CN115967150B - 一种高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高压电池系统技术领域，具体涉及一种高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路及方法；包括供电输入单元回路、过程控制器U1和控制单元U2，通过BAT端将电路连接电池，利用控制单元U2实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态，若过程控制器U1检测不到电池端口电压且与控制单元U2无通讯时，自动进入awake模式，强制将DC端口供电一个高于控制单元U2启动的固定电压，采用上述电路，能够防止电池过放导致电芯损坏无法恢复，并且电源供电欠压阀值或者电芯电压低于设置阀值，电源可关闭，降低自耗，从而降低系统成本。
Description
技术领域
本发明涉及高压电池系统技术领域，尤其涉及一种高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路及方法。
背景技术
目前，高压电池系统是围绕单个高压电芯(singlehigh-voltagecore)来构建的，其中固态或机械断开连接被构建成可承受高电压和大电流，由于电芯的高压，因此，制造常规电池系统需要独特的系统来组装电芯、安全地处理电芯、将电芯安装到电池中，以及连接并检测单独电池单元(cell)以确保平衡运行。
但现有的高压电池系统一般采用电池侧供电或者交流侧供电的方式进行供电，导致电池一旦欠压，电池系统宕机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路及方法，解决现有技术中的高压电池系统一般采用电池侧供电或者交流侧供电的方式进行供电，导致电池一旦欠压，电池系统宕机的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路及方法，所述高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路包括供电输入单元回路、过程控制器U1和控制单元U2，所述供电输入单元回路由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和浪涌吸收热保护单元构成；
所述二极管D1的阳极与电源正极BAT+相接，所述二极管D1的阴极与所述二极管D3的阴极相接，并共同输入至所述控制单元U2，所述浪涌吸收热保护单元的一端与直流正极DC+相接，所述浪涌吸收热保护单元的另一端与所述二极管D3的阳极相接，所述二极管D2的阴极与电源负极BAT-相接，所述二极管D2的阳极与所述二极管D4的阳极相接，并共同输入至所述控制单元U2，所述二极管D4的阴极与直流负极DC-相接，所述过程控制器U1与所述控制单元U2通信连接。
其中，所述控制单元U2由DC/DC供电模块、MCU模块、驱动模块、控制模块、电压侦测及开关模块和通信模块组成，所述二极管D1的阴极与所述二极管的D3阴极相接，并共同输入至所述控制单元U2的所述DC/DC供电模块，所述二极管D2的阳极与所述二极管D4的阳极相接，并共同输入至所述控制单元U2的所述DC/DC供电模块，所述过程控制器U1的通信端口与所述控制单元U2的所述通信模块相接。
本发明还提供一种使用过程控制器U1的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作的方法，应用于如上述所述的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路，步骤如下：
通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2内的所述电压侦测及开关模块实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制模块通知所述电压侦测及开关模块关闭所述DC/DC供电模块，则所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态；
若所述过程控制器U1检测不到电池端口电压且与所述控制单元U2无通讯时，自动进入awake模式，强制将DC端口供电一个高于所述DC/DC供电模块启动的固定电压；
所述控制单元U2工作后，与所述过程控制器U1通讯建立，并且根据现有的电池状态上传所需的工作电流；
所述过程控制器U1根据上传的工作电流对电池进行充电操作；
在欠压唤醒过程中，所述浪涌吸收热保护单元检测到自身温度T>Tmax，所述浪涌吸收热保护单元自动断开DC端供电回路，所述DC/DC供电模块输入切换为电池端工作，自身温度T<Ton，自动打开DC端回路；
所述浪涌吸收热保护单元同时还兼顾着系统在充放电过程中，因为故障导致保护产生的过程中，主回路中浪涌能量的吸收功能。
本发明还提供一种未使用过程控制器U1的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作的方法，应用于如上述所述的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路，步骤如下：
通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2内的所述电压侦测及开关模块实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制模块通知所述电压侦测及开关模块关闭所述DC/DC供电模块，则所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态；
外部使用DC电源强制将DC端口供电一个高于DC/DC启动的固定电压；
所述控制单元U2工作后，闭合主回路，使用DC源对电池进行充电操作；
在欠压唤醒过程中，所述浪涌吸收热保护单元检测到自身温度T>Tmax，浪涌吸收及热保护单元自动断开DC端供电回路，DC/DC供电输入切换为电池端工作，自身温度T<Ton，自动打开DC端回路。
本发明的一种高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路及方法，通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态，若所述过程控制器U1检测不到电池端口电压且与所述控制单元U2无通讯时，自动进入awake模式，强制将DC端口供电一个高于所述控制单元U2启动的固定电压，所述控制单元U2工作后，与所述过程控制器U1通讯建立，并且根据现有的电池状态上传所需的工作电流，采用上述电路，能够防止电池过放导致电芯损坏无法恢复，并且电源供电欠压阀值或者电芯电压低于设置阀值，电源可关闭，降低自耗，从而降低系统成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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是本发明提供的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路的电路原理图。
