CN111409504B - 一种电池包控制电路以及电池包控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于动力电池控制技术领域，尤其涉及一种电池包控制电路以及电池包控制系统，所述电池包控制电路包括：连接件，所述连接件与电池管理系统连接，用于向所述电池管理系统传输充放电控制信号、向控制切换电路传输切换控制信号；所述电池管理系统，所述电池管理系统由电池包供电，用于控制开关电路的通断；所述控制切换电路，所述控制切换电路用于根据所述切换控制信号实现所述开关电路的控制切换；以及所述开关电路，所述开关电路用于控制所述电池包充放电的通断。本发明提供的电池包控制电路可以防止因外部电源故障影响电管理系统的供电导致叉车突然失去动力的问题，保证了叉车运行过程中电池包的稳定供电。

Description

一种电池包控制电路以及电池包控制系统

技术领域

本发明属于动力电池控制技术领域，尤其涉及一种电池包控制电路以及电池包控制系统。

背景技术

近年来，电池动力系统已广泛应用于工业、交通、商场、银行、公安及智能住宅小区等领域，是现代化电力系统重要组成部分。

一般说来，动力电池系统由以下几个部分组成：电池组、BMS(电池管理系统BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的简称)、电气回路；有些系统还包含加热，冷却装置。通常，动力电池系统要有完善的充放电控制回路，一旦报警点有异常情况发生时，动力电池系统BMS能自动将电路切断，并存储报警记录。

但是，在现有的动力电池控制系统中，一般都是采用外部电源为动力电池控制系统供电，这种情况下，其外部电源故障，可能导致电池包供电中断，使叉车突然失去动力，造成严重后果。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电池包控制电路，旨在解决现有的动力电池控制系统中，一般都是采用外部电源为动力电池控制系统供电，这种情况下，其外部电源故障，可能导致电池包供电中断，使叉车突然失去动力，造成严重后果的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电池包控制电路，所述电池包控制电路包括：

连接件，所述连接件与电池管理系统连接，用于向所述电池管理系统传输充放电控制信号、向控制切换电路传输切换控制信号；

所述电池管理系统，所述电池管理系统由电池包供电，用于获取所述充放电控制信号，并根据所述充放电控制信号控制开关电路的通断；

所述控制切换电路，所述控制切换电路用于根据所述切换控制信号实现所述开关电路的控制切换，以实现充电状态下由所述电池管理系统控制所述开关电路的通断、放电状态下由整车控制系统控制所述开关电路的通断；以及

所述开关电路，所述开关电路用于控制所述电池包充放电的通断。

本发明实施例的另一目的在于提供一种电池包控制系统，所述电池包控制系统包括：

如上述实施例所述的电池包控制电路；

电池包本体，所述电池包本体接入所述电池包控制电路，并在所述电池包控制电路的控制下进行充放电；以及

充放电控制系统，所述充放电控制系统通过所述连接件与所述电池包控制电路相连，用于接收用户的充放电控制操作。

本发明实施例提供的电池包控制电路通过设置连接件可以从整车控制系统获取充放电控制信号，通过设置控制切换电路可以实现电池管理系统以及整车控制系统对电池包的控制切换，通过设置开关电路可以控制电池包的通断。本发明提供的电池包控制电路应用于叉车，在充电状态下可以由电池管理系统控制电池包的通断，在放电状态下可以由整车控制系统控制电池包的通断，实现了利用电池包本身为电池管理系统供电，可以避免现有技术因电池管理系统采用外部供电，外部电源故障影响电池管理系统的供电导致的叉车突然失去动力的问题的发生，保证了叉车运行过程中电池包的稳定供电。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电池包控制电路的电路图。

具体实施方案

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种电池包控制电路，所述电池包控制电路包括：

连接件，所述连接件与电池管理系统连接，用于向所述电池管理系统传输充放电控制信号、向控制切换电路传输切换控制信号；

所述电池管理系统，所述电池管理系统由电池包供电，用于获取所述充放电控制信号，并根据所述充放电控制信号控制开关电路的通断；

所述控制切换电路，所述控制切换电路用于根据所述切换控制信号实现所述开关电路的控制切换，以实现充电状态下由所述电池管理系统控制所述开关电路的通断、放电状态下由整车控制系统控制所述开关电路的通断；以及

