CN109599919B - 一种bms过欠压保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种BMS过欠压保护电路，包括电池组、充电开关、充电机、BMS供电开关、BMS系统和比较器电路，所述充电机通过充电开关接入电池组，所述BMS系统通过BMS供电开关接入电池组，所述BMS系统与充电开关相连，所述比较器电路的输出端与BMS供电开关相连，所述比较器电路包含欠压值产生电路、过压值产生电路、比较器U1A、比较器U1B、二极管D1和二极管D2，能够在电池组电压降到欠压值以及电池组电压升到过压值这两种情况下，自动断开BMS供电，可以避免因BMS系统的自耗电导致电池组放空，也可以有效的避免电池过充电，从而保护电池组免于过压，并且电路结构简单，工作稳定性高。

Description

一种BMS过欠压保护电路

技术领域

本发明涉及电池保护电路，具体涉及一种BMS过欠压保护电路。

背景技术

随着电动汽车行业以及储能等行业的蓬勃发展，BMS的需求量也越来越大，目前大多数BMS直接连接在电池包内，BMS系统的自耗电会持续消耗电池包的电量，尤其当电池包处于欠压又得不到电能补充时，BMS的自耗电有将电池组电量放空的风险。

目前BMS欠压的处理方式主要是以下三种：

1.尽可能降低BMS系统的耗电，将用不到的功能电路休眠；

2. 从BMS端引出控制信号，控制BMS系统前端的供电回路开关，在电池组电量低的时候发出控制信号切断前端供电电路的开关，从而断开 BMS系统供电，同时需含有BMS供电复位开关。

3. 从BMS端引出控制信号，控制BMS系统前端的供电回路开关，在电池组电量低的时候发出控制信号切断前端供电电路的开关，从而断开 BMS系统供电，同时充电机需提供BMS辅助供电电源。

但是这三者都有无法避免的缺陷：第一种方法只是降低了BMS系统的自耗电，还是存在将电池组放空的可能性，第二种方法BMS系统无法自唤醒，需要添加复位开关，由人工启动该复位开关使得BMS系统唤醒工作，增加了系统复杂度。第三种方法虽然可以自唤醒，却需要充电机端口另外提供一路辅助电源，且需要考虑电源的隔离，同样增加了成本和复杂度，并给整机供应链带来了负担。

至于过压保护，一般都是由BMS检测到电池电压过压后，发出指令关闭充电开关，从而切断充电回路。当这过程中出现任何意外，比如电池电压采集不准，电磁干扰，BMS芯片故障等，都会导致BMS系统的电池电压检测出现故障，从而导致过压保护失效。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种BMS过欠压保护电路。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)如何避免因BMS系统的自耗电导致电池组放空；

(2)如何避免电池过充电，进而引起电池组发生过压；

(3)如何降低系统复杂度，同时提高工作的稳定性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种BMS过欠压保护电路，包括电池组、充电开关、充电机、BMS供电开关、 BMS系统和比较器电路，所述充电机通过充电开关接入电池组，所述BMS系统通过BMS供电开关接入电池组，所述BMS系统与充电开关相连，所述比较器电路的输出端与BMS供电开关相连，所述比较器电路包含欠压值产生电路、过压值产生电路、比较器U1A、比较器U1B、二极管D1和二极管D2，所述比较器U1A 的同相输入与过压值产生电路连接，所述比较器U1B的反相输入与欠压值产生电路连接，所述二极管D1的正极与充电机电压比较值电路连接，所述二极管D2的正极与电池组电压比较值电路连接，所述二极管D1的负极和二极管D2的负极均与比较器U1A的反相输入连接，所述二极管D1的负极和二极管D2的负极还均与比较器U1B的同相输入连接。