图2是本发明提供的使用过程控制器U1的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作的方法的步骤流程图。
图3是本发明提供的未使用过程控制器U1的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作的方法的步骤流程图。
101-浪涌吸收热保护单元、102-DC/DC供电模块、103-MCU模块、104-驱动模块、105-控制模块、106-电压侦测及开关模块、107-通信模块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1，本发明提供一种高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路及方法，所述高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路包括供电输入单元回路、过程控制器U1和控制单元U2，所述供电输入单元回路由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和浪涌吸收热保护单元101构成；
所述二极管D1的阳极与电源正极BAT+相接，所述二极管D1的阴极与所述二极管D3的阴极相接，并共同输入至所述控制单元U2，所述浪涌吸收热保护单元101的一端与直流正极DC+相接，所述浪涌吸收热保护单元101的另一端与所述二极管D3的阳极相接，所述二极管D2的阴极与电源负极BAT-相接，所述二极管D2的阳极与所述二极管D4的阳极相接，并共同输入至所述控制单元U2，所述二极管D4的阴极与直流负极DC-相接，所述过程控制器U1与所述控制单元U2通信连接。
在本实施方式中，通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态，若所述过程控制器U1检测不到电池端口电压且与所述控制单元U2无通讯时，自动进入awake模式，强制将DC端口供电一个高于所述控制单元U2启动的固定电压，所述控制单元U2工作后，与所述过程控制器U1通讯建立，并且根据现有的电池状态上传所需的工作电流，采用上述电路，能够防止电池过放导致电芯损坏无法恢复，并且电源供电欠压阀值或者电芯电压低于设置阀值，电源可关闭，降低自耗，从而降低系统成本。
进一步的，所述控制单元U2由DC/DC供电模块102、MCU模块103、驱动模块104、控制模块105、电压侦测及开关模块106和通信模块107组成，所述二极管D1的阴极与所述二极管D3的阴极相接，并共同输入至所述控制单元U2的所述DC/DC供电模块102，所述二极管D2的阳极与所述二极管D4的阳极相接，并共同输入至所述控制单元U2的所述DC/DC供电模块102，所述过程控制器U1的通信端口与所述控制单元U2的所述通信模块相接。
在本实施方式中，通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2内的所述电压侦测及开关模块106实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制模块105通知所述电压侦测及开关模块106关闭所述DC/DC供电模块102，则所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态，若所述过程控制器U1检测不到电池端口电压且与所述控制单元U2无通讯时，自动进入awake模式，强制将DC端口供电一个高于所述DC/DC供电模块102启动的固定电压。
请参阅图2，本发明还提供一种使用过程控制器U1的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作的方法，应用于如上述所述的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路，步骤如下：
S101：通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2内的所述电压侦测及开关模块106实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制模块105通知所述电压侦测及开关模块106关闭所述DC/DC供电模块102，则所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态；
S102：若所述过程控制器U1检测不到电池端口电压且与所述控制单元U2无通讯时，自动进入awake模式，强制将DC端口供电一个高于所述DC/DC供电模块102启动的固定电压；
S103：所述控制单元U2工作后，与所述过程控制器U1通讯建立，并且根据现有的电池状态上传所需的工作电流；
S104：所述过程控制器U1根据上传的工作电流对电池进行充电操作；
S105：在欠压唤醒过程中，所述浪涌吸收热保护单元101检测到自身温度T>Tmax，所述浪涌吸收热保护单元101自动断开DC端供电回路，所述DC/DC供电模块102输入切换为电池端工作，自身温度T<Ton，自动打开DC端回路；
S106：所述浪涌吸收热保护单元101同时还兼顾着系统在充放电过程中，因为故障导致保护产生的过程中，主回路中浪涌能量的吸收功能。
在本实施方式中，通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2内的所述电压侦测及开关模块106实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制模块105通知所述电压侦测及开关模块106关闭所述DC/DC供电模块102，则所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态，若所述过程控制器U1检测不到电池端口电压且与所述控制单元U2无通讯时，自动进入awake模式，强制将DC端口供电一个高于所述DC/DC供电模块102启动的固定电压，所述控制单元U2工作后，与所述过程控制器U1通讯建立，并且根据现有的电池状态上传所需的工作电流，所述过程控制器U1根据上传的工作电流对电池进行充电操作，在欠压唤醒过程中，所述浪涌吸收热保护单元101检测到自身温度T>Tmax，所述浪涌吸收热保护单元101自动断开DC端供电回路，所述DC/DC供电模块102输入切换为电池端工作，自身温度T<Ton，自动打开DC端回路，所述浪涌吸收热保护单元101同时还兼顾着系统在充放电过程中，因为故障导致保护产生的过程中，主回路中浪涌能量的吸收功能。
