输出端SOUT,场效应管Q3、第五电阻R5、第六电阻R6、第三稳压二极管ZD3以及第四稳压二极管ZD4；
所述场效应管Q3的漏极与所述正输入端SW连接，所述场效应管Q3的源极与所述负输入端SD连接，所述场效应管Q3的栅极通过第六电阻R6与所述第四稳压二极管ZD4的正极连接，所述第四稳压二极管ZD4的负极与所述输出端SOUT连接，所述第三稳压二极管ZD3的正极与所述场效应管Q3的源极连接，所述第三稳压二极管ZD3的负极与所述场效应管Q3的栅极连接，所述第五电阻R5与所述第三稳压二极管ZD3并联连接。
7.根据权利要求5所述的放电保护系统，其特征在于：所述继电器为固态继电器。
8.根据权利要求7所述的放电保护系统，其特征在于：所述电池组为锂电池电池组。
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