CN106314189B - 一种充放电电路及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充放电电路及汽车，其中，该充放电电路包括：充电回路，充电回路包括串行连接的主负继电器和电池系统；过充保护电路，过充保护电路的两个输入端分别接电池系统的两极，过充保护电路的输出端与主负继电器连接；其中，在电池系统进行充电时，过充保护电路检测两个输入端间第一电压值，并根据第一电压值与一预设电压值产生一控制主负继电器导通或断开的输出信号并通过过充保护电路的输出端进行输出。本发明实施例提供的充放电电路及汽车，提高了过充保护的可靠性，提高安全性；另外，该充放电电路的结构简单、易于实现且成本低；同时，该充放电电路可广泛应用于各类电池系统，具有通用性。

Description

一种充放电电路及汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别是指一种充放电电路及汽车。
背景技术
随着越来越多的新能源电池运用到汽车领域，电池系统安全问题一直备受重视。针对诸如电池行业的标杆企业特斯拉出现的充电事故问题，人们对电池系统的过充故障充满担忧。现有的对电池系统进行充电时，通常采用电池管理系统(BATTERY MANAGEMENTSYSTEM，BMS)对电池系统进行过充保护，但在电池系统的实际应用过程中，由于人为操作失误或电池管理系统故障等问题仍然不免出现电池系统过充事故，这使得用户对电池管理系统的过充保护可靠性产生怀疑。由此可知，现有技术中对于电池系统的过充保护存在可靠性和安全性较差的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种充放电电路及汽车，以解决现有技术中对电池系统的过充保护可靠性和安全性较差的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种充放电电路，应用于汽车，该充放电电路包括：
充电回路，充电回路包括串行连接的主负继电器和电池系统；
过充保护电路，过充保护电路的两个输入端分别接电池系统的两极，过充保护电路的输出端与主负继电器连接；
其中，在电池系统进行充电时，过充保护电路检测两个输入端间第一电压值，并根据第一电压值与一预设电压值产生一控制主负继电器导通或断开的输出信号，并通过过充保护电路的输出端进行输出。
其中，过充保护电路包括比较器以及用于对比较器供电的低压电源，低压电源与比较器连接，比较器的两个输入端分别接电池系统的两极，比较器的两个输出端分别接主负继电器的两个低压控制端。
其中，充放电电路中，还包括：主正继电器、预充继电器以及预充电阻，主正继电器串行接入至充电回路，预充继电器与预充电阻串联后与主正继电器并联，并接入至充电回路。
其中，充放电电路中，还包括：电池管理系统，电池管理系统分别与预充继电器、主正继电器以及主负继电器相连，电池管理系统与电池系统并联。
其中，充放电电路中，还包括保险管，保险管串行接入至充电回路。
其中，充放电电路中，还包括电流检测装置，电流检测装置串行接入至充电回路。
其中，电流检测装置为分流器或传感器。
第二方面，本发明实施例提供一种汽车，该汽车包括上述充放电电路。
与现有技术相比，本发明实施例提供的充放电电路及汽车，通过充放电电路中的过充保护电路的两个输入端分别接电池系统的两极，过充保护电路的输出端与主负继电器连接，在电池系统进行充电时，过充保护电路检测两个输入端间第一电压值，并根据第一电压值与一预设电压值产生一控制主负继电器导通或断开的输出信号，并通过过充保护电路的输出端进行输出，由此，过充保护电路通过控制主负继电器的通断来控制充电回路的通断，进而实现对电池系统的过充保护，提高了过充保护的可靠性，提高安全性；另外，该充放电电路的结构简单、易于实现且成本低；同时，该充放电电路可广泛应用于各类电池系统，具有通用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例提供的充放电电路的电路原理图；
图2表示充放电电路中过充保护电路的电路原理图。
[主要附图标记说明]
11-主负继电器，12-电池系统，13-主正继电器，14-过充保护电路，141-比较器，15-预充继电器，16-预充电阻，17-电池管理系统，18-保险管，19-电流检测装置。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
图1示出的是本发明实施例提供的充放电电路的电路原理图，图2示出的本发明实施例提供的充放电电路中过充保护电路的电路原理图。
现有的对电池系统进行充电时，通常采用电池管理系统对电池系统进行过充保护，但在电池系统的实际应用过程中，由于人为操作失误或电池管理系统故障等问题仍然不免出现电池系统过充事故，这使得用户对电池管理系统的过充保护可靠性产生怀疑。为此，本发明实施例提供一种充放电电路，通过充放电电路中的过充保护电路对电池系统进行过充保护控制，能够提高过充保护的可靠性，提高安全性。