所述开关电路，所述开关电路用于控制所述电池包充放电的通断。

在本发明实施例中，连接件是连接本发明提供的电池包控制电路与整车控制系统的元件，既可以自行设计开发也可以采用现有元器件实现，例如REMA提供了系列可选的连接件。需要理解的是，在本发明实施例中，连接件连接整车控制系统并非限定必然连接整车的全部控制系统，本发明实施例指至少与整车控制系统的充放电控制系统连接。

在本发明实施例中，电池管理系统为现技术提供的现有结构，本发明实施例对此不作具体限定。本发明实施例中电池管理系统与整车控制系统通讯，利用整车系统的充放电信号使电池管理系统在充电状态下、整车控制系统在放电状态下分别对电池包进行控制。应用于叉车，可以解决现有叉车通过外部电源供电，容易因外部电源故障导致叉车突然失去动力的问题的发生。

在本发明实施例中，通过控制切换电路的设置，在放电状态下，电池管理系统由整车控制系统进行控制，此时电池包的通断由整车控制系统控制；在充电状态下，电池管理系统可以独立控制电池包的通断。需要理解的是，这里的充电状态以及放电状态是通过连接件的充放电控制信号确定的，并非指电池包当前一定处于充电或者放电状态。

在本发明实施例中，电池管理系统和/或整车控制系统控制电池包的充放电是通过控制开关电路的通断实现的。作为一种具体可选的具体实现方式，本发明可以采用电池管理系统与整车控制系统分别控制开关电路的通断实现对电池包通断的控制。

本发明实施例提供的电池包控制电路通过设置连接件可以从整车控制系统获取充放电控制信号，通过设置控制切换电路可以实现电池管理系统以及整车控制系统对电池包的控制切换，通过设置开关电路可以控制电池包的通断。本发明提供的电池包控制电路应用于叉车，在充电状态下可以由电池管理系统控制电池包的通断，在放电状态下可以由整车控制系统控制电池包的通断，实现了利用电池包本身为电池管理系统供电，可以避免现有技术因电池管理系统采用外部供电，外部电源故障影响电池管理系统的供电导致的叉车突然失去动力的问题的发生，保证了叉车运行过程中电池包的稳定供电。

在本发明的一个实例中，所述连接件设置有充放电状态识别口；

所述充放电状态识别口与所述电池管理系统的状态识别口连接，用于向所述电池管理系统输送所述充放电控制信号。

在本发明实施例中，连接件通过状态识别口向电池管理系统传输充放电控制信号，在本发明实施例中，充放电控制信号可以由整车控制系统根据设定的程序或者用户的操作生成，本发明实施例对于充放电控制信号的具体来源不作具体限定。

本发明实施例提供的一种电池包控制电路通过连接件与整车控制系统进行信息传递，根据整车控制系统传输的充放电控制信号使电池管理系统或者整车控制系统对电池包的通断进行控制，应用于叉车，可以避免现有技术因电池管理系统采用外部供电，外部电源故障影响电池管理系统的供电导致的叉车突然失去动力的问题的发生，保证了叉车运行过程中电池包的稳定供电。

在本发明一个实施例中，所述开关电路与所述连接件、所述电池管理系统相连，所述开关电路被设置为根据所述连接件传输的所述充放电控制信号以及所述电池管理系统的放电正驱动信号控制所述电池包充放电的通断。

作为本实施例的具体实现方式，所述开关电路包括总正继电器JC1、直流电源、二极管D1、二极管D2以及继电器J1；

所述总正继电器JC1的负载端串联在电池包的充放电回路中；

所述直流电源分别与所述总正继电器JC1的控制输入端以及所述二极管D1的负极相连；

所述总正继电器JC1的控制输出端以及所述二极管D1的正极均与所述二极管D2的正极、所述继电器J1的负载端相连；所述二极管D2的负极与电池管理系统的状态识别口、所述充放电状态识别口连接；所述继电器J1的控制端与所述电池管理系统的放电正驱动口连接。

