CN107571744B - 用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置。所述装置包括：检测器，其检测电池的过度充电；以及信号处理器，其根据检测器输出的输出信号来控制高压继电器，以阻止对电池进行充电。

Description

用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年7月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0084848号的优先权的权益，该申请的全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本发明涉及用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其即使在电池管理系统失效的情况下也可以电性防止电池的过度充电。
背景技术
应对对于高输出/高供能的需求的增加，节能环保车辆中的电池系统已经发展为增加能量密度和输出密度，但是电池稳定性下降了。因此，为了提高电池系统的稳定性，已经继续进行了有关下述方面的研究：车辆协同控制、电池管理系统(BMS)主动防护、电池组被动防护以及电池单元鲁棒性设计。
根据现有技术，已经提出了一种方法，在该方法中，当电池过度充电时发生电池单元的膨胀时，通过切断引线端来阻止电池的充电，或者使用端板的膨胀。
具体而言，如图1所示，用于物理防止过度充电的装置在开关SW(该开关设置在电池单元之前)过度充电时被按压的情况下断开继电器Ry，从而阻止功率继电器组件(powerrelay assembly，PRA)。根据上述用于物理防止过度充电的装置，因为电池单元的引线端随着电池单元容量的增加而变厚，所以引线端的切断并不平稳，或者在物理失效的情况之后不能再次使用(例如再充电)。
另外，如图2所示，在用于物理防止过度充电的装置的结构中，电池单元由于电池B的过度充电而膨胀，电池单元按压设置在电池单元最外侧的开关SW，以操作开关SW。然而，因为电池单元的膨胀程度为大约几毫米(mm)，所以很难确定适当的开关操作时间点，而且开关有可能由于运输和冲击而发生故障。
如此，用于物理防止过度充电的装置通过在过度充电事件之后进行检测和防护功能来防止电池被进一步使用。
然而，这样的用于物理防止过度充电的装置的一个限制在于，在发生电池过度充电时的电池单元膨胀以及温度增加的失效情况之后才进行防护操作。
另外，在BMS在结构上不能工作的状态下，用于物理防止过度充电的装置不能进行协同控制和主动防护。
发明内容
本发明已经解决了现有技术中出现的上述问题，同时又完整地保持了由现有技术所实现的优点。
本发明一个方面提供了用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其即使在电池管理系统失效的情况下也能够电性防止电池的过度充电。
根据本发明的示例性实施方案，用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置包括：检测器，其检测电池的过度充电；以及信号处理器，其根据检测器输出的输出信号来控制高压继电器，以阻止对电池进行充电。
检测器可以包括：过度充电传感器，其感测电池的电池单元电压是否超过参考电压；以及光耦合器，其在电池单元电压超过参考电压时输出过度充电检测信号。
过度充电传感器可以包括：多个电阻器，其用于设定参考电压；以及分路调节器，在电池单元电压超过参考电压时，电流流过该分路调节器。
检测器可以进一步包括齐纳二极管，所述齐纳二极管设置在电池的电池单元与光耦合器之间，以便控制电池的过度充电防护功能的运行启动时间点。
当电池单元电压达到齐纳二极管的击穿电压时，检测器可以启动电池的过度充电防护功能的运行。
信号处理器可以包括：电源，其向检测器供应电力；触发器(flip-flop)，其在接收到检测器输出的过度充电检测信号时，根据过度充电检测信号来输出输出信号；多个逻辑元件，其利用触发器的输出信号来进行逻辑运算，以根据逻辑运算的结果来输出控制信号；以及驱动部，其包括分别连接至多个逻辑元件的多个开关，并且根据控制信号来控制所述多个开关的操作，以驱动高压继电器。
信号处理器可以包括：电源，其向检测器供应电力；可编程器件，其接收检测器输出的输出信号，以判断接收到的信号是否是噪声；多个逻辑元件，其根据可编程器件的判断结果来输出控制信号；以及驱动部，其包括分别连接至多个逻辑元件的多个开关，并且根据控制信号来控制所述多个开关的操作，以驱动高压继电器。
可编程器件可以是复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
该装置可以进一步包括控制器，其控制可编程器件的启动。
检测器可以通过监控电池的电池单元电压来检测电池的过度充电。
信号处理器可以根据检测器输出的输出信号来控制高压继电器，以在检测器检测出电池的过度充电时阻止对电池进行充电。
可以利用在节能环保车辆制动时产生的再生电力来对电池进行充电。
附图说明
从以下结合附图所进行的具体描述，本公开的以上和其它目的、特征以及优点将更加显然。
图1是示意性地示出根据现有技术的用于防止过度充电的装置的图。
图2是示出根据现有技术的开关在过度充电时通过电池单元的膨胀而操作的示意图。
图3是根据本发明第一示例性实施方案的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置的电路图。
