CN109305042A - 用于电池组的碰撞保护电路、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于电池组的碰撞保护电路、电池包及车辆。所述碰撞保护电路包括相互并联的第一支路(110)和第二支路(120)，所述第一支路(110)上设置有熔断器(111)，所述熔断器(111)用于与所述电池组(112)串联，所述第二支路(120)上设置有第一开关(121)，所述第二支路(120)用于与由所述电池组(112)供电工作的负载电路(130)并联，所述第一开关(121)用于在所述电池组(112)所在载体发生碰撞时闭合，以使所述第二支路(120)导通。这样，在电池组所在载体发生碰撞时，第一开关的闭合可以使电池组断开，保证安全。同时，第一开关的闭合还可以实现负载电路的放电，避免残余的大量电荷可能造成的危险。由此，可以大大提高电池的安全性。

Description

用于电池组的碰撞保护电路、电池包及车辆

技术领域

本公开涉及电池领域，具体地，涉及一种用于电池组的碰撞保护电路、电池包及车辆。

背景技术

在现今生活中，电池被广泛应用在各种场合，因此电池的应用安全十分重要。当电池受到碰撞或撞击时，由于电池结构受损、电池过热等原因，可能会出现漏电、起火等情况，十分危险。同时，若电池在对外供电时发生碰撞，负载电路上可能残留大量电荷，若无法正常卸放，存在很大的安全隐患。

发明内容

本公开的目的是提供一种用于电池组的碰撞保护电路、电池包及车辆，以保证电池在受到碰撞时的安全性。

为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种碰撞保护电路，所述碰撞保护电路包括相互并联的第一支路和第二支路，所述第一支路上设置有熔断器，所述熔断器用于与所述电池组串联，所述第二支路上设置有第一开关，所述第二支路用于与由所述电池组供电工作的负载电路并联，所述第一开关用于在所述电池组所在载体发生碰撞时闭合，以使所述第二支路导通。

可选地，所述第一开关为第一接触器的开关；所述碰撞保护电路还包括第三支路和供电电源，所述第一接触器的线圈设置在所述第三支路上，所述第三支路上还设置有第一惯性开关，所述第一惯性开关与所述第一接触器的线圈串联，所述第三支路的两端分别连接于所述供电电源的正极和负极；所述第一惯性开关包括第一端子、第二端子和一端连接于所述第一端子的第一动态触头，所述第一惯性开关用于在所述电池组所在载体发生碰撞时，自动将所述第一动态触头的另一端从断开状态切换到与所述第二端子连接的状态，以使所述第一接触器的线圈得电，所述第一接触器的开关闭合。

可选地，所述第一支路上还设置有与所述熔断器串联的第二开关和/或第三开关，其中，所述第二开关用于连接于所述电池组的正极，所述第三开关用于连接于所述电池组的负极，所述第二开关及所述第三开关均用于在所述电池组所在载体发生碰撞时断开，以使所述第一支路断开。

可选地，所述第二开关为第二接触器的开关，所述第三开关为第三接触器的开关；所述碰撞保护电路还包括供电元件和第二惯性开关，所述碰撞保护电路还包括第四支路和/或第五支路，其中，所述第四支路连接在所述供电元件的供电端子与地之间，所述第二接触器的线圈设置在所述第四支路上，所述第五支路连接在所述供电元件的供电端子与地之间，所述第三接触器的线圈设置在所述第五支路上；所述第二惯性开关设置在所述第四支路和/或所述第五支路上，所述第二惯性开关包括第三端子、第四端子和一端连接于所述第三端子的第二动态触头，所述第二惯性开关用于在所述电池组所在载体发生碰撞时，自动将所述第二动态触头的另一端断开与所述第四端子的连接，以使所述第二惯性开关所在的所述第四支路和/或所述第五支路上的接触器的线圈失电，该接触器的开关断开。

