CN108063469B - 电池过放电防止装置 - Google Patents

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Abstract

一种电池过放电防止装置，包括：闭锁继电器，所述闭锁继电器使得设置于车辆的辅助电池与所述车辆的负载连接或分离，所述车辆的负载从所述辅助电池接收电力而被驱动；电压测量电路，在所述车辆熄火时，所述电压测量电路按照预定周期测量所述辅助电池的电压，并且将测量的所述辅助电池的电压与至少一个过放电基准值进行比较，所述过放电基准值是判断所述辅助电池是否过放电的基准；以及控制部，当所述电压测量电路中比较结果为所述辅助电池的电压在所述过放电基准值以下时，所述控制部使所述闭锁继电器断开，当所述辅助电池的电压为所述过放电基准值以下时，所述电压测量电路输出用于使所述控制部工作的使能信号。

Description

电池过放电防止装置
技术领域
本发明涉及一种电池过放电防止技术，更为具体地，本发明涉及一种即使在车辆熄火的情况下，对设置于车辆的辅助电池的电压进行测量，从而在过放电时对其进行防止的技术。
背景技术
通常，在车辆中设置有用于向灯、控制器等电气部件供给电力的辅助电池。在过去，辅助电池由铅蓄电池构成，即使在完全放电的情况下，利用外部跳线来进行再充电，由此能够实现再利用。
但是，最近辅助电池由铅蓄电池变换为锂离子电池(lithium ion battery)成为趋势，锂离子电池与铅蓄电池不同，在完全放电的情况下，必须更换电池本身，因此需要针对过放电的安全性保护。由此，防止由锂离子电池构成的辅助电池过放电的技术变得尤为重要。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：韩国专利登记公报第10-1364856号
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于，即使在车辆熄火的情况下，对辅助电池的过放电进行感知，从而防止辅助电池的过放电。
解决技术问题的手段
根据本发明一个实施例的一种电池过放电防止装置，包括：闭锁继电器，所述闭锁继电器使得设置于车辆的辅助电池与所述车辆的负载连接或分离，所述车辆的负载从所述辅助电池接收电力而被驱动；电压测量电路，在所述车辆熄火时，所述电压测量电路按照预定周期测量所述辅助电池的电压，并且将测量的所述辅助电池的电压与至少一个过放电基准值进行比较，所述过放电基准值是判断所述辅助电池是否过放电的基准；控制部，当所述电压测量电路中比较结果为所述辅助电池的电压在所述过放电基准值以下时，所述控制部使所述闭锁继电器断开；当所述辅助电池的电压为所述过放电基准值以下时，所述电压测量电路输出用于使所述控制部工作的使能信号。
在一个实施例中，所述辅助电池为锂离子电池。
在一个实施例中，还可包括计时器，所述计时器设定所述预定周期。
在一个实施例中，还可包括基准电压设定器，所述基准电压设定器设定所述过放电基准值。
在一个实施例中，所述过放电基准值可包括第一过放电基准值及第二过放电基准值，所述第一过放电基准值是用于对所述辅助电池进行充电的基准，所述第二过放电基准值是用于使所述闭锁继电器断开的基准。
在一个实施例中，所述第一过放电基准值大于所述第二过放电基准值。
在一个实施例中，还包括向所述控制部供给工作电源的电源供给部，并且当所述辅助电池的电压为所述过放电基准值以下时，所述电压测量电路向所述电源供给部输出用于使所述控制部工作的使能信号。
在一个实施例中，还包括充电器，所述充电器用于对所述辅助电池充电，当所述电压测量电路中比较结果为所述辅助电池的电压大于所述第二过放电基准值且小于等于所述第一过放电基准值时，所述控制部使所述充电器工作
在一个实施例中，当所述车辆是利用电能的车辆时，所述充电器从使所述车辆的电动机驱动的主电池接收电力，并对所述辅助电池充电。
在一个实施例中，所述控制部对所述电压测量电路中按照所述预定周期测量的所述辅助电池的电压进行存储。
在一个实施例中，所述控制部将所述电压测量电路中测量的所述辅助电池的电压与已存储的在先前周期中测量的所述辅助电池的电压进行比较，当出现预定值以上的差异时，将所述辅助电池判定为故障。
在一个实施例中，所述控制部在将所述辅助电池判定为故障时，向使用者发出警告。
发明的效果
本发明的效果在于，即使车辆熄火的情况下，在电压测量电路中按照预定周期对辅助电池的电压进行测量，从而防止辅助电池的过放电。
由此，效果在于，能够延长辅助电池的使用寿命。
此外，本发明的效果在于，在电压测量电路中按照预定周期对辅助电池的电压进行测量，从而在具有过放电基准值以下的电压时，使得控制部工作而最小化电力消耗。
附图说明
图1是本发明实施例的电池过放电防止装置的结构图。
图2是本发明另一个实施例的电池过放电防止装置的结构图。