图4是根据本发明第二示例性实施方案的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置的电路图。
图5是示出图3和图4所示的检测器100的操作的示意图。
图6是根据本发明第三示例性实施方案的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置的电路图。
图7是根据本发明第四示例性实施方案的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置的电路图。
图8是示出图6和图7所示的检测器100的操作的示意图。
图9是示出图3和图6所示的触发器220的操作时序的图。
图10是示出图4和图7所示的可编程器件23的操作时序的图。
附图标记
210：电源。
具体实施方式
在本说明书中，因为术语“包括”、“配置有”、“具有”等指的是可以嵌入相应的元件(除非在本说明书中有明确的相反描述)，所以其指的是包括其他元件，而不是排除任何其他元件。
另外，本说明书中所描述的术语“器”、“部”、“模块”等指的是处理至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件、软件或其组合实施。另外，在描述本发明的上下文中，诸如“一”、“一个”、“所述”等冠词可以用来包括单数形式和复数形式，除非文本有明确的相反指示。
下面将参考所附附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。
本发明提供了一种基本的二次防护手段，其即使在电池管理系统(BMS)失效的情况下也能够电性防止电池的过度充电。
根据本发明，因为电池的电池单元电压独立于BMS的失效状态而受到监控，而且过度充电情况独立于BMS的失效状态而受到监控和阻止，所以能够在BMS失效的情况下防止电池的过度充电，并且提高过度充电稳定性。
图3示出了根据本发明的第一示例性实施方案的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置的电路图。
如图3所示，用于防止电池的过度充电的装置包括检测器100和信号处理器200。这里，信号处理器200可以是电池管理系统(BMS)。
检测器100感测电池的过度充电，从而检测过度充电失效。检测器100监控电池的电池单元BC的电压(下文中称为电池单元电压)，从而感测过度充电。例如，当电池单元电压超过参考电压时，检测器100感测到电池单元电压为过度充电。
检测器100可以包括光耦合器110和过度充电传感器120。
光耦合器110在发生电池的过度充电时输出过度充电检测信号。光耦合器110包括发光二极管(发光单元)以及光电晶体管(光接收单元)，并且与信号处理器200分开并绝缘。光耦合器110的一次侧的发光二极管的阳极连接至电池单元BC。光耦合器110的二次侧的光电晶体管的集电极连接至电阻器R1的一端，电阻器R1的另一端连接至信号处理器200的电源210。
过度充电传感器120连接至光耦合器110的一次侧，以感测电池的过度充电。过度充电传感器120包括多个电阻器R2和R3(其设定参考电压Vth)以及分路调节器SR，当电池单元BC的电压超过参考电压时，电流流过该分路调节器。参考电压Vth通过调整电阻器R2和R3的电阻值来设定。参考电压Vth是过度充电防护电平，其是判断电池是否过度充电的参考。
当电池单元电压超过参考电压时(过度充电时)，电流流过整流器SR，使得光耦合器110输出低(L)信号(“0”信号)。换言之，当电池过度充电时，检测器100经由光耦合器110输出过度充电检测信号。
信号处理器200根据检测器100输出的检测信号来接通或断开高压继电器RY，从而分别允许或阻止对电池进行充电。高压继电器RY是功率继电器组件(power relayassembly，PRA)，其允许或阻止利用在制动时由电机M产生的再生电力来对电池进行充电。逆变器INV设置在高压继电器RY与电机M之间，以将由电机M产生的再生电力转换为用于对电池进行充电的充电电压。
信号处理器200包括：电源210、触发器(flip-flop)220、多个逻辑元件G1至G3、控制器240以及驱动部250。
电源210向检测器100供应电力。电源210将电力供应至检测器100的光耦合器110的二次侧。电源210输出5V的电压。
触发器220连接至检测器100的光耦合器110的二次侧，从而接收光耦合器110输出的过度充电检测信号。另外，触发器220根据过度充电检测信号将输出信号输出。
控制器240在其感测到起动信号时启动对电池的监控。当车辆起动时，控制器240运行电池的过度充电防护功能。例如，控制器240输出高H信号(“1”信号)来启动过度充电防护功能的运行，输出低信号来停止过度充电防护功能的运行。
控制器240可以实施为信号处理器200的中央处理单元(CPU)。换言之，控制器240控制电池管理系统的整体运行。
多个逻辑元件G1至G3接收触发器220输出的信号以及控制器240的输出信号作为输入，以进行逻辑乘(AND)运算。逻辑元件实施为AND门。
驱动部250包括分别连接至多个逻辑元件G1至G3的多个开关。每个开关根据每个连接了这些开关的逻辑元件G1至G3的输出来接通或断开，从而接通或断开高压继电器RY。这里，开关作为低压开关，可以实施为金属氧化物硅场效应晶体管(MOSFET)。
