CN108494037B - 电池包维修保护电路以及电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池包维修保护电路以及电池包，其中，电池包维修保护电路，包括：电池管理系统、继电器以及供电电源；电池管理系统的电源端与供电电源电连接；电池管理系统的驱动端与继电器电连接；继电器的接地端与地电连接；还包括：维修保护部件，其电连接于电池管理系统的驱动端与继电器之间，或者，电连接于电池管理系统的电源端与供电电源之间，或者，电连接于继电器的接地端与地之间。由此可见，本发明提供的方案中，维修保护部件结构简单轻巧紧凑、安装方便，实现简单，成本低，并且可靠性和耐久性高，无密封问题；而将包括本发明的电池包维修保护电路的电池包应用于电动汽车中，可在进行维修或紧急处理时，可靠的实现安全断电。

Description

电池包维修保护电路以及电池包

技术领域

本发明涉及动力电池包技术领域，具体涉及一种电池包维修保护电路以及电池包。

背景技术

电池包属于高压系统，在维修时需要确保人身安全。现有技术中，一般在电池包上安装手动维修开关MSD，在进行高压系统维修时，通过该手动维修开关MSD机械断开高压连接，保护维修人员安全；并在高压系统出现短路时，内置熔断器熔断，保护高压系统安全。

然而，在实现本发明实施例过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：其一，手动维修开关MSD安装需要一定的空间，通常安装在电池包的上部或者侧面，影响电池包的外观；其二，手动维修开关MSD一般需要整车配合开孔以便开启和闭合，比如MSD安装在后排座椅下，需在地板上开孔，安装较为麻烦；以及，维修时需抬起座椅，然后才能断开MSD；其三，手动维修开关MSD安装需要在电池包内设计支架配合安装，并且MSD部件成本高，密封存在风险。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电池包以及电动汽车。

根据本发明的一个方面，提供了一种电池包维修保护电路，包括：电池管理系统、继电器以及、供电电源；所述电池管理系统的电源端与供电电源电连接；所述电池管理系统的驱动端与所述继电器电连接；所述继电器的接地端与地电连接；还包括：

维修保护部件，所述维修保护部件电连接于所述电池管理系统的驱动端与继电器之间，或者，电连接于所述电池管理系统的电源端与供电电源之间，或者，电连接于所述继电器的接地端与地之间。

进一步的，所述电池管理系统进一步包括：主控芯片和驱动电路；其中，所述主控芯片和所述驱动电路电连接；所述供电电源分别与主控芯片和驱动电路电连接。

进一步的，所述驱动电路与所述继电器电连接。

进一步的，所述维修保护部件的一端与驱动电路电连接，另一端与供电电源电连接。

进一步的，所述维修保护部件的一端与继电器电连接，另一端与地电连接。

进一步的，所述继电器包括主正继电器和主负继电器。

进一步的，所述维修保护部件包括第一维修保护部件和第二维修保护部件。

进一步的，所述第一维修保护部件的一端与驱动电路电连接，另一端与主正继电器电连接；

所述第二维修保护部件的一端与驱动电路电连接，另一端与主负继电器电连接。

进一步的，所述维修保护部件为对插件。

根据本发明的另一方面，提供了一种电池包，包括上述所述的电池包维修保护电路。

根据本发明的电池包维修保护电路以及电池包，其中，电池包维修保护电路，包括：电池管理系统、继电器以及、供电电源；所述电池管理系统的电源端与供电电源电连接；所述电池管理系统的驱动端与所述继电器电连接；所述继电器的接地端与地电连接；还包括：维修保护部件，所述维修保护部件电连接于所述电池管理系统的驱动端与继电器之间，或者，电连接于所述电池管理系统的电源端与供电电源之间，或者，电连接于所述继电器的接地端与地之间。由此可见，本发明提供的方案中，维修保护部件结构简单轻巧紧凑、安装方便，实现简单，成本低，并且可靠性和耐久性高，无密封问题；而将包括本发明的电池包维修保护电路的电池包应用于电动汽车中，可在进行维修或紧急处理时，简单且可靠的实现安全断电。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的电池包维修保护电路的电路连接示意图；