进一步的，所述比较器U1A和比较器U1B均采用LM393，所述比较器U1A中的8脚连接在供电电源正VCC，所述比较器U1A中的4脚连接在供电电源负BAT-，所述供电电源正VCC连接在电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接在比较器U1B的6脚，所述电阻R1的另一端还连接在电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端与供电电源负BAT-连接，所述供电电源正VCC还连接有电阻R8，所述电阻R8的另一端连接在电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端与供电电源负BAT- 连接，所述电阻R8的另一端还连接在比较器U1A的3脚，所述电阻R8的另一端还连接在电阻R11的一端，所述供电电源正VCC还连接有电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端与电阻R11的另一端连接，所述电阻R2的另一端还连接在电容C1的一端，所述电容C1的另一端与供电电源负BAT-连接，所述电阻R2的另一端还连接在比较器U1A的1脚，所述电阻R2的另一端还连接在比较器U1B 的7脚，所述电阻R2的另一端还连接在BMS供电开关的驱动信号输入端，所述电阻R2的另一端还连接在电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端与比较器U1B的5脚连接，所述电阻R5的另一端还连接在电容C2的一端，所述电容C2的另一端与供电电源负BAT-连接，所述电阻R5的另一端还连接在电阻R6，所述电阻R6的另一端与电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端与供电电源负BAT- 连接，所述电阻R6的另一端还连接在电阻R4的一端，所述二极管D1的负极、二极管D2的负极均与电阻R4的另一端连接，所述电阻R6的另一端还连接在电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端连接在比较器U1A的2脚上，所述电阻R9的另一端还连接在电容C3的一端，所述电容C3的另一端与供电电源负BAT-连接。

本发明的有益效果：

能够在电池组电压降到欠压值以及电池组电压升到过压值这两种情况下，自动断开BMS供电，可以避免因BMS系统的自耗电导致电池组放空，另外在BMS 系统之外添加了对电池组总电压的采集比较电路，也可以通过有效的避免电池过充电，从而保护电池组免于过压，并且电路结构简单，工作稳定性高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的原理框图；

图2是图1中比较器部分的原理图；

图3是图2中比较器部分的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，本实施例提供了一种BMS过欠压保护电路，包括电池组、充电开关、充电机、BMS供电开关、BMS系统和比较器电路，充电机通过充电开关接入电池组，BMS系统通过BMS供电开关接入电池组，BMS系统与充电开关相连，比较器电路的输出端与BMS供电开关相连，如图2所示，比较器电路包含欠压值产生电路、过压值产生电路、比较器U1A、比较器U1B、二极管D1 和二极管D2，比较器U1A的同相输入与过压值产生电路连接，比较器U1B的反相输入与欠压值产生电路连接，二极管D1的正极与充电机电压比较值电路连接，二极管D2的正极与电池组电压比较值电路连接，二极管D1的负极和二极管D2 的负极均与比较器U1A的反相输入连接，二极管D1的负极和二极管D2的负极还均与比较器U1B的同相输入连接。

比较器U1A和比较器U1B均采用LM393，如图3所示，比较器U1A中的8脚连接在供电电源正VCC，比较器U1A中的4脚连接在供电电源负BAT-，供电电源正VCC连接在电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接在比较器U1B的6脚，电阻R1的另一端还连接在电阻R3的一端，电阻R3的另一端与供电电源负BAT- 连接，供电电源正VCC还连接有电阻R8，电阻R8的另一端连接在电阻R10的一端，电阻R10的另一端与供电电源负BAT-连接，电阻R8的另一端还连接在比较器U1A的3脚，电阻R8的另一端还连接在电阻R11的一端，供电电源正VCC还连接有电阻R2的一端，电阻R2的另一端与电阻R11的另一端连接，电阻R2的另一端还连接在电容C1的一端，电容C1的另一端与供电电源负BAT-连接，电阻R2的另一端还连接在比较器U1A的1脚，电阻R2的另一端还连接在比较器 U1B的7脚，电阻R2的另一端还连接在BMS供电开关的驱动信号输入端，电阻 R2的另一端还连接在电阻R5的一端，电阻R5的另一端与比较器U1B的5脚连接，电阻R5的另一端还连接在电容C2的一端，电容C2的另一端与供电电源负 BAT-连接，电阻R5的另一端还连接在电阻R6，电阻R6的另一端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与供电电源负BAT-连接，电阻R6的另一端还连接在电阻R4的一端，二极管D1的负极、二极管D2的负极均与电阻R4的另一端连接，电阻R6的另一端还连接在电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接在比较器 U1A的2脚上，电阻R9的另一端还连接在电容C3的一端，电容C3的另一端与供电电源负BAT-连接。

本实施例的具体工作过程如下：

VCC为芯片LM393的供电电压，通过调节电阻R1和电阻R3的值可以调节欠压值。通过调节电阻R8和电阻R10的值可以调节过压值。通过调节电阻R4和电阻R7的值可以将电池组电压和充电机电压调节至与过压、欠压值相匹配的合适的数值，从而从系统平稳运转。