下文中，将描述根据本示例性实施方案的用于防止电池的过度充电的装置的操作。
首先，当车辆起动时，检测器100启动其操作。即，检测器100监控电池的电池单元电压。当电池的电池单元电压超过参考电压时，检测器100输出过度充电检测信号。过度充电检测信号是通知电池是否过度充电的信号。当检测到电池的过度充电时，输出低信号，而当没有检测到电池的过度充电时，输出高信号。
当检测器100输出的输出信号从高信号降到低信号时，信号处理器200的触发器220输出低信号。依据触发器200的输出信号，驱动部250的低压开关断开。当驱动部250的低压开关断开时，高压继电器RY断开，从而防止电池的过度充电。
图4示出了根据本发明第二示例性实施方案的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置的电路图。
用于防止电池的过度充电的装置包括检测器100和信号处理器200。
检测器100感测电池的过度充电，从而检测过度充电失效。检测器100监控电池单元BC的电压(下文中称为电池单元电压)，从而感测过度充电。例如，当电池单元电压超过参考电压时，检测器100感测到电池单元电压为过度充电。
检测器100可以包括光耦合器110和过度充电传感器120。
光耦合器110在发生电池的过度充电时输出过度充电检测信号。光耦合器110包括发光二极管(发光单元)以及光电晶体管(光接收单元)，并且与信号处理器200分开并绝缘。光耦合器110的一次侧的发光二极管的阳极连接至电池单元BC。光耦合器110的二次侧的光电晶体管的集电极连接至电阻器R1的一端，电阻器R1的另一端连接至信号处理器200的电源210。
过度充电传感器120连接至光耦合器110的一次侧，以感测电池的过度充电。过度充电传感器120包括多个电阻器R2和R3(其设定参考电源Vth)以及分路调节器SR，当电池单元BC的电压超过参考电压时，电流流过该分路调节器。参考电压Vth通过调整电阻器R2和R3的电阻值来设定。参考电压Vth是过度充电防护电平，其是判断电池是否过度充电的参考。
当电池单元电压超过参考电压时(过度充电时)，电流流过整流器SR，使得经由光耦合器110输出低(L)信号(“0”信号)。换言之，当电池过度充电时，检测器100经由光耦合器110输出过度充电检测信号。
信号处理器200根据检测器100输出的检测信号来接通或断开高压继电器RY，从而分别允许或阻止对电池进行充电。高压继电器RY是功率继电器组件(PRA)，其允许或阻止在制动时由电机M产生的再生电力来对电池进行充电。逆变器INV设置在高压继电器RY与电机M之间，将由电机M产生的再生电力转换为用于对电池进行充电的充电电压。
信号处理器200包括：电源210、可编程器件230、多个逻辑元件G1至G3、控制器240以及驱动部250。
电源210向检测器100供应电力。电源210可以将电力供应至检测器100的光耦合器110的二次侧。电源210输出5V的电压。
可编程器件230接收检测器100输出的过度充电检测信号，并且基于接收到的过度充电检测信号来判断是否发生失效。例如，当可编程器件230接收到过度充电检测信号时，可编程器件230将接收到的过度充电检测信号识别为过度充电失效，从而输出低信号。同时，当可编程器件230接收到过度充电未检测信号时，可编程器件230将接收到的过度充电未检测信号识别为未失效，从而输出高信号。
可编程器件230可以实施为复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
控制器240向可编程器件230输出复位指令以及脉冲信号，以启动可编程器件230。这里，脉冲信号是在可编程器件230启动时通知控制器240是否正常的信号。
多个逻辑元件G1至G3接收可编程器件230的判断结果以及控制器240的输出作为输入，以进行逻辑乘(AND)运算。逻辑元件G1、G2或G3可以实施为AND门。
驱动部250包括分别连接至多个逻辑元件G1至G3的多个开关。每个开关根据每个连接了这些开关的逻辑元件G1至G3的输出来接通或断开，从而接通或断开高压继电器RY。
在下文中，将描述根据本示例性实施方案的用于防止电池的过度充电的装置的操作。
当车辆起动时，检测器100启动对于电池的电池单元电压的监控。当电池的电池单元电压超过参考电压时，检测器100输出过度充电检测信号。过度充电检测信号是通知电池是否过度充电的信号，其中，当检测到电池的过度充电时，输出低信号，而当没有检测到电池的过度充电时，输出高信号。
当在设定的时间内或更长的时间内检测器100输出低信号时，可编程器件230将输出的低信号判断为过度充电失效信号。另外，可编程器件230输出低信号。依据可编程器件230的输出信号，驱动部250的低压开关断开。当驱动部250的低压开关断开时，高压继电器RY断开，从而防止电池的过度充电。
同时，当在短于预设时间的时间段内检测器100输出低信号时，可编程器件230将相应的输入信号判断为噪声。因此，可编程器件230控制驱动部250以接通高压继电器RY，从而允许对电池进行充电。
图5是示出图3和图4所示的检测器100的操作的示意图。
如图5所示，当电池单元电压超过参考电压Vth时，电流流过分路调节器SR。当电流流过分路调节器SR时，电流流过光耦合器110的一次侧的发光二极管以及二次侧的光电晶体管，从而输出低信号。即，检测器100输出通知电池过度充电的过度充电检测信号。
