CN109361196A - 一种燃料电池保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池保护电路，所述保护电路包括：控制部件，所述控制部件由所述燃料电池的电力驱动，并且被配置为至少检测燃料电池的电压、电流和温度，所述控制部件控制连接一保护开关，所述保护开关连接在所述燃料电池的放电回路上，并且所述控制部件被构造成当根据检测到的电压、电流和温度以控制所述保护开关的开断。
Description
技术领域
本发明涉及电池控制技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池保护电路。
背景技术
随着电子技术的发展，新能源汽车逐渐成为汽车市场的主流。燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力源，由于其高效率和低排放等众多优点，逐渐成为了车载发动机的研究重点。在燃料电池汽车的应用中，通过24伏特(V)的电源保持燃料电池的控制器常电，可以有效地监控燃料电池的状态。目前氢能源汽车基本采用质子交换膜燃料电池，而在质子交换膜燃料电池工作过程中，会生成大量的水，当燃料电池内温度低于0℃(摄氏度)时，空气增湿中的水很容易结冰并对质子交换膜造成伤害，甚至会使质子交换膜被戳穿，导致燃料电池报废。所以，现有的燃料电池保护系统主要是：利用24V加热电池对燃料电池系统进行保温加热。然而，当加热功率较大或加热时间较长时，24V加热电池的电能很快就会耗尽，如何保证24V加热电池的续航能力，从而保证质子交换膜燃料电池在低温环境下不受损坏，成为了当前燃料电池保护系统亟待解决的问题。背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种在本申请的优先权日是或曾经是公共常识的一部分。
发明内容
本发明提出了一种燃料电池保护电路，所述燃料电池的保护电路包括：控制部件，所述控制部件由所述燃料电池的电力驱动，并且被配置为至少检测燃料电池的电压、电流和温度，所述控制部件控制连接一保护开关，所述保护开关连接在所述燃料电池的放电回路上，并且所述控制部件被构造成当根据检测到的电压、电流和温度以控制所述保护开关的开断。
其中，所述保护开关为常开开关，并且当控制部件未检测到所述电压、电流或温度出现异常时输出控制信号以使得所述保护开关闭合。
其中，所述燃料电池通过一保险丝向所述控制部件提供电力驱动。
其中，还包括一与所述控制部件并联连接的旁路开关。
其中，所述旁路开关为常开开关，且其与所述控制部件控制连接，当控制部件检测到所述电压、电流或温度出现异常时输出控制信号使得所述旁路开关闭合以增大流过所述保险丝的电流使得所述保险丝熔断从而断开所述控制部件的电力驱动并使得所述控制部件的不能输出控制信号使得所述保护开关闭合。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明的应用示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
实施例一：
本实施例解释所提出的一种燃料电池保护电路，所述燃料电池的保护电路包括：控制部件，所述控制部件由所述燃料电池的电力驱动，并且被配置为至少检测燃料电池的电压、电流和温度，所述控制部件控制连接一保护开关，所述保护开关连接在所述燃料电池的放电回路上，并且所述控制部件被构造成当根据检测到的电压、电流和温度以控制所述保护开关的开断。
其中，所述保护开关为常开开关，并且当控制部件未检测到所述电压、电流或温度出现异常时输出控制信号以使得所述保护开关闭合。
其中，所述燃料电池通过一保险丝向所述控制部件提供电力驱动。
其中，还包括一与所述控制部件并联连接的旁路开关。
其中，所述旁路开关为常开开关，且其与所述控制部件控制连接，当控制部件检测到所述电压、电流或温度出现异常时输出控制信号使得所述旁路开关闭合以增大流过所述保险丝的电流使得所述保险丝熔断从而断开所述控制部件的电力驱动并使得所述控制部件的不能输出控制信号使得所述保护开关闭合。
实施例二：
如图1所示的保护电路控制部件。控制部件具有连接到电池线的电源输入端子Vcc，以及连接到地线的接地端子GND。控制部件由电池组的电力驱动。电力从电池组的正电极侧(+)供给电源输入端子Vcc。控制部件接收从电压检测元件输出的电压检测信号。本实施例的电压检测元件是将电池线的电压提供给控制部件的线。电压检测信号输入到控制部件使用电压检测信号测量电池组的电压。控制部件接收从检测电阻处输出的电流检测信号。电流检测信号输入到控制部件的电流检测端I。控制部件使用电流检测信号测量电池组的电流。控制部件接收从温度检测元件输出的温度检测信号。温度检测信号输入到控制部件的温度检测端T.控制部件使用温度检测符号测量电池组的温度。
控制部件向保护开关输出用于驱动保护开关的驱动信号。保护开关设置在电池组的正电极侧(+)与放电正极端口之间的电池线中。驱动信号从控制部件的控制端输出。保护开关是常关元件，其是在没有输入驱动信号时被配置为关断的元件。保护开关能够将电池组电连接到外部和从外部断开。保护开关是其电流容量充分高于对电池组充电或放电时的电流的最大值的元件。
控制部件被配置为基于检测到的电压，电流和温度来检测电池组的异常。如果控制部件检测到异常，则从控制部件输出的电源故障信号驱动旁路开关.电源故障信号从控制部件的电源故障端子输出。电池组的异常由控制部件检测到的至少包括过放电状态。另外，控制部件可以检测例如过充电状态。
保险丝设置在电池线和控制部件之间。保险丝是止回型元件。当保险丝未熔断时，电池组的电力通过保险丝提供给控制部件.当保险丝熔断时，从电池组到控制部件的电力供应被阻断。