请参见图1至图2，本发明实施例提供的充放电电路，应用于汽车，该充放电电路包括：充电回路，充电回路包括串行连接的主负继电器11和电池系统12；过充保护电路14，过充保护电路的两个输入端分别接电池系统12的两极，过充保护电路14的输出端与主负继电器11连接；其中，在电池系统12进行充电时，过充保护电路14检测两个输入端间第一电压值，并根据第一电压值与一预设电压值产生一控制主负继电器11导通或断开的输出信号，并通过过充保护电路14的输出端进行输出。
该实施例中，充放电电路包括充电回路和过充保护电路14。其中，充电回路包括主负继电器11以及电池系统12，并且该主负继电器11以及电池系统12串行连接，该充电回路与外接充/放电设备连接，以通过该充电回路为电池系统12充/放电。该过充保护电路14的两个输入端分别接电池系统12的两极，以通过检测过充保护电路14两个输入端间的第一电压值得到电池系统12的电压值；过充保护电路14的输出端与主负继电器11连接，以通过过充保护电路14的输出端输出输出信号来控制主负继电器11的低压供电线实现主负继电器11导通或断开，进而控制充电回路的通断，防止电池系统12充电时发生过充。在具体使用中，电池系统12通过充电回路进行充电，此时，主负继电器11导通，过充保护电路14检测两个输入端间第一电压值，当第一电压值大于预设电压值时，产生一个控制主负继电器11断开的输出信号，并通过该过充保护电路14的输出端输出，以控制主负继电器11断开使充电回路断开，进而对电池系统12进行过充保护；当第一电压值小于预设电压值时，产生一个控制主负继电器11导通的输出信号，并通过该过充保护电路14的输出端输出，以控制主负继电器11导通使充电回路保持导通状态。
在具体使用中，可以通过过充保护电路14的输出端在第一电压值大于预设电压值时，输出控制主负继电器11断开的输出信号以达到控制主负继电器11断开；在过充保护电路14检测两个输入端间第一电压值小于预设电压值时，过充保护电路14的输出端则不做信号输出处理，该主负继电器11保持导通。
通过本实施例的充放电电路，当发生电池系统12过充时，不管电池管理系统是否断开电路，过充保护电路14通过低压控制断开主负继电器11达到断开充电回路，达到控制过充的目的。其中，该充电回路为高压电路，该过充保护电路14为低压电路，图1和图2中以虚线表示低压连线。另外，图2中示出的电池管理系统17仅为示例在本发明一个实施例中，该电池管理系统17与主负继电器11连接，并非表示在该电池管理系统17属于过充保护电路14的一部分。
其中，参见图2，在一实施例。过充保护电路14包括比较器141以及用于对比较器141供电的低压电源(图未示出)，低压电源与比较器141连接，比较器141的两个输入端分别接电池系统12的两极，比较器141的两个输出端分别接主负继电器11的两个低压控制端。这里，为保证该过充保护电路14在任何情形下(即无论电池管理系统对电池系统的过充保护是否能够实现)都能正常使用，因此需要保证过充保护电路14进行过充保护控制的优先级，为此该比较器141通过外部低压电，即低压电源，直接供电。另外，比较器141的两个输入端分别接电池系统12的两极，比较器141的两个输出端分别接主负继电器11的两个低压控制端，比较器141通过检测两个输入端间的第一电压值得到电池系统12的电压值，并根据第一电压值与一预设电压值产生一控制主负继电器11导通或断开的输出信号，然后通过比较器141的两个输出端输出输出信号来控制主负继电器11的低压供电线实现主负继电器11导通或断开，进而控制充电回路的通断。由于该过充保护电路14是控制充电回路的通断来控制过充保护的，因此，可以提供在电池管理系统的过充保护(第一级保护)以及充电桩或充/放电设备的过充保护(第二级保护)均失效情况下的机械式保护。例如，对电池系统12调试时，在放电模式进行充电，此时充/放电设备或充电桩的过充保护失效，此时过充保护电路14不受影响，仍可以正常工作，在比较器141检测到第一电压值大于预设电压值时，此时电池系统12有过充风险，比较器141产生一个控制主负继电器11断开的输出信号，并通过该比较14的两个输出端输出，以控制主负继电器11断开使充电回路断开，进而对电池系统12进行过充保护。此外需要说明的是，该过充保护电路没有进行单串过充保护限制，是因为当第一级保护及第二级保护均失效且单体压差过大导致单体过充的几率极小。
其中，在一实施例，充放电电路中，还可以包括：主正继电器13、预充继电器15以及预充电阻16，主正继电器13串行接入至充电回路，预充继电器15与预充电阻16串联后与主正继电器13并联，并接入至充电回路。这里，通过充电回路中的主正继电器13、预充继电器15和预充电阻16可以在电池系统12进行充电时起到预充保护的作用，防止直接上电瞬间，充电电流过大，导致瞬间电流过大从而造成充电回路中器件损坏的问题，能够有效对器件进行保护，保证器件使用寿命。在充放电电路通过充电回路对电池系统12充电时，首先预充继电器导通以对电池系统12进行预充电，在进行预充电的预定时间段之后，主正继电器13导通，预充继电器15断开，充电回路对电池系统12进行充电。