图6示出了根据本发明第三示例性实施方案的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置的电路图。
用于防止电池的过度充电的装置包括检测器100和信号处理器200。
检测器100感测电池的过度充电，从而检测过度充电失效。检测器100监控电池单元BC的电压(下文中称为电池单元电压)，从而感测过度充电。例如，当电池单元电压超过参考电压时，检测器100感测到电池单元电压为过度充电。
检测器100可以包括：齐纳二极管ZD、光耦合器110和过度充电传感器120。
齐纳二极管ZD设置在电池单元BC与光耦合器110的一次侧之间。齐纳二极管ZD不工作到设定的阈值电压，以便防止暗电流。这里，设定的电压指的是齐纳二极管ZD的击穿电压Vbr，其大约为4V。
当电池单元电压超过阈值电压时，齐纳二极管ZD启动检测器100的操作。换言之，当电池单元电压超过齐纳二极管ZD的击穿电压时，检测器100为过度充电防护而开始监控电池单元电压。
光耦合器110在发生电池的过度充电时输出过度充电检测信号。光耦合器110包括发光二极管(发光单元)以及光电晶体管(光接收单元)，并且与信号处理器200分开并绝缘。光耦合器110的一次侧的发光二极管的阳极连接至电池单元BC。光耦合器110的二次侧的光电晶体管的集电极连接至电阻器R1的一端，电阻器R1的另一端连接至信号处理器200的电源210。
过度充电传感器120连接至光耦合器110的一次侧，以感测电池的过度充电。过度充电传感器120包括多个电阻器R2和R3(其设定参考电源Vth)以及分路调节器SR，当电池单元BC的电压超过参考电压时，电流流过该分路调节器。电阻器R2的一端连接至齐纳二极管ZD以及光耦合器110的发光二极管的阳极，电阻器R2的另一端与电阻器R3串联。电阻器R2与R3之间的接触点连接至整流器SR的栅极，以控制电流流过整流器SR。参考电压Vth通过调整电阻器R2和R3的电阻值来设定。参考电压Vth是过度充电防护电平，其是判断电池是否过度充电的参考。
当电池单元电压超过参考电压Vth时(过度充电时)，电流流过整流器SR，使得经由光耦合器110输出低(L)信号(“0”信号)。换言之，当电池过度充电时，检测器100经由光耦合器110输出过度充电检测信号。同时，当电池单元电压为参考电压Vth或更小时，检测器100经由光耦合器110输出过度充电未检测信号(“H”信号)。
信号处理器200根据检测器100输出的检测信号来接通或断开高压继电器RY，从而分别允许或阻止对电池进行充电。高压继电器RY是功率继电器组件(PRA)，其允许或阻止利用在制动时由电机M产生的再生电力来对电池进行充电。逆变器INV设置在高压继电器RY与电机M之间，以将由电机M产生的再生电力转换为用于对电池进行充电的充电电压。
信号处理器200包括：电源210、触发器220、多个逻辑元件G1至G3、控制器240以及驱动部250。
电源210向检测器100供应电力。电源210可以将电力供应至检测器100的光耦合器110的二次侧。电源210输出5V的电压。
触发器220连接至检测器100的光耦合器110的二次侧，从而接收光耦合器110输出的过度充电检测信号。另外，触发器220根据过度充电检测信号将输出信号输出。
控制器240在其感测到起动(start-on)信号时启动对电池的监控。当车辆起动时，控制器240运行电池的过度充电防护功能。例如，控制器240输出高H信号(“1”信号)来启动过度充电防护功能的运行，并输出低信号来停止过度充电防护功能的运行。
控制器240可以实施为信号处理器200的中央处理单元(CPU)。换言之，控制器240控制电池管理系统的整体运行。
多个逻辑元件G1至G3接收触发器220输出的信号以及控制器240的输出信号作为输入，以进行逻辑乘(AND)运算。逻辑元件可以实施为AND门。
驱动部250包括分别连接至多个逻辑元件G1至G3的多个开关。每个开关根据每个连接了这些开关的逻辑元件G1至G3的输出来接通或断开，从而接通或断开高压继电器RY。这里，开关作为低压开关，可以实施为金属氧化物硅场效应晶体管(MOSFET)。
在下文中，将描述根据本示例性实施方案的用于防止电池的过度充电的装置的操作。
首先，当车辆起动时，在电池单元电压超过设定的阈值电压的情况下，检测器100的齐纳二极管ZD操作检测器100。即，检测器100监控电池的电池单元电压。当电池的电池单元电压超过参考电压时，检测器100输出过度充电检测信号。过度充电检测信号是通知电池是否过度充电的信号。当检测到电池的过度充电时，输出过度充电检测信号(L信号)，而当没有检测到电池的过度充电时，输出过度充电未检测信号(H信号)。
当检测器100输出的输出信号从高信号降到低信号时，信号处理器200的触发器220输出低信号。依据触发器200的输出信号，驱动部250的低压开关断开。当驱动部250的低压开关断开时，高压继电器RY断开，从而防止电池的过度充电。
图7示出了根据本发明第四示例性实施方案的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置的电路图。
用于防止电池的过度充电的装置包括检测器100和信号处理器200。
检测器100感测电池的过度充电，从而检测过度充电失效。检测器100监控电池单元BC的电压(下文中称为电池单元电压)，从而感测过度充电。例如，当电池单元电压超过参考电压时，检测器100感测到电池单元电压为过度充电。