附图标记说明
10、110：辅助电池；20、120：闭锁继电器；30、130：电池管理系统(BMS)；40、140：负载；150：充电器；160：低直流变换器(LDO)；170：主电池。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
以下，参照图1，对本发明实施例的电池过放电防止装置进行说明。
图1是本发明的实施例的电池过放电防止装置的结构图。
参照图1，本发明实施例的电池过放电防止装置可包括闭锁继电器(latchingrelay)20及BMS 30。
本发明实施例的电池过放电防止装置可以是防止设置于车辆的辅助电池10的过放电的装置。
辅助电池10能够向车辆负载40供给电力。此时，辅助电池10可以是锂离子电池。不同于由铅蓄电池构成的辅助电池，由锂离子构成的辅助电池的问题在于，在完全放电的情况下无法实现再利用。由此，就锂离子电池而言，需要更加有效地防止过放电。另外，负载40是指设置于车辆的灯、控制器等电气部件。
闭锁继电器20可将辅助电池10和负载40进行连接，或者使其分离。具体而言，当接通闭锁继电器20时，可使得辅助电池10与负载40连接，而当断开闭锁继电器20时，可使得辅助电池10与负载40分离。另外，闭锁继电器20不同于普通的继电器，可具有如下特性：当加载一次脉冲型信号时，持续保持接通状态。由此，在闭锁继电器20为接通状态下，当所述车辆熄火时，闭锁继电器20保持接通状态，由此辅助电池10的电压存在有持续放电的危险。
BMS 30可包括电压测量电路31、计时器32、基准电压设定器33、电源供给部34及控制部35。
电压测量电路31能够测量辅助电池10的电压。具体而言，在车辆启动时，电压测量电路31能够持续测量辅助电池10的电压。相反地，在车辆熄火时，电压测量电路31可按照预定周期测量辅助电池10的电压。
电压测量电路31可将测量的辅助电池10的电压与过放电基准值进行比较。此时，过放电基准值是指使闭锁继电器20断开的基准值。
在辅助电池10的电压为过放电基准值以下时，电压测量电路31可向电源供给部34输出用于使控制部35工作的使能(enable)信号。
在所述车辆熄火时，计时器32能够在电压测量电路31中对测量辅助电池10的电压的周期进行设定。由此，在车辆熄火时，电压测量电路31可按照由计时器32设定的预定周期对辅助电池10的电压进行测量。此时，在一个实施例中，预定周期可以是1分钟～1小时范围的值。
基准电压设定器33可设定过放电基准值。在实施例中，过放电基准值可以是1.5V。
电源供给部34可向控制部35供给工作电源。在车辆启动时，电源供给部34可向控制部35持续地供给工作电源。相反地，在车辆熄火时，电源供给部34只有在从电压测量电路31接收使能信号的情况下，才可向控制部35供给工作电源。
当电压测量电路31中比较结果为辅助电池10的电压为过放电基准值以下时，控制部35可使得闭锁继电器20断开。由此，辅助电池10与负载40分离，从而能够防止辅助电池10的电压放电。
以下，参照图2对本发明另一个实施例的电池过放电防止装置进行说明。
图2是本发明另一个实施例的电池过放电防止装置的结构图。
参照图2，本发明实施例的电池过放电防止装置可包括闭锁继电器120、BMS 130及充电器150。
本发明实施例的电池过放电防止装置可以是对利用电能的车辆所设置的辅助电池110的过放电进行防止的装置。换句话说，车辆可以是电动车辆(EV，Electric Vehicle)或混合动力车辆(HEV，Hybrid Electric Vehicle)等。
辅助电池110可向车辆的负载140供给电力。此时，辅助电池110可以是锂离子电池。不同于由铅蓄电池构成的辅助电池，由锂离子电池构成的辅助电池的问题在于，在完全放电时无法实现再利用，因此需要更加有效地防止过放电。另外，负载140可以指设置于车辆的灯、控制器等电气部件。
闭锁继电器120可将辅助电池110和负载140进行连接，或者使其分离。具体而言，当接通闭锁继电器120时，可使得辅助电池110与负载140连接，而当断开闭锁继电器120时，可使得辅助电池110与负载140分离。另外，闭锁继电器120不同于普通的继电器，可具有如下特性：如果加载一次脉冲型信号，则持续保持接通状态。由此，在闭锁继电器120为接通状态下，当所述车辆熄火时，闭锁继电器120保持接通状态，由此辅助电池110的电压存在有持续放电的危险。
BMS 130可包括电压测量电路131、计时器132、基准电压设定器133、电源供给部134及控制部135。
电压测量电路131能够测量辅助电池110的电压。具体而言，在车辆启动时，电压测量电路131可持续测量辅助电池110的电压。相反地，在车辆熄火时，电压测量电路131可按照预定周期测量辅助电池110的电压。