可选地，所述供电元件为电池管理系统。

可选地，所述第一开关为第一接触器的开关；所述第二惯性开关还包括第五端子，所述第二动态触头选择性地连接所述第四端子和所述第五端子；所述碰撞保护电路还包括第三支路和供电电源，所述第三支路的两端分别连接于所述供电电源的正极和负极；所述第一接触器的线圈设置在所述第三支路上，所述第二惯性开关还设置在所述第三支路上，其中，当所述第二动态触头的所述另一端连接于所述第四端子时，所述第二惯性开关所在的所述第四支路和/或所述第五支路导通，且所述第三支路断开；当所述第二动态触头的所述另一端连接于所述第五端子时，所述第二惯性开关所在的所述第四支路和/或所述第五支路断开，且所述第三支路导通；所述第二惯性开关用于在所述电池组所在载体发生碰撞时，自动将所述第二动态触头的另一端从与所述第四端子连接的状态切换到与所述第五端子连接的状态，以使所述第二惯性开关所在的所述第四支路和/或所述第五支路上的接触器的线圈失电，该接触器的开关断开，以及所述第三支路上的接触器的线圈得电，该接触器的开关闭合。

可选地，所述供电电源为直流电源。

根据本公开的第二方面，提供一种电池包，所述电池包包括：电池组；根据本公开的第一方面提供的碰撞保护电路。

根据本公开的第三方面，提供一种车辆，所述车辆包括：电池包，所述电池包包括电池组；根据本公开的第一方面提供的碰撞保护电路；负载电路，与所述第二支路并联，并由所述电池组供电工作。

可选地，所述碰撞保护电路与所述电池组集成在所述电池包内。

通过上述技术方案，该用于电池组的碰撞保护电路中包含相互并联的第一支路与第二支路，第一支路上设置有与电池组串联的熔断器；第二支路上设置有第一开关，并与由电池组供电工作的负载电路并联；在电池组所在载体发生碰撞时，第一开关闭合，从而使得第二支路导通。这样，在电池组所在载体发生碰撞时，在一方面，第一开关的闭合可以使电池组短接，从而使熔断器熔断，电池组断开，使电池组停止对外供电，保证安全；另一方面，负载电路相当于大电容，第一开关的闭合还可以实现负载电路的放电，避免残余的大量电荷可能造成的危险，降低安全隐患。由此，可以大大提高电池的安全性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式提供的用于电池组的碰撞保护电路的示意图。

图2是根据本发明的另一种实施方式提供的用于电池组的碰撞保护电路的电气结构示意图。

图3是根据本发明的另一种实施方式提供的用于电池组的碰撞保护电路的电气结构示意图。

图4是根据本发明的另一种实施方式提供的用于电池组的碰撞保护电路的电气结构示意图。

附图标记说明

100碰撞保护电路 110第一支路 120第二支路 130负载电路

111熔断器 112电池组 112₁～112_N构成电池组的单体电池

210第一接触器 121第一开关 211第一接触器的线圈

212第一惯性开关 A第一惯性开关的第一端子

B第一惯性开关的第二端子 P1第一动态触头

220第三支路 230供电电源

310第二接触器 311第二开关 312第二接触器的线圈

320第三接触器 321第三开关 322第三接触器的线圈

330供电元件 350第四支路 360第五支路

340第二惯性开关 C第二惯性开关的第三端子

D第二惯性开关的第四端子 P2第二动态触头

E第二惯性开关的第五端子

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据本发明的一种实施方式提供的用于电池组的碰撞保护电路的示意图。如图1所示，该用于电池组的碰撞保护电路100可以包括相互并联的第一支路110和第二支路120，第一支路110上设置有熔断器111，熔断器111用于与电池组112串联，第二支路120上设置有第一开关121，第二支路120用于与由电池组112供电工作的负载电路130并联，第一开关121用于在电池组112所在载体发生碰撞时闭合，以使第二支路120导通。

第一支路110上设置有熔断器111，该熔断器111可以在电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断从而断开电路。示例地，熔断器111可以是真空熔断器。电池组112可以由至少一个单体电池构成，如图1所示，构成该电池组112的单体电池为112₁～112_N。该熔断器111与电池组112串联，可以在第一支路110电流过大时及时熔断从而对其进行保护。第二支路120与由电池组112供电工作的负载电路130并联。示例地，该电池组可以例如是车辆的动力电池组、电子设备的电池组等。当电池组112所在载体发生碰撞时，第二支路120上设置的第一开关121闭合，从而使第二支路120导通。示例地，若该电池组112为车辆的动力电池组，那么当车辆发生碰撞或者坠落等情况时，电池组112的第二支路120的第一开关121闭合，第二支路120导通。再例如，若该电池组112为手机的电池组，那么当手机受到撞击或者出现手机掉落等情况时，电池组112的第二支路120的第一开关121闭合，第二支路120导通。