在本发明实施例中，参考图1所示，在电池包充电状态下，连接件的充放电状态识别口以及电池管理系统的状态识别口为低电平，总正继电器闭合，实现充电。

在本发明一个实例中，所述控制切换电路包括通断控制元件、电压转换器、开关S1以及自复位开关K2；

所述通断控制元件的正极与所述电池包的输出正极相连，所述通断控制元件的负极与所述电压转换器控制口相连，所述通断控制元件的控制极与所述连接件的控制输出口相连；

所述电压转换器的输入正、负极与所述电池包的输出正、负极分别相连，所述电压转换器的输出正、负极与所述电池管理系统的电源正、负极分别相连；

所述开关S1串联在所述通断控制元件的负极与所述电压转换器控制口之间；

所述自复位开关K2串联在所述连接件的控制输出口与所述电池包的输出负极之间。

在本发明实施例中，通断控制元件起到的是开关作用，具体可以采用MOS管、三极管等具有能断控制功能的元件，对于其具体选用何种元件实现该功能，本发明实施例对此不作具体限定。

在本发明实施例中，电压转换器具体可以是实现降压、升压或者稳压的功能，本发明实施例对此不作具体限定。

在本发明实施例中，优选地，开关S1以及自复位开关K2通过导线设置于用户便于操作的位置，例如叉车驾驶室内，当然也可以设置于车体的其它位置，对于其设置的位置本发明实施例不作具体限定。

在本发明实施例中，在放电时，按下开关S1并将整车钥匙转到CN，通断控制元件导通，电压转换器上电，电池管理系统开始工作，此时电池管理系统无法控制总正继电器JC1的通断，实现了整车控制系统对电池包放过过程的控制。

本发明实施例提供的电池包控制电路放电过程中由整车控制系统对电池包的放电进行控制，此时电池管理系统不能控制电池放电的通断，应用于叉车，可以防止叉车突然失去动力。

在本发明的一个实例中，所述通断控制元件的控制极与正极之间并联有电阻R1以及二极管D3，且所述二极管D3的正极与所述通断控制元件的控制极相连。

在本发明的一个实例中，所述控制切换电路还包括供电控制继电器J3，所述供电控制继电器J3的负载端分别与所述电池包的输出正极以及所述通断控制元件的负极相连，所述供电控制继电器J3的控制端与所述电池管理系统的供电控制口相连。

在本发明实施例中，通过设置供电控制继电器J3，要对电池包进行充电时，按下开关S1，长按复位开关K2，供电控制继电器J3闭合，电压转换器DC/DC保持上电，REMA插件连接状态识别口悬空，整车通讯口与充电机连接，充电机与BMS通讯，总正继电器闭合充电机启动充电策略。在这种模式下，总正继电器的闭合由电池管理系统控制，可以防止充电过程中的过充、过压等问题。

在本发明的一个实例中，所述电池管理系统还包括电压温度采集口、电流采集口以及压绝缘采集口；

所述电压温度采集口用于采集所述电池包内每一组电池的电压和/或温度信息；

所述电流采集口用于采集所述电池包的总输出电流；

所述压绝缘采集口用于采集所述电池包的总绝缘。

在本发明实施例中，电池管理系统还可以监控电池包的温度、电流、电压等，以防止电池包在充放电过程中的过温、过压、过流，对电池起到保护作用。此外，对电池包进行总绝缘监测可以监控电池包的绝缘性。作为一种可选的具体实现方式，电流采集可以通过霍尔传感器实现。

在本发明的一个实例中，所述电池管理系统还包括指示灯控制口、加热驱动口、风扇驱动口、蜂鸣器控制口以及调试接口。

在本发明实施例中，指示灯可以用于指示电池的工作状态，包括但不限于充放电状态、电量指示等；加热驱动口可以用于连接加热组件；风扇驱动口可以用于连接冷却风扇；蜂鸣器控制口可以用于连接报警用蜂鸣器，在过压、过流或者超温等情况下进行报警；调度接口可以用于系统的调试。

如图1所示，本发明实施例还提供了一种电池包控制系统，所述电池包控制系统包括：

如上述任意一个实施例所述的电池包控制电路；

电池包本体，所述电池包本体接入所述电池包控制电路，并在所述电池包控制电路的控制下进行充放电；以及

充放电控制系统，所述充放电控制系统通过所述连接件与所述电池包控制电路相连，用于接收用户的充放电控制操作。

在本发明实施例中，电池包控制电路可以集成于电路板上。电池包本体与电池包控制电路之间通过导线相连，当然，两者也可以一体设置，无需要采用导线连接，此为可选的具体实现方式，并不用于限定本发明的具体实现。需要理解的是，在本发明中，电池包本体可以由多组电池组成。充放电控制系统为整车控制系统的一部分，可以其中可以包括充电机等组成部分。