检测器100可以包括：齐纳二极管ZD、光耦合器110和过度充电传感器120。
齐纳二极管ZD设置在电池的电池单元BC与光耦合器110的一次侧之间。齐纳二极管ZD不工作到设定的阈值电压，以便防止暗电流。这里，设定的电压指的是齐纳二极管ZD的击穿电压Vbr，其大约为4V。
当电池单元电压超过阈值电压时，齐纳二极管ZD启动检测器100的操作。换言之，当电池单元电压超过齐纳二极管ZD的击穿电压时，检测器100为过度充电防护而开始监控电池单元电压。
光耦合器110在发生电池的过度充电时输出过度充电检测信号。光耦合器110包括发光二极管(发光单元)以及光电晶体管(光接收单元)，并且与信号处理器200分开并绝缘。光耦合器110的一次侧的发光二极管的阳极连接至电池单元BC。光耦合器110的二次侧的光电晶体管的集电极连接至电阻器R1的一端，电阻器R1的另一端连接至信号处理器200的电源210。
过度充电传感器120连接至光耦合器110的一次侧，以感测电池的过度充电。过度充电传感器120包括多个电阻器R2和R3(其设定参考电源Vth)以及分路调节器SR，当电池单元BC的电压超过参考电压时，电流流过该分路调节器。电阻器R2的一端连接至齐纳二极管ZD以及光耦合器110的发光二极管的阳极，电阻器R2的另一端与电阻器R3串联。电阻器R2与R3之间的接触点连接至整流器SR的栅极，以控制电流流过整流器SR。参考电压Vth通过调整电阻器R2和R3的电阻值来设定。参考电压Vth是过度充电防护电平，其是判断电池是否过度充电的参考。
当电池单元电压超过参考电压Vth时(过度充电时)，电流流过整流器SR，使得经由光耦合器110输出低(L)信号(“0”信号)。换言之，当电池过度充电时，检测器100经由光耦合器110输出过度充电检测信号。同时，当电池单元电压为参考电压Vth或更小时，检测器100经由光耦合器110输出过度充电未检测信号(“H”信号)。
信号处理器200根据检测器100输出的检测信号来接通或断开高压继电器RY，从而允许或阻止对电池进行充电。高压继电器RY是功率继电器组件(PRA)，其允许或阻止利用在制动时由电机M产生的再生电力来对电池进行充电。逆变器INV设置在高压继电器RY与电机M之间，以将由电机M产生的再生电力转换为用于对电池进行充电的充电电压。
信号处理器200包括：电源210、可编程器件230、多个逻辑元件G1至G3、控制器240以及驱动部250。
电源210向检测器100供应电力。电源210可以将电力供应至检测器100的光耦合器110的二次侧。电源210输出5V的电压。
可编程器件230接收检测器100输出的过度充电检测信号，并且基于接收到的过度充电检测信号来判断是否发生失效。例如，当可编程器件230接收到过度充电检测信号时，可编程器件230将接收到的过度充电检测信号识别为过度充电失效，从而输出低信号。同时，当可编程器件230接收到过度充电未检测信号时，可编程器件230将接收到的过度充电未检测信号识别为未失效，从而输出高信号。
可编程器件230可以实施为复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
控制器240向可编程器件230输出复位指令以及脉冲信号，以启动可编程器件230。这里，脉冲信号是在可编程器件230启动时通知控制器240是否正常的信号。
多个逻辑元件G1至G3接收可编程器件230的判断结果以及控制器240的输出作为输入，以进行逻辑乘(AND)运算。逻辑元件G1、G2或G3实施为AND门。
驱动部250包括分别连接至多个逻辑元件G1至G3的多个开关。每个开关根据每个连接了这些开关的逻辑元件G1至G3的输出来接通或断开，从而接通或断开高压继电器RY。
在下文中，将描述根据本示例性实施方案的用于防止电池的过度充电的装置的操作。
当车辆起动时，在电池单元电压超过设定的阈值电压的情况下，检测器100的齐纳二极管ZD操作检测器100。即，检测器100监控电池的电池单元电压。当电池的电池单元电压超过参考电压时，检测器100输出过度充电检测信号。过度充电检测信号是通知电池是否过度充电的信号，其中，当检测到电池的过度充电时，输出过度充电检测信号(L信号)，而当没有检测到电池的过度充电时，输出过度充电未检测信号(H信号)。
当检测器100在设定的时间内或更长的时间内输出低信号时，可编程器件230将输入的低信号判断为过度充电失效信号。另外，可编程器件230输出低信号。依据可编程器件230的输出信号，驱动部250的低压开关断开。当驱动部250的低压开关断开时，高压继电器RY断开，从而防止电池的过度充电。
同时，当检测器100在短于预设时间的时间段内输出低信号时，可编程器件230将相应的输入信号判断为噪声。因此，可编程器件230控制驱动部250接通高压继电器RY，从而允许对电池进行充电。
图8是示出图6和图7所示的检测器100的操作的示意图。
如图8所示，当电池单元电压达到设定的阈值电压Vbr时，齐纳二极管ZD接通。即，当电池单元电压变为设定的阈值电压Vbr时，电流流过齐纳二极管ZD。
之后，当电池单元电压超过参考电压Vth时，电流流过分路调节器SR，使得检测器100开始监控电池单元电压。
图9是示出图3和图6所示的触发器220的操作时序的图。
当检测器100输出的过度充电检测信号从“H”信号降到“L”信号时，触发器220输出“L”信号。即，当检测器100的光耦合器110输出的输出信号从“H”信号转换为“L”信号时，触发器220依据光耦合器110的输出信号而输出“L”信号。