图2示出了根据本发明一个具体实施例的电池包维修保护电路的电路连接示意图；

图3示出了根据本发明另一个具体实施例的电池包维修保护电路的电路连接示意图；

图4示出了根据本发明又一个具体实施例的电池包维修保护电路的电路连接示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的电池包维修保护电路的电路连接示意图。如图1所示，电池包维修保护电路10包括：电池管理系统11、继电器12以及供电电源13。

其中，电池管理系统11的电源端与供电电源13电连接；电池管理系统11的驱动端与继电器12电连接；继电器12的接地端与地电连接。

具体地，电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)11，用于管理电池，包括：根据电压反馈信号检测供电状态；以及，根据互锁信号来确定维修保护部件的接触状态。需要说明的是，上述提及的电池管理系统11的作用仅为电池管理系统11在本发明中较主要的作用，除此之外，电池管理系统11还具有其他常规的智能化管理及维护电池的作用，在本发明中，不再一一赘述。

电池包维修保护电路10还包括维修保护部件14，其中，维修保护部件14可设置在以下任一位置：位置一，维修保护部件14电连接于电池管理系统11的驱动端与继电器12之间(图1示出的为这种情况)；位置二，维修保护部件14电连接于电池管理系统11的电源端与供电电源13之间；位置三，维修保护部件14电连接于继电器12的接地端与地之间。具体地，将维修保护部件14设置于上述任一位置，在进行高压系统维修时，通过手动断开维修保护部件14，即可实现物理断开电池包维修保护电路10，最终达到物理断开电池包对外供电，相较于通过软件控制以使继电器下电，本发明的电池包维修保护电路的物理断电的方式更安全可靠。

并且，维修保护部件14为任意可以实现上述物理断开电池包对外供电功能的物理器件。在本发明的一个具体实施例中，可选的，维修保护部件14为对插件形式的手动开关。

另外，在图1中，电池管理系统11具有通过检测互锁信号以确定维修保护部件14的接触状态的功能。例如，当维修保护部件14为对插件时，电池管理系统11可以通过互锁信号确定对插件的公头和母头是否实现了互锁回路的连接，具体地，若未检测到互锁信号，则表明互锁回路断开，即：维修保护部件14未接触到位；若检测到互锁信号，则表明互锁回路已连接，即：维修保护部件14接触到位。

在具体实施时，电池管理系统11的上述通过检测互锁信号以确定维修保护部件14的接触状态的功能，不仅可以用于判断维修保护部件14是否接触良好，而且可以用于判断整个电路回路是否安全，这种应用主要是针对互锁信号和电路回路的通断不同时的情况。

具体地，若互锁信号和电路回路的通断是同时的，则维修保护部件14闭合，可同时实现互锁回路连接和电路回路导通；维修保护部件14断开，可同时实现互锁回路断开和电路回路断路。举例来说，维修保护部件14为对插件，对插件由公头和母头两部分组成，在对插时同时实现互锁回路连接和电路回路导通，拔出时同时实现互锁回路断开和电路回路断路。

若互锁信号和电路回路的通断不是同时的，且维修保护部件14的互锁回路是独立的，需在通过电压反馈信号检测出电路回路状态的同时，通过互锁信号判断出维修保护部件14接触不到位，即：在电路回路断路，同时，互锁回路断开的情况下，才能判定整个电路回路是安全的，进而进一步增加了断电保护的可靠性。

本实施例中的维修保护部件14为可以实现物理断开电池包对外供电功能的物理器件，其结构简单轻巧、安装方便，安装条件要求较低，可直接安装在电动汽车前舱、驾驶舱以及其他具有保护的位置，在电池包需要维修以及一些其他紧急情况下手动断开该维修保护部件14，从而实现电池包的对外供电的物理断开；以及，维修保护部件14同时具备实现电路的导通和断开和实现互锁的功能；并且，维修保护部件14的实现简单、成本低，在实现断电保护时的可靠性高，同时，相较于现有技术中的MSD有插拔次数的限制，本实施例中的维修保护部件14的耐久性更高，其断开和闭合的次数不受限制。而将包括本发明的电池包维修保护电路的电池包应用于电动汽车中，可在进行维修或紧急处理时，简单且可靠的实现安全断电。