电压测量电路131可将测量的辅助电池110的电压与多个过放电基准值进行比较。此时，多个过放电基准值可包括第一过放电基准值及第二过放电基准值，所述第一过放电基准值是用于对辅助电池110进行充电的基准，所述第二过放电基准值是用于使闭锁继电器120断开的基准。此时，第一过放电基准值可以大于所述第二过放电基准值。
在辅助电池110的电压为多个过放电基准值中任意一个过放电基准值以下时，电压测量电路131可向电源供给部134输出用于使控制部135工作的使能信号。换句话说，不仅在辅助电池110的电压为所述第二过放电基准值以下的情况下，即使在辅助电池110的电压为第一过放电基准电压值以下的情况下，电压测量电路131也可向电源供给部134输出用于使控制部135工作的使能信号。
在所述车辆熄火时，计时器132能够在电压测量电路131中对测量辅助电池110的电压的周期进行设定。由此，在车辆熄火时，电压测量电路131可按照由计时器132设定的预定周期对辅助电池110的电压进行测量。此时，预定周期可以是1分钟～1小时范围的值。
基准电压设定器133可设定多个过放电基准值。此时，如上所述，多个过放电基准值可包括第一过放电基准值及第二过放电基准值。在实施例中，第一过放电基准值可以是3V，第二过放电基准值可以是1.5V。
电源供给部134可向控制部135供给工作电源。在车辆启动时，电源供给部134可向控制部135持续地供给工作电源。相反地，在车辆熄火时，电源供给部134只有在从电压测量电路131接收使能信号的情况下，才可向控制部135供给工作电源。
当电压测量电路131中比较结果为辅助电池110的电压大于第二过放电基准值且小于等于第一过放电基准值时，控制部135可使得充电器150进行工作。由此，可实现辅助电池110的充电。换句话说，当辅助电池110的电压大于第二过放电基准值且小于等于第一过放电基准值时，由于辅助电池110的电压未达到需要断开闭锁继电器120的过放电程度，所以控制部135能够优先通过对辅助电池110进行充电来防止过放电。
当电压测量电路131中比较结果为辅助电池110的电压为第二过放电基准值以下时，控制部135可使得闭锁继电器120断开。由此，辅助电池110与负载140分离，从而能够切断辅助电池110的电压放电。换句话说，当辅助电池110的电压为所述第二过放电基准值以下时，由于辅助电池110的电压达到需要断开闭锁继电器120的过放电程度，所以控制部135可使得闭锁继电器120断开，从而防止辅助电池110的过放电。
控制部135可对电压测量电路131中按照预定周期测量的辅助电池110的电压进行存储。换句话说，当预定周期为1小时时，控制部135能够对电压测量电路131中按照每一小时测量的辅助电池110的电压进行存储。
将电压测量电路131中测量的辅助电池110的电压与已存储的先前周期中测量的辅助电池110的电压进行比较，根据比较结果，当出现预定值以上的差异时，控制部135可将辅助电池110判定为故障。此时，预定值可以是第一过放电防止值减去第二过放电防止值的差值。换句话说，当第一过放电防止值为3V，第二过放电防止值为1.5V时，预定值可以为1.5V。
例如，在当前(第N周期)电压测量电路131中测量的辅助电池110的电压为1.9V，存储于控制部135的先前周期(第N-1周期)中测量的辅助电池110的电压为2.9V的情况下，控制部135可将辅助电池110判定为正常。
相反地，在当前(第N周期)电压测量电路131中测量的辅助电池110的电压为1.3V，已存储于控制部135的先前周期(第N-1周期)中测量的辅助电池110的电压为2.9V的情况下，控制部135可将辅助电池110判定为故障。
换句话说，当第一过放电防止值为3V，第二过放电防止值为1.5V，预定值为1.5V时，第N-1周期中测量的辅助电池110的电压为2.9V，因此使得辅助电池110充电，而第N周期中测量的辅助电池110的电压进一步下降为1.3V，因此控制部135可使得闭锁继电器120断开。相反地，即使使得辅助电池110充电，但是下降为预定值以上，因此控制部135不仅使得闭锁继电器120断开，而且还可将辅助电池110判定为故障。
控制部135在将辅助电池110判定为故障时，可向使用者发出辅助电池110故障的警告。例如，可以设想在设置于车辆的音频视频导航系统(AVN，audio video navigationsystem)等显示器装置上显示警告语句，或发出警告音的情况等。
充电器150可以从使车辆的电动机驱动的主电池170接收电力，从而对辅助电池110进行充电。此时，因为主电池170与辅助电池110相比为高电压，因此经过低直流变换器(LDO，Low dc/dc converter)160而降低电压，从而能够向充电器150供给电力。