依据触发器220的输出信号，高压继电器RY从接通(ON)状态转换为断开(OFF)状态。即，高压继电器RY依据触发器220的输出信号而允许或阻止利用车辆制动时产生的再生电力来对电池进行充电。例如，当触发器220的输出信号为“H”信号时，高压继电器RY允许对电池进行充电，而当触发器220的输出信号为“L”信号时，高压继电器RY阻止对电池进行充电。
图10是示出图4和图7所示的可编程器件230的操作时序的图。
当CPLD 230从控制器240接收到启动(H/W复位)信号和脉冲信号(CPU OK)时，CPLD230的逻辑启动。当启动信号的输入停止时，CPLD 230具有过度充电防护控制权限。
在CPLD 230在具有过度充电防护控制权限之后接收到“H”信号(其为检测器100输出的输出信号)时，如果该“H”信号保持设定的时间或更多的时间，则CPLD 230将接收到的“H”信号识别为过度充电检测信号。在识别出过度充电检测信号时，CPLD 230输出“L”信号。
如果该“H”信号未保持设定的时间或更多的时间，则CPLD 230将该“H”信号识别为噪声，从而输出“H”信号。因此，信号处理器200就过度充电防护(失效检测)在噪声入侵时的可靠性而言是优越的。
信号处理器200可以额外包括感测控制器240的异常的感测功能。
尽管已经提到，构成上述本发明的示例性实施方案的全部部件彼此组合为一个部件，或者彼此组合并工作为一个部件，但是本发明不必限定为上述示例性实施方案。即，全部部件也可以彼此选择性地组合并工作为一个或多个部件，而不会偏离本发明的范围。另外，尽管每个部件可以实施为一个独立的硬件，但是各个部件中彼此选择性地组合的一些或全部也可以实施为具有程序模块的计算机程序，该程序模块执行彼此组合在一个或多个硬件中的功能中的一些或全部。本领域技术人员可以简单地推导出构成该计算机程序的代码和代码段。上述计算机程序可以存储于计算机可读介质中，并且可以由计算机读取并执行，以实施本发明的示例性实施方案。
如上所述，根据本发明的示例性实施方案，用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置是一种二次防护技术，其即使在节能环保车辆中的电池管理系统(BMS)失效的情况下也能够电性防止电池的过度充电，并且可以以最小的硬件改变来实现结构鲁棒性。
此外，根据本发明，电池管理系统可以根据高输出/高供能的性能提高带来的容量、能量密度以及输出密度的增加，来降低或防止过度充电的风险，从而能够提高电池管理系统的性能。
此外，根据本发明，过度充电稳定性得到了提高，从而能够降低售后服务(A/S)成本并且能够提高使用者的满意度。
如上所述，尽管已经参考示例性实施方案和所附附图描述了本发明，但是本发明不限于此，而是可以由本发明所属领域的技术人员进行各种修改和变化，而不会偏离在权利要求书中所要求保护的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，该装置包括：
检测器，其检测电池的过度充电；
信号处理器，其根据检测器输出的输出信号来控制高压继电器，以阻止对电池进行充电；
其中，信号处理器包括：
触发器，其在接收到检测器输出的过度充电检测信号时，根据过度充电检测信号将输出信号输出；
多个逻辑元件，其利用触发器的输出信号来进行逻辑运算，以根据逻辑运算的结果来输出控制信号；
其中，检测器包括：
过度充电传感器，其感测电池的电池单元电压是否超过参考电压；
光耦合器，其在电池单元电压超过参考电压时输出过度充电检测信号；
其中，检测器进一步包括齐纳二极管，所述齐纳二极管设置在电池单元与光耦合器之间，以控制电池的过度充电防护功能的运行启动时间点。
2.根据权利要求1所述的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其中，过度充电传感器包括：
多个电阻器，其用于设定参考电压；
分路调节器，在电池单元电压超过参考电压时，电流流过该分路调节器。
3.根据权利要求1所述的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其中，当电池单元电压达到齐纳二极管的击穿电压时，检测器启动电池的过度充电防护功能的运行。
4.根据权利要求1所述的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其中，信号处理器包括：
电源，其向检测器供应电力；
驱动部，其包括分别连接至多个逻辑元件的多个开关，并且根据控制信号来控制所述多个开关的操作，以驱动高压继电器。
5.根据权利要求1所述的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其中，信号处理器包括：
电源，其向检测器供应电力；
可编程器件，其接收检测器输出的输出信号，并且判断接收到的信号是否是噪声；
多个逻辑元件，其根据可编程器件的判断结果来输出控制信号；
驱动部，其包括分别连接至多个逻辑元件的多个开关，并且根据控制信号来控制所述多个开关的操作，以驱动高压继电器。
6.根据权利要求5所述的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其中，可编程器件是复杂可编程逻辑器件。
7.根据权利要求5所述的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，进一步包括控制器，其控制可编程器件的启动。