在实施本发明的下述实施例之前，需要在此说明的是，本发明中的电池管理系统进一步包括：主控芯片和驱动电路；其中，主控芯片和驱动电路电连接，具体地，主控芯片和驱动电路通过两条控制线连接，该两条控制线可以为两条电路，或者，该两条控制线为两条导线；供电电源分别与主控芯片和驱动电路电连接；驱动电路与继电器电连接。并且，在下述实施例中，继电器包括主正继电器和主负继电器，其中，当主正继电器、主负继电器的常开触点(本发明中未示出)闭合时，供电正、供电负(本发明中未示出)两个接口分别与电池组的正极线、负极线接通，电池包向外供电。

图2示出了根据本发明一个具体实施例的电池包维修保护电路的电路连接示意图。如图2所示，在本实施例中，电连接于电池管理系统的电源端与供电电源之间。

具体地，在图2中，维修保护部件具体为手动开关S1，维修保护部件电连接于电池管理系统的电源端与供电电源之间具体为：维修保护部件的一端与驱动电路连接，另一端与供电电源电连接。其中，电池管理系统中的驱动电路与主控芯片通过控制1和控制2两根控制线连接。

电池管理系统通过驱动电路的电压反馈来检测驱动电路的供电状态。具体地，若电压反馈的电压值高于第一门限值，则表明加在电池管理系统的驱动电路的电路板两端的电压正常，则确定电池包维修保护电路是导通的；若电压反馈的电压值低于或等于第二门限值，则表明加在电池管理系统的驱动电路的电路板两端的电压异常，则确定电池包维修保护电路是断开的。其中，第一门限值和第二门限值可以为同一数值，也可以为不同数值。

举例来说，若驱动电路供电线路KL30的电压反馈的电压值为12伏，则确定手动开关S1并未断开或断开不彻底，则此时进行维修是不安全的；若驱动电路供电线路KL30的电压反馈的电压值为0伏，且互锁信号未检测到，则确定手动开关S1已拔除，电池包维修保护电路是断开的。

电池管理系统通过检测互锁信号来判断整个电路回路是否完整。若互锁信号异常，则电路回路完整性存在问题。同时在互锁回路独立情况下，此时根据BMS下电策略，可以选择下电也可以不下电。如电池包维修保护电路接通和互锁接通不同时，则需要通过同时检测反馈电压和该互锁信号来判断开关是否拔除。若检测出反馈电压异常，并且未检测到互锁信号，则表明维修保护部件已断开，即图1中手动开关S1已断开，整个电路回路安全，此时进行维修或紧急处理是安全的。

本实施例提供的电池包维修保护电路中，维修保护部件为手动开关，其结构简单轻巧、安装方便，安装条件要求较低，可直接安装在电动汽车前舱、驾驶舱以及其他具有保护的位置，在电池包需要维修时以及一些其他紧急情况下手动断开该维修保护部件，从而实现电池包的对外供电的物理断开；以及，维修保护部件同时具备实现电路的导通和断开以及实现互锁的功能，利用反馈电压信号和互锁信号可以可靠的实现安全断电，避免因错误的判断供电部件的对外供电状态，在进行维修或紧急处理的过程导致出现安全事故；并且，维修保护部件的实现简单、成本低，同时，相较于现有技术中的MSD有插拔次数的限制，本实施例中的维修保护部件的耐久性更高，其断开和闭合的次数不受限制。

图3示出了根据本发明另一个具体实施例的电池包维修保护电路的电路连接示意图。如图3所示，在本实施例中，维修保护部件电连接于电连接于继电器的接地端与地之间。

具体地，在图3中，维修保护部件具体为手动开关S1，维修保护部件电连接于继电器的接地端与地之间具体为：维修保护部件的一端与继电器电连接，另一端与地电连接。

本实施例提供的电池包的安全断电原理可参见上一实施例的描述，在此不再赘述。

本实施例提供的电池包维修保护电路中，维修保护部件结构简单轻巧紧凑、安装方便，实现简单，成本低，并且可靠性和耐久性高，无密封问题；而将包括本发明的电池包维修保护电路的电池包应用于电动汽车中，可在进行维修或紧急处理时，简单且可靠的实现安全断电。

图4示出了根据本发明又一个具体实施例的电池包维修保护电路的电路连接示意图。如图4所示，在本实施例中，维修保护部件电连接于电池管理系统的驱动端与继电器之间，维修保护部件包括第一维修保护部件和第二维修保护部件。