第二支路120导通后，电池组112短接，熔断器111熔断，电池组112断开，停止对外供电；同时，负载电路130相当于一个大电容，第二支路120的导通还可以实现负载电路130的放电。这样，在电池组所在载体发生碰撞时，可以保证及时断开电池组，并放掉剩余的电荷，保证安全，降低安全隐患，提高电池组的安全性。

具体地，如图2所示，在一种实施方式中，该碰撞保护电路100还可以包括第三支路220和供电电源230，第一开关121为第一接触器210的开关，第一接触器210的线圈211设置在第三支路220上，第三支路220上还设置有第一惯性开关212，该第一惯性开关212与第一接触器210的线圈211串联，第三支路220的两端分别连接于供电电源230的正极和负极；第一惯性开关212包括第一端子A、第二端子B和一端连接于所述第一端子A的第一动态触头P1，第一惯性开关212用于在电池组112所在载体发生碰撞时，自动将第一动态触头P1的另一端从断开状态切换到与第二端子B连接的状态，以使第一接触器210的线圈211得电，第一接触器210的开关闭合。

当接触器的线圈流过电流时会产生磁场，从而使接触器的开关闭合，常用于电路中的自动控制。当电池组112所在载体发生碰撞时，由于第一惯性开关212自身的特性，第一动态触头P1自动与第二端子B连接，使得第三支路220与供电电源230形成回路，第一接触器210的线圈211中有电流通过，第一开关121闭合。这时，第一支路110所在的电路形成短路，因此熔断器111熔断，可以达到保护电池组112的目的。同时，负载电路130相当于大电容，第一开关121的闭合可以实现负载电路130的放电，保证安全。其中，供电电源230可以是直流电源，示例地，该供电电源230为电压12V的直流电源。

对于电动汽车，常常在电池组的正极和/或负极设置有接触器，以保护电池组。当电动汽车发生碰撞时，理论上正极一侧和/或负极一侧的接触器会断开，以达到对电池组断电的目的。而当正极一侧的接触器以及负极一侧的接触器均未断开时，说明电池组发生接触器粘连，无法通过断开正、负接触器为电池组断电。而此时，通过上述电路，在正、负接触器均未断开的情况下，由于熔断器的存在，及时断掉短路的电池组，断开电池组的对外电压输出，保证安全。同时，由电池组供电的负载电路由于短路可实现放电，避免残余的大量电荷可能会造成的危险。

这样，在电池组所在载体发生碰撞时，可以通过电路本身的设计实现电池组的自动断电以及负载电路的放电，而不需要依赖于控制器，提高了电池的安全性以及对电池的保护策略的独立性。

在另一种实施方式中，如图3所示，第一支路110上还设置有与熔断器111串联的第二开关311和第三开关321，其中，第二开关311用于连接于电池组112的正极，第三开关321用于连接于电池组112的负极，第二开关311及第三开关321均用于在电池组112所在载体发生碰撞时断开，以使第一支路110断开。

可选地，第二开关311为第二接触器310的开关，第三开关321为第三接触器320的开关。当电池组112所在载体发生碰撞时，第二开关311及第三开关321均会断开，第一支路110断开，电池组断电。

具体地，碰撞保护电路100还可以包括供电元件330和第二惯性开关340，碰撞保护电路100还可以包括第四支路350和第五支路360，其中，第四支路350连接在供电元件330的供电端子与地之间，第二接触器310的线圈312设置在第四支路350上，第五支路360连接在供电元件330的供电端子与地之间，第三接触器320的线圈322设置在第五支路360上。第二惯性开关340分别设置在第四支路350和第五支路360上，第二惯性开关340包括第三端子C、第四端子D和一端连接于第三端子C的第二动态触头P2，第二惯性开关340用于在电池组112所在载体发生碰撞时，自动将第二动态触头P2的另一端断开与第四端子D的连接，以使第二惯性开关340所在的第四支路350和第五支路上360的接触器的线圈失电，该接触器的开关断开。

示例地，供电元件330可以是电池管理系统。对于第四支路350一侧，第二惯性开关340的第二动态触头P2与其第四端子D连接，当电池组112所在载体发生碰撞时，由于惯性开关本身的属性，第二动态触头P2离开第四端子D，供电元件220的供电端子与地之间不导通，第二接触器310的线圈312失电，第二开关311断开。对于第五支路360一侧，与上面所述的第四支路的原理相同，在此不再重复描述。

