CN113219289A - 一种bms负载检测电路及系统 - Google Patents

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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
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    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Abstract

本发明公开一种BMS负载检测电路，包括电池组、主充放电电路、预充放电电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、充电反接检测电路和短路信号检测电路，所述主充放电电路与所述电池组的负极连接，所述预充放电电路并联连接在所述主充放电电路上，所述第一电压检测电路与所述主放电电路连接，所述第二电压检测电路与所述预充放电电路连接，所述充电反接检测电路的一端分别与所述主充放电电路、预充放电电路及所述短路信号检测电路连接，所述充电反接检测电路的另一端与所述电池组的正极连接。本发明有效解决了负载检测失效问题，其可应用于负载检测接入，充电机接入，短路检测，反接检测，可实现短路保护控制和充电机反接保护控制。

Description

一种BMS负载检测电路及系统
技术领域
本发明涉及电池管理系统技术领域，具体涉及一种BMS负载检测电路及系统。
背景技术
随着电池动力电池技术的发展，电池管理系统也跟随这发展，慢慢的出现多组电池组并联使用，由于并联使用因为每个电池的内阻有差异必然会出现电池组间充放电不均衡。为了修正电池组的不均衡，从BMS中加入了限流充电技术，在充电过程中均衡电池组。而在BMS中加入限流充电电路会造成传统的负载检测失效，为了解决负载检测失效问题，现提出一种BMS负载检测电路及系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种BMS负载检测电路及系统。
本发明的技术方案如下：
一种BMS负载检测电路，包括电池组、主充放电电路、预充放电电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、充电反接检测电路和短路信号检测电路，所述主充放电电路与所述电池组的负极连接，所述预充放电电路并联连接在所述主充放电电路上，所述第一电压检测电路与所述主放电电路连接，所述第二电压检测电路与所述预充放电电路连接，所述充电反接检测电路的一端分别与所述主充放电电路、预充放电电路及所述短路信号检测电路连接，所述充电反接检测电路的另一端与所述电池组的正极连接。
进一步的，所述主充放电电路包括主放电NMOS管和主充电NMOS管，所述主放电NMOS管的D极与所述主充电NMOS管的D极相接，所述主放电NMOS管的S极与所述电池组的负极连接，所述主充电NMOS管的S极与所述充电反接检测电路连接。
进一步的，所述预充放电电路包括预放电NMOS管和预充电NMOS管，所述预放电NMOS管的D极与所述预充电NMOS管的D极相接，所述预放电NMOS管的S极与所述电池组的负极连接，所述预充电NMOS管的S极与所述充电反接检测电路连接。
进一步的，所述主充放电电路、预充放电电路与所述电池组的负极之间连接有电流采样电阻。
进一步的，所述预充放电电路与所述电池组的负极之间连接有预充预放限流电阻。
进一步的，所述充电反接检测电路包括光耦，所述光耦的发射极正极与所述电池组的负极连接，所述光耦的发射极负极与所述电池组的正极连接，所述光耦的接收端E极接地，所述光耦的接收端C极为反接信号输出端。
一种BMS负载检测系统，该系统由MCU、负载/充电机和上述BMS负载检测电路组成，所述MCU通过所述BMS负载检测电路连接负载/充电机。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明有效解决了负载检测失效问题，其可应用于负载检测接入，充电机接入，短路检测，反接检测，可实现短路保护控制和充电机反接保护控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述BMS负载检测电路的电路示意图。
具体实施方式
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。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例
本发明实施例提供一种BMS负载检测系统，该系统由MCU、负载/充电机和BMS负载检测电路组成，MCU通过BMS负载检测电路连接负载/充电机。如图1所示，所述BMS负载检测电路包括电池组、主充放电电路、预充放电电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、充电反接检测电路和短路信号检测电路，其中，所述主充放电电路包括主放电NMOS管Q1和主充电NMOS管Q2，所述预充放电电路包括预放电NMOS管Q3和预充电NMOS管Q4，所述第一电压检测电路用于检测V1，所述第二电压检测电路用于检测V2，所述充电反接检测电路包括光耦J1，所述短路信号检测电路用于检测V3。所述主充放电电路与电池组的负极PACK-连接，所述预充放电电路并联连接在主充放电电路上，所述第一电压检测电路与主放电电路连接，所述第二电压检测电路与预充放电电路连接，所述主充放电电路、预充放电电路与电池组的负极PACK-之间连接有电流采样电阻R1，所述预充放电电路与电池组的负极PACK-之间连接有预充预放限流电阻R2，所述充电反接检测电路的一端分别与主充放电电路、预充放电电路及所述短路信号检测电路连接，所述充电反接检测电路的另一端与电池组的正极PACK+连接。
关于所述主充放电电路，具体的，所述主放电NMOS管Q1的D极与主充电NMOS管Q2的D极相接，所述主放电NMOS管Q1的S极与电池组的负极PACK-连接，所述主充电NMOS管Q2的S极与充电反接检测电路连接。
关于所述预充放电电路，具体的，所述预放电NMOS管Q3的D极与预充电NMOS管Q4的D极相接，所述预放电NMOS管Q3的S极与电池组的负极连接，所述预充电NMOS管Q4的S极与充电反接检测电路连接。
关于所述充电反接检测电路，具体的，所述光耦J1的发射极正极1与电池组的负极PACK-连接，所述光耦J1的发射极负极2与电池组的正极PACK+连接，所述光耦J1的接收端E极3接地，所述光耦J1的接收端C极4为反接信号输出端。
该系统有效解决了负载检测失效问题，其可应用于负载检测接入，充电机接入，短路检测，反接检测，可实现短路保护控制和充电机反接保护控制。
负载检测接入，充电机接入，短路检测，反接检测的方法如下：
在没有充电放电一段时间后MCU进入休眠模式，休眠前控制主放电NMOS管Q1和主充电NMOS管Q2断开切断主充放电电路输入输出，打开预放电NMOS管Q3和预充电NMOS管Q4接通预充放电电路，并且控制模拟前端休眠，操作完成后MCU也进入休眠模式，这个时候系统只有第二电压检测电路在工作，超低功耗运行；
当有负载RS接入的时候，因为存在预充放电电路(PACK+>RS>PACK->Q4>Q3>R2>R1>GND)，此时预充放电电路有电流流过预充预放限流电阻R2，预充预放限流电阻R2上出现正电压V2，检测电路检测到V2唤醒MCU；
当有充电机Ui正确接入的时候因为存在预充放电电路(PACK+>GND>R1>R2>Q3>Q4>PACK->Ui)，此时预充放电电路有电流流过预充预放限流电阻R2，预充预放限流电阻R2上出现负电压V2，检测电路检测到V2唤醒MCU；
当有充电机Ui反向接入的时候J1检测到反接信号唤醒MCU，MCU在唤醒后会自检测，当检测到反接信号，转换为故障模式，并关闭预放电NMOS管Q3、预充电NMOS管Q4、主放电NMOS管Q1和主充电NMOS管Q2，关闭主充放电电路和预充放电电路。
短路保护控制方式如下：
当短路事件发生，或者接入大容性负载RS，此时放电回路(PACK+>RS>PACK->Q4>Q3>R2>R1>GND)。电流采样电阻R1上电压V1超过短路保护阈值系统自动断开主放电NMOS管Q1，MCU检测到短路事件发生此时并不知道是真正的短路事件还是外部大容性负载接入，MCU会通过V3计算出PACK-的电压；
短路的时候PACK-电压跟PACK+短接，PACK-电压接近PACK+电压，当检测到PACK-电压接近PACK+电压，系统转换为故障模式置位短路保护标志位，避免二次短路发生对主放电NMOS管Q1产生冲击，直到检测到PACK-电压不接近PACK+电压，此时短路负载移除，才能解除短路保护；
假如PACK-电压不接近PACK+电压，外部是接入容性负载这个时候开启预放电NMOS管Q3，预充放电电路(PACK+>RS>PACK->Q4>Q3>R2>R1>GND)，为负载电容充电一段时间，充电时间到达，开启主放电NMOS管Q1，关闭预放电NMOS管Q3，切换到主充放电电路放电。
反接保护控制方式如下：
当充电机反接事件发生，此时通电回路是(PACK+>RS>PACK->Q4>Q3>R2>R1>GND)，回路电压是充电机电压+电池组电压，出现更可怕的短路事件，V1电压达到短路阀值，系统自动断开主放电NMOS管Q1，光耦J1输出反接信号，MCU检测到反接信号，控制系统转换为故障模式，置位反接保护标志位，直到反接信号消失，系统才解除保护。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，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。