另外，参见图2，在一实施例，该充放电电路中，还可以包括：电池管理系统17，电池管理系统17分别与预充继电器15、主正继电器13以及主负继电器11相连，电池管理系统与电池系统并联。这里，该电池管理系统17与电池系统(单串)并联，用于控制各电器元器件，在本实施例中，该电池管理系统17分别与预充继电器15、主正继电器13以及主负继电器11相连，以分别对预充继电器15、主正继电器13以及主负继电器11进行控制。此外，需要说明的是，电池管理系统17是连接电池系统和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测，电池状态估计，在线诊断与预警，充、放电与预充控制，以及均衡管理和热管理等。
其中，参见图1，在一实施例，该充放电电路中，还包括保险管18，保险管18串行接入至充电回路。
其中，参见图1，在一实施例，该充放电电路中，还包括电流检测装置19，电流检测装置19串行接入至充电回路。其中，电流检测装置19可以为分流器或传感器。
另外，本发明实施例还提供一种汽车，该汽车包括上述充放电电路。
由于上述任一种所述充放电电路具有前述技术效果，因此，具有该充放电电路的汽车也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
与现有技术相比，本发明实施例提供的充放电电路及汽车，通过充放电电路中的过充保护电路的两个输入端分别接电池系统的两极，过充保护电路的输出端与主负继电器连接，在电池系统进行充电时，过充保护电路检测两个输入端间第一电压值，并根据第一电压值与一预设电压值产生一控制主负继电器导通或断开的输出信号，并通过过充保护电路的两个输出端进行输出，由此，过充保护电路通过控制主负继电器的通断来控制充电回路的通断，进而实现对电池系统的过充保护，提高了过充保护的可靠性，提高安全性；另外，该充放电电路的结构简单、易于实现且成本低；同时，该充放电电路可广泛应用于各类电池系统，具有通用性。
应理解，说明书的描述中，提到的参考术语“一实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例或示例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一实施例中”、“在一个实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
另外，在本文中的一个或多个实施例中，诸如“包括”或“包含”用于说明存在列举的特征或组件，但不排除存在一个或多个其它列举的特征或者一个或多个其它组件。在发明实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种充放电电路，应用于汽车，其特征在于，所述充放电电路包括：
充电回路，所述充电回路包括串行连接的主负继电器和电池系统；
过充保护电路，所述过充保护电路的两个输入端分别接所述电池系统的两极，所述过充保护电路的输出端与所述主负继电器连接；
其中，在所述电池系统进行充电时，所述过充保护电路检测所述两个输入端间第一电压值，根据所述第一电压值与一预设电压值产生一控制所述主负继电器导通或断开的输出信号，并通过所述过充保护电路的输出端进行输出；其中，充电回路为高压电路，过充保护电路为低压电路；
所述过充保护电路包括比较器以及用于对所述比较器供电的低压电源，所述低压电源与所述比较器连接，所述比较器的两个输入端分别接所述电池系统的两极，所述比较器的两个输出端分别接所述主负继电器的两个低压控制端。
2.根据权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，还包括：主正继电器、预充继电器以及预充电阻，所述主正继电器串行接入至所述充电回路，所述预充继电器与所述预充电阻串联后与所述主正继电器并联，并接入至所述充电回路。
3.根据权利要求2所述的充放电电路，其特征在于，还包括：电池管理系统，所述电池管理系统分别与所述预充继电器、所述主正继电器以及所述主负继电器相连，所述电池管理系统与所述电池系统并联。
4.根据权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，还包括保险管，所述保险管串行接入至所述充电回路。
5.根据权利要求1所述的充放电电路，其特征在于，还包括电流检测装置，所述电流检测装置串行接入至所述充电回路。
6.根据权利要求5所述的充放电电路，其特征在于，所述电流检测装置为分流器或传感器。
7.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至6任一项所述的充放电电路。
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