对于电动汽车，第二接触器即为电动汽车电池包的正接触器，第三接触器即为电动汽车电池包的负接触器。在电动汽车发生碰撞时，上述过程可以直接从物理角度为电池包内的电池组断电，从而不需要依赖于控制器的控制，迅速且安全。

图3只示出了第一支路110上设置有与熔断器111串联的第二开关311和第三开关321，碰撞保护电路100中包括第四支路350和第五支路360，以及第四支路350和第五支路360同时设置有第二惯性开关340的情况。其他情况下，第一支路110可以只设置有与熔断器111串联的第二开关311或只设置有与熔断器111串联的第三开关321，或者碰撞保护电路100中可以只包括第四支路350或只包括第五支路360，第二惯性开关340可以只设置在第四支路350上或者只设置在第五支路360上，上述情况均属于本公开的保护范围。

如图4所示，在图3所示的电路的基础上，碰撞保护电路100还可以包括第三支路220和供电电源230，第三支路220的两端分别连接于供电电源230的正极和负极。

第一接触器210包括第一开关121以及线圈211。第二惯性开关340还可以包括第五端子E，第二动态触头P2可以选择性地连接第四端子D或第五端子E。示例地，在默认情况下，第二动态触头P2与第四端子D相连接，在例如受到碰撞或坠落等情况时，第二动态触头P2从与第四端子D连接的状态切换到与第五端子E连接的状态。

回到图4，第一接触器210的线圈211设置在第三支路220上，第二惯性开关340设置在第三支路220上，其中，当第二动态触头P2的另一端连接于第四端子D时，第二惯性开关340所在的第四支路350导通，且第三支路220断开；当第二动态触头P2的另一端连接于第五端子E时，第二惯性开关340所在的第四支路350断开，且第三支路220导通。

第二惯性开关340用于在电池组112所在载体发生碰撞时，自动将第二动态触头P2的另一端从与第四端子D连接的状态切换到与第五端子E连接的状态，以使第二惯性开关340所在的第四支路350上的接触器的线圈失电，该接触器的开关断开，以及第三支路220上的接触器的线圈得电，该接触器的开关闭合。

对于电动汽车，在其电池组所在的电池包正常的情况下，第二动态触头P2的另一端连接于第四端子D，第四支路350导通，第二开关311闭合，电池包为车辆正常供电。当发生碰撞时，第二惯性开关340自动将第二动态触头P2的另一端从与第四端子D连接的状态切换到与第五端子E连接的状态，线圈312失电，第二开关311断开(即自动断开电池包的正极接触器)。此时线圈211得电，第一开关121闭合。若第二开关311正常断开，此时电池组正常放电，保证安全。如果此时第二开关311未正常断开，仍处于闭合状态，第一支路110与第二支路120导通，电池短路，熔断器111熔断，电池组自动断开对外供电。

通过这样的方式，即能在电池组发生碰撞的情况下自动断电，又可以在接触器未正常断开的情况下采取新的解决方法，使电池组停止对外供电。规避了各方面可能发生的危险，安全可靠。

需要说明的是，图4只示出了第四支路350的第二惯性开关340还包括第五端子E的情况，其他情形下，可以是第四支路350和第五支路360的第二惯性开关340皆包括第五端子E，也可以是只有第五支路360的第二惯性开关340包括第五端子E，上述情形均属于本公开的保护范围。

本公开还提供一种电池包，包括：电池组；根据本公开任意实施例提供的用于电池组的碰撞保护电路。

本公开还提供一种车辆，该车辆包括：电池包，所述电池包包括电池组；根据本公开任意实施例提供的用于电池组的碰撞保护电路；负载电路，与所述第二支路并联，并由所述电池组供电工作。

可选地，所述碰撞保护电路与所述电池组集成在所述电池包内。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于电池组的碰撞保护电路，其特征在于，所述碰撞保护电路包括相互并联的第一支路(110)和第二支路(120)，所述第一支路(110)上设置有熔断器(111)，所述熔断器(111)用于与所述电池组(112)串联，所述第二支路(120)上设置有第一开关(121)，所述第二支路(120)用于与由所述电池组(112)供电工作的负载电路(130)并联，所述第一开关(121)用于在所述电池组(112)所在载体发生碰撞时闭合，以使所述第二支路(120)导通。

2.根据权利要求1所述的碰撞保护电路，其特征在于，所述第一开关(121)为第一接触器(210)的开关；

所述碰撞保护电路还包括第三支路(220)和供电电源(230)，所述第一接触器(210)的线圈(211)设置在所述第三支路(220)上，所述第三支路(220)上还设置有第一惯性开关(212)，所述第一惯性开关(212)与所述第一接触器(210)的线圈(211)串联，所述第三支路(220)的两端分别连接于所述供电电源(230)的正极和负极；