8.根据权利要求1所述的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其中，检测器通过监控电池的电池单元电压来检测电池的过度充电。
9.根据权利要求1所述的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其中，信号处理器根据检测器输出的输出信号来控制高压继电器，以在检测器检测出电池的过度充电时阻止对电池进行充电。
10.根据权利要求1所述的用于防止节能环保车辆中的电池的过度充电的装置，其中，利用在节能环保车辆制动时产生的再生电力来对电池充电。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101907373B1 (ko) * 2016-11-16 2018-10-12 현대오트론 주식회사 과충전 방지 장치 및 방법
CN108382241B (zh) * 2018-03-06 2019-08-27 上海炙云新能源科技有限公司 电芯电压的冗余检测保护系统、方法及电动汽车
US11451072B2 (en) * 2018-07-10 2022-09-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system
KR102447096B1 (ko) * 2018-09-28 2022-09-23 주식회사 엘지에너지솔루션 플립플롭을 이용한 릴레이 제어 시스템 및 방법
CN110733348A (zh) * 2018-12-29 2020-01-31 长城汽车股份有限公司 一种电池管理的方法和装置
US20210028632A1 (en) * 2019-07-25 2021-01-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system
US10714957B1 (en) 2019-09-03 2020-07-14 Mazen Obeid Charge state control system and device
US11476690B2 (en) 2019-10-25 2022-10-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Power supply system
JP7408404B2 (ja) * 2020-01-14 2024-01-05 東芝テック株式会社 充放電制御装置及びカート型商品登録装置
CN112124149B (zh) * 2020-09-29 2021-11-09 兰州现代职业学院 新能源汽车电池检测装置
KR102571755B1 (ko) * 2021-12-03 2023-08-28 주식회사 인지이솔루션 릴레이 제어 회로를 갖는 배터리 관리 시스템 및 이를 이용한 릴레이 제어 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1433121A (zh) * 2002-01-17 2003-07-30 本田技研工业株式会社 二次电池的充电控制装置
CN102104261A (zh) * 2009-12-16 2011-06-22 三洋电机株式会社 电源装置及具备该电源装置的车辆
CN102616143A (zh) * 2012-03-30 2012-08-01 广东博特动力能源有限公司 一种电动车动力系统
CN202507942U (zh) * 2012-03-30 2012-10-31 广东博特动力能源有限公司 一种电动车动力系统
JP2013094032A (ja) * 2011-10-27 2013-05-16 Hitachi Vehicle Energy Ltd 電池システム監視装置およびこれを備えた蓄電装置
WO2014087213A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical storage system
JP2014171285A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Denso Corp 電池監視装置
KR20160071207A (ko) * 2014-12-11 2016-06-21 현대오트론 주식회사 배터리 셀의 과충전 보호 장치 및 방법

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2811440A1 (de) * 1978-03-16 1979-09-20 Bosch Gmbh Robert Elektrischer generator
JP3225782B2 (ja) 1995-04-25 2001-11-05 松下電器産業株式会社 電気湯沸かし器
KR100580381B1 (ko) 1997-04-30 2006-08-23 삼성전자주식회사 2차전지의과충전방지회로
JP2007228753A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Toyota Motor Corp 電動車両