具体地，在图4中，维修保护部件具体为手动开关S5和手动开关S6，维修保护部件电连接于电池管理系统的驱动端与继电器之间具体为：第一维修保护部件的一端与驱动电路电连接，另一端与主正继电器电连接；第二维修保护部件的一端与驱动电路电连接，另一端与主负继电器电连接。

在本实施例中，手动开关S5和手动开关S6分别单独的控制主正继电器供电和主负继电器供电，通过断开手动开关S5或手动开关S6实现物理断开每个继电器，最终达到物理断开电池包对外供电的效果。在实际维修或紧急处理之前，为确保整个电路回路的安全，通常选择同时断开手动开关S5和手动开关S6来实现安全断电。

本实施例提供的电池包维修保护电路中，维修保护部件结构简单轻巧、安装方便，安装条件要求较低，可直接安装在电动汽车前舱、驾驶舱以及其他具有保护的位置，在电池包需要维修时以及一些其他紧急情况下手动断开该维修保护部件，从而实现电池包的对外供电的物理断开；以及，维修保护部件同时具备实现电路的导通和断开以及实现互锁的功能，利用反馈电压信号和互锁信号可以可靠的实现安全断电，避免因错误的判断供电部件的对外供电状态，在进行维修或紧急处理的过程导致出现安全事故；并且，维修保护部件的实现简单、成本低，同时，相较于现有技术中的MSD有插拔次数的限制，本实施例中的维修保护部件的耐久性更高，其断开和闭合的次数不受限制；而将包括本发明的电池包维修保护电路的电池包应用于电动汽车中，可在进行维修或紧急处理时，简单且可靠的实现安全断电。

本发明还提供了一种电池包，包括：上述任一实施例的电池包维修保护电路。将该电池包应用到电动汽车中，可在进行高压系统维修时，简单且可靠的实现安全断电。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (9)

1.一种电池包维修保护电路，包括：电池管理系统、继电器以及供电电源；所述电池管理系统的电源端与供电电源电连接；所述电池管理系统的驱动端与所述继电器电连接；所述继电器的接地端与地电连接；其特征在于，还包括：

维修保护部件，所述维修保护部件电连接于所述电池管理系统的驱动端与继电器之间，或者，电连接于所述电池管理系统的电源端与供电电源之间；其中，所述维修保护部件为可以实现物理断开电池包对外供电功能的物理器件；

其中，若互锁信号和电路回路的通断不是同时的，且维修保护部件的互锁回路是独立的，所述电池管理系统需在通过电压反馈信号检测出电路回路断路的同时，且通过互锁信号判断出维修保护部件接触不到位，才能判定整个电路回路是安全的；其中，所述电池管理系统具有通过检测互锁信号以确定维修保护部件的接触状态的功能；以及，所述电路回路为电池包维修保护电路。

2.根据权利要求1所述的电池包维修保护电路，其特征在于，所述电池管理系统进一步包括：主控芯片和驱动电路；其中，所述主控芯片和所述驱动电路电连接；所述供电电源分别与主控芯片和驱动电路电连接。

3.根据权利要求2所述的电池包维修保护电路，其特征在于，所述驱动电路与所述继电器电连接。

4.根据权利要求2或3所述的电池包维修保护电路，其特征在于，所述维修保护部件的一端与驱动电路电连接，另一端与供电电源电连接。

5.根据权利要求2或3所述的电池包维修保护电路，其特征在于，所述维修保护部件的一端与继电器电连接，另一端与地电连接。

6.根据权利要求2或3所述的电池包维修保护电路，其特征在于，所述继电器包括主正继电器和主负继电器。

7.根据权利要求6所述的电池包维修保护电路，其特征在于，所述维修保护部件包括第一维修保护部件和第二维修保护部件。

8.根据权利要求7所述的电池包维修保护电路，其特征在于，所述第一维修保护部件的一端与驱动电路电连接，另一端与主正继电器电连接；

所述第二维修保护部件的一端与驱动电路电连接，另一端与主负继电器电连接。

9.一种电池包，其特征在于，包括：权利要求1-8任一项所述的电池包维修保护电路。

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