所述第一惯性开关(212)包括第一端子(A)、第二端子(B)和一端连接于所述第一端子(A)的第一动态触头(P1)，所述第一惯性开关(212)用于在所述电池组(112)所在载体发生碰撞时，自动将所述第一动态触头(P1)的另一端从断开状态切换到与所述第二端子(B)连接的状态，以使所述第一接触器(210)的线圈(211)得电，所述第一接触器(210)的开关闭合。

3.根据权利要求1所述的碰撞保护电路，其特征在于，所述第一支路(110)上还设置有与所述熔断器(111)串联的第二开关(311)和/或第三开关(321)，其中，所述第二开关(311)用于连接于所述电池组(112)的正极，所述第三开关(321)用于连接于所述电池组(112)的负极，所述第二开关(311)及所述第三开关(321)均用于在所述电池组(112)所在载体发生碰撞时断开，以使所述第一支路(110)断开。

4.根据权利要求3所述的碰撞保护电路，其特征在于，所述第二开关(311)为第二接触器(310)的开关，所述第三开关(321)为第三接触器(320)的开关；

所述碰撞保护电路还包括供电元件(330)和第二惯性开关(340)，所述碰撞保护电路还包括第四支路(350)和/或第五支路(360)，其中，所述第四支路(350)连接在所述供电元件(330)的供电端子与地之间，所述第二接触器(310)的线圈(312)设置在所述第四支路(350)上，所述第五支路(360)连接在所述供电元件(330)的供电端子与地之间，所述第三接触器(320)的线圈(322)设置在所述第五支路(360)上；

所述第二惯性开关(340)设置在所述第四支路(350)和/或所述第五支路(360)上，所述第二惯性开关(340)包括第三端子(C)、第四端子(D)和一端连接于所述第三端子(C)的第二动态触头(P2)，所述第二惯性开关(340)用于在所述电池组(112)所在载体发生碰撞时，自动将所述第二动态触头(P2)的另一端断开与所述第四端子(D)的连接，以使所述第二惯性开关(340)所在的所述第四支路(350)和/或所述第五支路上(360)的接触器的线圈失电，该接触器的开关断开。

5.根据权利要求4所述的碰撞保护电路，其特征在于，所述供电元件为电池管理系统。

6.根据权利要求4所述的碰撞保护电路，其特征在于，所述第一开关(121)为第一接触器(210)的开关；所述第二惯性开关(340)还包括第五端子(E)，所述第二动态触头(P2)选择性地连接所述第四端子(D)和所述第五端子(E)；

所述碰撞保护电路还包括第三支路(220)和供电电源(230)，所述第三支路(220)的两端分别连接于所述供电电源(230)的正极和负极；

所述第一接触器(210)的线圈(211)设置在所述第三支路(220)上，所述第二惯性开关(340)还设置在所述第三支路(220)上，其中，当所述第二动态触头(P2)的所述另一端连接于所述第四端子(D)时，所述第二惯性开关(340)所在的所述第四支路(350)和/或所述第五支路(360)导通，且所述第三支路(220)断开；当所述第二动态触头(P2)的所述另一端连接于所述第五端子(E)时，所述第二惯性开关(340)所在的所述第四支路(350)和/或所述第五支路(360)断开，且所述第三支路(220)导通；

所述第二惯性开关(340)用于在所述电池组(112)所在载体发生碰撞时，自动将所述第二动态触头(P2)的另一端从与所述第四端子(D)连接的状态切换到与所述第五端子(E)连接的状态，以使所述第二惯性开关(340)所在的所述第四支路(350)和/或所述第五支路(360)上的接触器的线圈失电，该接触器的开关断开，以及所述第三支路上(220)的接触器的线圈得电，该接触器的开关闭合。

7.根据权利要求2或6所述的碰撞保护电路，其特征在于，所述供电电源为直流电源。

8.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括：

电池组；

根据权利要求1-7中任一项所述的碰撞保护电路。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

电池包，所述电池包包括电池组；

根据权利要求1-7中任一项所述的碰撞保护电路；

负载电路，与所述第二支路并联，并由所述电池组供电工作。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述碰撞保护电路与所述电池组集成在所述电池包内。