(1)当电池组电压值低于欠压值，且充电机未工作时，比较器U1B输出低电平，BMS供电开关驱动信号输出电压为低电平，从而关断BMS供电开关，切断 BMS的自耗电。

(2)当电池组电压值高于欠压值，且充电机未工作时，比较器U1A和比较器U1B均输出高电平，BMS供电开关驱动信号输出电压为高电平，从而闭合BMS 供电开关，此时BMS正常工作。

(3)当电池组电压值低于欠压值，且充电机工作时，比较器U1A和比较器 U1B均输出高电平，BMS供电开关驱动信号输出电压为高电平，从而闭合BMS供电开关，此时BMS正常工作，且BMS可以闭合充电开关，充电机可以给电池组充电。

(4)当电池组电压值高于欠压值，且充电机工作时，比较器U1A和比较器 U1B均输出高电平，BMS供电开关驱动信号输出电压为高电平，从而闭合BMS供电开关，此时BMS正常工作，且BMS可以闭合充电开关，充电机可以给电池组充电。

(5)当电池组电压值或充电机电压值超出过压值时，比较器U1A输出低电平，BMS供电开关驱动信号输出电压为低电平，从而断开BMS供电开关，由于 BMS不工作此时充电开关也被断开，因此充电机无法给电池继续充电，从而保护电池不发生过充电，即避免电池组过压。

当电池组电压或者充电机电压大于欠压值且小于过压值时，驱动信号输出为高电平，其他情况下驱动信号都输出为低电平，从而实现欠压和过压保护功能。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种BMS过欠压保护电路，包括电池组、充电开关、充电机、BMS供电开关、BMS系统和比较器电路，其特征在于，所述充电机通过充电开关接入电池组，所述BMS系统通过BMS供电开关接入电池组，所述BMS系统与充电开关相连，所述比较器电路的输出端与BMS供电开关相连，所述比较器电路包含欠压值产生电路、过压值产生电路、比较器U1A、比较器U1B、二极管D1和二极管D2，所述比较器U1A的同相输入与过压值产生电路连接，所述比较器U1B的反相输入与欠压值产生电路连接，所述二极管D1的正极与充电机电压比较值电路连接，所述二极管D2的正极与电池组电压比较值电路连接，所述二极管D1的负极和二极管D2的负极均与比较器U1A的反相输入连接，所述二极管D1的负极和二极管D2的负极还均与比较器U1B的同相输入连接。

2.根据权利要求1所述的一种BMS过欠压保护电路，其特征在于，所述比较器U1A和比较器U1B均采用LM393，所述比较器U1A中的8脚连接在供电电源正VCC，所述比较器U1A中的4脚连接在供电电源负BAT-，所述供电电源正VCC连接在电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接在比较器U1B的6脚，所述电阻R1的另一端还连接在电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端与供电电源负BAT-连接，所述供电电源正VCC还连接有电阻R8，所述电阻R8的另一端连接在电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端与供电电源负BAT-连接，所述电阻R8的另一端还连接在比较器U1A的3脚，所述电阻R8的另一端还连接在电阻R11的一端，所述供电电源正VCC还连接有电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端与电阻R11的另一端连接，所述电阻R2的另一端还连接在电容C1的一端，所述电容C1的另一端与供电电源负BAT-连接，所述电阻R2的另一端还连接在比较器U1A的1脚，所述电阻R2的另一端还连接在比较器U1B的7脚，所述电阻R2的另一端还连接在BMS供电开关的驱动信号输入端，所述电阻R2的另一端还连接在电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端与比较器U1B的5脚连接，所述电阻R5的另一端还连接在电容C2的一端，所述电容C2的另一端与供电电源负BAT-连接，所述电阻R5的另一端还连接在电阻R6，所述电阻R6的另一端与电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端与供电电源负BAT-连接，所述电阻R6的另一端还连接在电阻R4的一端，所述二极管D1的负极、二极管D2的负极均与电阻R4的另一端连接，所述电阻R6的另一端还连接在电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端连接在比较器U1A的2脚上，所述电阻R9的另一端还连接在电容C3的一端，所述电容C3的另一端与供电电源负BAT-连接。