旁路开关将熔丝的节点和控制部件电连接到地线。如果没有检测到电池组的异常(即，处于正常状态)，则旁路开关断开。当旁路开关断开时，电流通过保险丝从电池组流到控制部件.此时流过保险丝的电流太小而不能熔断保险丝.旁路开关接通如果检测到电池组的异常，则从控制部件输出的电源故障信号。当旁路开关接通时，电流通过保险丝和旁路开关从电池组流到地线，以引起短路。因此，流过保险丝的电流足够大以烧断保险丝.也就是说，旁路开关被布置成允许能够增大保险丝的电流从电池组流到保险丝。旁路开关打开。
保护电路包括电压检测元件，检测电阻处和温度检测元件.本教导不限于该示例。检测电阻处和温度检测元件可以不是必不可少的。对于其他实施例也是如此。
在保护电路中，如果控制部件检测到异常，则控制部件向旁路开关输出电源故障信号。旁路开关相应地接通。结果，保险丝熔断。从电池组到控制部件的电力供应被阻止。可以抑制由于控制部件的暗电流引起的过放电的进展。由于控制部件停止，因此从控制部件到保护开关的驱动信号的输出停止。结果，保护开关断开。电池组与外部电断开。这使得电池组不可用。
一些传统电池组配置如下。在这种传统的电池组中，如果控制部件检测到异常，则控制部件停止向设置在电池线中的开关(对应于保护开关的开关)输出驱动信号，以阻止开关。在这种配置中，当例如由于开关关闭或控制而移除模块的异常状态时，控制部件可能有可能向开关输出驱动信号以接通开关。部件自然或人工重置。这可能使电池组进入可用状态，尽管电池组实际上处于不应该使用的情况下。在这方面，保护电路的优点在于可以可靠地停止使用电池组，因为如果控制部件检测到异常，则旁路开关断开以熔断保险丝，即保险丝非返回型元件，以便控制部件关闭。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统或设备等均是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种阶段。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术的发展许多元素仅是示例而不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
此外，尽管每个操作可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新排列操作的顺序。一个过程可能有其他步骤。此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、代码、硬件描述语言或其任何组合来实现方法的示例。当在软件、固件、中间件或代码中实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质的非暂时性计算机可读介质中，并通过处理器执行所描述的任务。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，所述权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (5)
1.一种燃料电池保护电路，所述燃料电池的保护电路包括：控制部件，所述控制部件由所述燃料电池的电力驱动，并且被配置为至少检测燃料电池的电压、电流和温度，所述控制部件控制连接一保护开关，所述保护开关连接在所述燃料电池的放电回路上，并且所述控制部件被构造成当根据检测到的电压、电流和温度以控制所述保护开关的开断。
2.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述保护开关为常开开关，并且当控制部件未检测到所述电压、电流或温度出现异常时输出控制信号以使得所述保护开关闭合。
3.根据权利要求2所述的保护电路，其中，所述燃料电池通过一保险丝向所述控制部件提供电力驱动。
4.根据权利要求3所述的保护电路，其中，还包括一与所述控制部件并联连接的旁路开关。
5.根据权利要求4所述的保护电路，其中，所述旁路开关为常开开关，且其与所述控制部件控制连接，当控制部件检测到所述电压、电流或温度出现异常时输出控制信号使得所述旁路开关闭合以增大流过所述保险丝的电流使得所述保险丝熔断从而断开所述控制部件的电力驱动并使得所述控制部件的不能输出控制信号使得所述保护开关闭合。
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|---|---|
| CN (1) | CN109361196A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110212222A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-09-06 | 北京中科三鼎科技有限公司 | 一种车载固体氧化物燃料电池保护系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106849260A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-13 | 中南大学 | 一种电池组保护电路及方法 |
| CN108292841A (zh) * | 2015-11-25 | 2018-07-17 | 雅马哈发动机株式会社 | 锂离子二次电池的保护电路和电池组 |
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2018
- 2018-11-02 CN CN201811303559.6A patent/CN109361196A/zh active Pending
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