将理解为，本发明所属技术领域具有通常知识的人员在不改变本发明的技术构思或必要特征的前提下可通过其他的具体形态来实施。因此，以上所记载的实施例并非全面的示例，也并非限定性的示例。本发明的范围通过后述的权利要求范围来呈现，而非受上述详细说明限定，并且应解释为由权利要求范围的意义、范围及其均等概念所推导的全部变更或变形的形态包含于本发明的范围内。
另外，在本说明书与附图中公开了本发明的优选实施例，虽然使用了特定的术语，但是这只是为了便于说明本发明的技术内容并且为了有助于发明的理解而从通常的意义层面使用的，并非想要限定本发明的范围。除了在此所公开的实施例外，可以实施以本发明的技术构思为基础的其他变形例，这对于本发明所属技术领域具有通常知识的人员来讲是不说自明的。

Claims (11)

1.一种电池过放电防止装置，其特征在于，包括：
闭锁继电器，使得设置于车辆的辅助电池与所述车辆的负载连接或分离，所述车辆的负载从所述辅助电池接收电力而被驱动；
电压测量电路，在所述车辆熄火时，所述电压测量电路测量所述辅助电池的电压，并且将测量的所述辅助电池的电压与至少一个过放电基准值进行比较，所述过放电基准值是判断所述辅助电池是否过放电的基准；
控制部，当所述电压测量电路中比较结果为所述辅助电池的电压在所述过放电基准值以下时，所述控制部使所述闭锁继电器断开；
电源供给部，向所述控制部供给工作电源，以及
计时器，在所述车辆熄火时，所述计时器被打开并且所述计时器设定用于测量所述辅助电池的电压的预定周期；
其中，在所述车辆熄火时，所述电压测量电路按照所述预定周期测量所述辅助电池的电压，并且当所述辅助电池的电压为所述过放电基准值以下时，所述电压测量电路输出用于使所述控制部工作的使能信号，
当所述车辆启动时，所述电源供给部向所述控制部持续地供给所述工作电源，当所述车辆熄火时，所述电源供给部响应从所述电压测量电路接收的所述使能信号，向所述控制部供给所述工作电源，并且，
其中，所述控制部基于测量的所述辅助电池的电压与已存储的在先前周期中测量的所述辅助电池的电压，来判定所述辅助电池是否故障。
2.根据权利要求1所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
所述辅助电池为锂离子电池。
3.根据权利要求1所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
所述电池过放电防止装置还包括基准电压设定器，所述基准电压设定器设定所述过放电基准值。
4.根据权利要求3所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
所述过放电基准值包括第一过放电基准值及第二过放电基准值，所述第一过放电基准值是用于对所述辅助电池进行充电的基准，所述第二过放电基准值是用于使所述闭锁继电器断开的基准。
5.根据权利要求4所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
所述第一过放电基准值大于所述第二过放电基准值。
6.根据权利要求1所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
当所述辅助电池的电压为所述过放电基准值以下时，所述电压测量电路向所述电源供给部输出用于使所述控制部工作的所述使能信号。
7.根据权利要求4所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
所述电池过放电防止装置还包括充电器，所述充电器用于对所述辅助电池充电，
当所述电压测量电路中比较结果为所述辅助电池的电压大于所述第二过放电基准值且小于等于所述第一过放电基准值时，所述控制部使所述充电器工作。
8.根据权利要求7所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
当所述车辆是利用电能的车辆时，
所述充电器从使所述车辆的电动机驱动的主电池接收电力，并对所述辅助电池充电。
9.根据权利要求6或8所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
所述控制部对所述电压测量电路中按照所述预定周期测量的所述辅助电池的电压进行存储。
10.根据权利要求9所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
所述控制部将所述电压测量电路中测量的所述辅助电池的电压与已存储的在先前周期中测量的所述辅助电池的电压进行比较，当出现预定值以上的差异时，将所述辅助电池判定为故障。
11.根据权利要求10所述的电池过放电防止装置，其特征在于，
所述控制部在将所述辅助电池判定为故障时，向使用者发出警告。
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