Claims (7)

1.一种BMS负载检测电路，其特征在于：包括电池组、主充放电电路、预充放电电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、充电反接检测电路和短路信号检测电路，所述主充放电电路与所述电池组的负极连接，所述预充放电电路并联连接在所述主充放电电路上，所述第一电压检测电路与所述主放电电路连接，所述第二电压检测电路与所述预充放电电路连接，所述充电反接检测电路的一端分别与所述主充放电电路、预充放电电路及所述短路信号检测电路连接，所述充电反接检测电路的另一端与所述电池组的正极连接。
2.根据权利要求1所述的一种BMS负载检测电路，其特征在于：所述主充放电电路包括主放电NMOS管和主充电NMOS管，所述主放电NMOS管的D极与所述主充电NMOS管的D极相接，所述主放电NMOS管的S极与所述电池组的负极连接，所述主充电NMOS管的S极与所述充电反接检测电路连接。
3.根据权利要求1所述的一种BMS负载检测电路，其特征在于：所述预充放电电路包括预放电NMOS管和预充电NMOS管，所述预放电NMOS管的D极与所述预充电NMOS管的D极相接，所述预放电NMOS管的S极与所述电池组的负极连接，所述预充电NMOS管的S极与所述充电反接检测电路连接。
4.根据权利要求1所述的一种BMS负载检测电路，其特征在于：所述主充放电电路、预充放电电路与所述电池组的负极之间连接有电流采样电阻。
5.根据权利要求1所述的一种BMS负载检测电路，其特征在于：所述预充放电电路与所述电池组的负极之间连接有预充预放限流电阻。
6.根据权利要求1所述的一种BMS负载检测电路，其特征在于：所述充电反接检测电路包括光耦，所述光耦的发射极正极与所述电池组的负极连接，所述光耦的发射极负极与所述电池组的正极连接，所述光耦的接收端E极接地，所述光耦的接收端C极为反接信号输出端。
7.一种BMS负载检测系统，其特征在于：该系统由MCU、负载/充电机和权利要求1～6任意一项所述的BMS负载检测电路组成，所述MCU通过所述BMS负载检测电路连接负载/充电机。
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