本发明实施例提供的电池包控制系统应用于叉车，在充电状态下可以由电池管理系统控制电池包的通断，在放电状态下可以由整车控制系统控制电池包的通断，实现了利用电池包本身为电池管理系统供电，可以避免现有技术因电池管理系统采用外部供电，外部电源故障影响电池管理系统的供电导致的叉车突然失去动力的问题的发生，保证了叉车运行过程中电池包的稳定供电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种电池包控制电路，其特征在于，所述电池包控制电路包括：

连接件，所述连接件与电池管理系统连接，用于向所述电池管理系统传输充放电控制信号、向控制切换电路传输切换控制信号；

所述电池管理系统，所述电池管理系统由电池包供电，用于获取所述充放电控制信号，并根据所述充放电控制信号控制开关电路的通断；

所述控制切换电路，所述控制切换电路用于根据所述切换控制信号实现所述开关电路的控制切换，以实现充电状态下由所述电池管理系统控制所述开关电路的通断、放电状态下由整车控制系统控制所述开关电路的通断；以及

所述开关电路，所述开关电路用于控制所述电池包充放电的通断；

所述控制切换电路包括通断控制元件、电压转换器、开关S1以及自复位开关K2；

所述通断控制元件的正极与所述电池包的输出正极相连，所述通断控制元件的负极与所述电压转换器控制口相连，所述通断控制元件的控制极与所述连接件的控制输出口相连；

所述电压转换器的输入正、负极与所述电池包的输出正、负极分别相连，所述电压转换器的输出正、负极与所述电池管理系统的电源正、负极分别相连；

所述开关S1串联在所述通断控制元件的负极与所述电压转换器控制口之间；

所述自复位开关K2串联在所述连接件的控制输出口与所述电池包的输出负极之间。

2.根据权利要求1所述的电池包控制电路，其特征在于，所述连接件设置有充放电状态识别口；

所述充放电状态识别口与所述电池管理系统的状态识别口连接，用于向所述电池管理系统输送所述充放电控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的电池包控制电路，其特征在于，所述开关电路与所述连接件、所述电池管理系统相连，所述开关电路被设置为根据所述连接件传输的所述充放电控制信号以及所述电池管理系统的放电正驱动信号控制所述电池包充放电的通断。

4.根据权利要求3所述的电池包控制电路，其特征在于，所述开关电路包括总正继电器JC1、直流电源、二极管D1、二极管D2以及继电器J1；

所述总正继电器JC1的负载端串联在电池包的充放电回路中；

所述直流电源分别与所述总正继电器JC1的控制输入端以及所述二极管D1的负极相连；

所述总正继电器JC1的控制输出端以及所述二极管D1的正极均与所述二极管D2的正极、所述继电器J1的负载端相连；所述二极管D2的负极与电池管理系统的状态识别口、所述充放电状态识别口连接；所述继电器J1的控制端与所述电池管理系统的放电正驱动口连接。

5.根据权利要求1所述的电池包控制电路，其特征在于，所述通断控制元件的控制极与正极之间并联有电阻R1以及二极管D3，且所述二极管D3的正极与所述通断控制元件的控制极相连。

6.根据权利要求1所述的电池包控制电路，其特征在于，所述控制切换电路还包括供电控制继电器J3，所述供电控制继电器J3的负载端分别与所述电池包的输出正极以及所述通断控制元件的负极相连，所述供电控制继电器J3的控制端与所述电池管理系统的供电控制口相连。

7.根据权利要求1所述的电池包控制电路，其特征在于，所述电池管理系统还包括电压温度采集口、电流采集口以及压绝缘采集口；

所述电压温度采集口用于采集所述电池包内每一组电池的电压和/或温度信息；

所述电流采集口用于采集所述电池包的总输出电流；

所述压绝缘采集口用于采集所述电池包的总绝缘。

8.根据权利要求1所述的电池包控制电路，其特征在于，所述电池管理系统还包括指示灯控制口、加热驱动口、风扇驱动口、蜂鸣器控制口以及调试接口。

9.一种电池包控制系统，其特征在于，所述电池包控制系统包括：

如权利要求1-8任意一项所述的电池包控制电路；

电池包本体，所述电池包本体接入所述电池包控制电路，并在所述电池包控制电路的控制下进行充放电；以及

充放电控制系统，所述充放电控制系统通过所述连接件与所述电池包控制电路相连，用于接收用户的充放电控制操作。

Images