JP5254568B2 (ja) 2007-05-16 2013-08-07 日立ビークルエナジー株式会社 セルコントローラ、電池モジュールおよび電源システム
US20090009177A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Nesscap Co., Ltd. Voltage monitoring method and circuit for electrical energy storage device
JP5509655B2 (ja) * 2009-03-31 2014-06-04 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びこれを備えた車両
EP2272722B1 (en) * 2009-07-01 2015-04-08 Denso Corporation Power source apparatus for vehicle
JP5459321B2 (ja) * 2010-01-22 2014-04-02 トヨタ自動車株式会社 バッテリ充電制御システム
JP2012034515A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
JP5304844B2 (ja) * 2011-05-24 2013-10-02 トヨタ自動車株式会社 バッテリの充電制御装置
WO2013046250A1 (ja) * 2011-09-26 2013-04-04 トヨタ自動車株式会社 バッテリの処理装置、車両、バッテリの処理方法及びバッテリの処理プログラム
KR101855092B1 (ko) 2012-01-18 2018-05-08 에스케이이노베이션 주식회사 릴레이 제어신호 독립 모니터링 장치 및 방법
JP5708625B2 (ja) * 2012-12-03 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
KR101882835B1 (ko) 2012-12-18 2018-07-27 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 과충전 감지 장치
US20140203786A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Power supply apparatus and power supply control apparatus
DE102013204538A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezellmodul und Verfahren zum Betreiben eines Batteriezellmoduls
KR101457986B1 (ko) 2013-08-09 2014-11-10 주식회사 아이티엠반도체 배터리팩 과충전 방지회로
KR20150068845A (ko) * 2013-12-12 2015-06-22 현대자동차주식회사 전지 조립체 및 이를 포함하는 하이브리드 자동차
KR101684736B1 (ko) 2014-08-21 2016-12-08 에스케이이노베이션 주식회사 전력 소모를 최소화한 과충전 방지 장치
KR101619618B1 (ko) 2014-10-02 2016-05-10 현대자동차주식회사 차량용 충전기 및 그의 전원 제어 방법
KR101665564B1 (ko) 2014-12-10 2016-10-13 상신브레이크(주) 회생 제동 장치의 전력을 제어하는 부하 회로 및 회생 제동 시스템

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1433121A (zh) * 2002-01-17 2003-07-30 本田技研工业株式会社 二次电池的充电控制装置
CN102104261A (zh) * 2009-12-16 2011-06-22 三洋电机株式会社 电源装置及具备该电源装置的车辆
JP2013094032A (ja) * 2011-10-27 2013-05-16 Hitachi Vehicle Energy Ltd 電池システム監視装置およびこれを備えた蓄電装置
CN102616143A (zh) * 2012-03-30 2012-08-01 广东博特动力能源有限公司 一种电动车动力系统
CN202507942U (zh) * 2012-03-30 2012-10-31 广东博特动力能源有限公司 一种电动车动力系统
WO2014087213A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical storage system
JP2014171285A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Denso Corp 電池監視装置
KR20160071207A (ko) * 2014-12-11 2016-06-21 현대오트론 주식회사 배터리 셀의 과충전 보호 장치 및 방법

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