请参阅图3，本发明还提供一种未使用过程控制器U1的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作的方法，应用于如上述所述的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路，步骤如下：
S201：通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2内的所述电压侦测及开关模块106实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制模块105通知所述电压侦测及开关模块106关闭所述DC/DC供电模块102，则所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态；
S202：外部使用DC电源强制将DC端口供电一个高于DC/DC启动的固定电压；
S203：所述控制单元U2工作后，闭合主回路，使用DC源对电池进行充电操作；
S204：在欠压唤醒过程中，所述浪涌吸收热保护单元101检测到自身温度T>Tmax，浪涌吸收及热保护单元自动断开DC端供电回路，DC/DC供电输入切换为电池端工作，自身温度T<Ton，自动打开DC端回路。
在本实施方式中，通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2内的所述电压侦测及开关模块106实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制模块105通知所述电压侦测及开关模块106关闭所述DC/DC供电模块102，则所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态，外部使用DC电源强制将DC端口供电一个高于DC/DC启动的固定电压，所述控制单元U2工作后，闭合主回路，使用DC源对电池进行充电操作，在欠压唤醒过程中，所述浪涌吸收热保护单元101检测到自身温度T>Tmax，浪涌吸收及热保护单元自动断开DC端供电回路，DC/DC供电输入切换为电池端工作，自身温度T<Ton，自动打开DC端回路。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (2)
1.一种高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路，其特征在于，
包括供电输入单元回路、过程控制器U1和控制单元U2，所述供电输入单元回路由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和浪涌吸收热保护单元构成；
所述二极管D1的阳极与电源正极BAT+相接，所述二极管D1的阴极与所述二极管D3的阴极相接，并共同输入至所述控制单元U2，所述浪涌吸收热保护单元的一端与直流正极DC+相接，所述浪涌吸收热保护单元的另一端与所述二极管D3的阳极相接，所述二极管D2的阴极与电源负极BAT-相接，所述二极管D2的阳极与所述二极管D4的阳极相接，并共同输入至所述控制单元U2，所述二极管D4的阴极与直流负极DC-相接，所述过程控制器U1与所述控制单元U2通信连接；
所述控制单元U2由DC/DC供电模块、MCU模块、驱动模块、控制模块、电压侦测及开关模块和通信模块组成，所述二极管D1的阴极与二极管D3的阴极相接，并共同输入至所述控制单元U2的所述DC/DC供电模块，所述二极管D2的阳极与所述二极管D4的阳极相接，并共同输入至所述控制单元U2的所述DC/DC供电模块，所述过程控制器U1的通信端口与所述控制单元U2的所述通信模块相接；
使用过程控制器U1的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作的方法，步骤如下：
通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2内的所述电压侦测及开关模块实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制模块通知所述电压侦测及开关模块关闭所述DC/DC供电模块，则所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态；
若所述过程控制器U1检测不到电池端口电压且与所述控制单元U2无通讯时，自动进入awake模式，强制将DC端口供电一个高于所述DC/DC供电模块启动的固定电压；
所述控制单元U2工作后，与所述过程控制器U1通讯建立，并且根据现有的电池状态上传所需的工作电流；
所述过程控制器U1根据上传的工作电流对电池进行充电操作；
在欠压唤醒过程中，所述浪涌吸收热保护单元检测到自身温度T>Tmax，所述浪涌吸收热保护单元自动断开DC端供电回路，所述DC/DC供电模块输入切换为电池端工作，自身温度T<Ton，自动打开DC端回路；
所述浪涌吸收热保护单元同时还兼顾着系统在充放电过程中，因为故障导致保护产生的过程中，主回路中浪涌能量的吸收功能。
2.一种未使用过程控制器U1的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作的方法，应用于如权利要求1所述的高压电池系统防止电池过放及唤醒工作电路，其特征在于，步骤如下：
通过BAT端将电路连接电池，利用所述控制单元U2内的所述电压侦测及开关模块实时检测输入的端口电压，当检测到输入的端口电压Vs<VsminU2，或者监测到电芯电压Vcell<Vcellmin，所述控制模块通知所述电压侦测及开关模块关闭所述DC/DC供电模块，则所述控制单元U2进入关机状态，系统进入极低功耗状态；
外部使用DC电源强制将DC端口供电一个高于DC/DC启动的固定电压；
所述控制单元U2工作后，闭合主回路，使用DC源对电池进行充电操作；
在欠压唤醒过程中，所述浪涌吸收热保护单元检测到自身温度T>Tmax，浪涌吸收及热保护单元自动断开DC端供电回路，DC/DC供电输入切换为电池端工作，自身温度T<Ton，自动打开DC端回路。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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