CN116142032A - 一种汽车用电池控制电路及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽车用电池控制电路及汽车，涉及汽车技术领域。该汽车用电池控制电路包括温度采样模块、第一控制芯片、电流采样电路、第二控制芯片和充电/放电电路；温度采样模块用于采集电池模块的温度数据；第一控制芯片根据接收到的温度数据产生第一控制信号；电流采样电路用于采集电池模块的电流数据；第二控制芯片根据接收到的电流数据产生第二控制信号，以及用于生成第三控制信号；充电/放电电路根据接收到的第一控制信号、第二控制信号使电池模块进行放电，以及根据接收到的第三控制信号使电池模块进行充电。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车用电池控制电路及汽车。
背景技术
目前货车驻车用电池以铅酸蓄电池较多，但驻车铅酸蓄电池循环次数较低，一般使用10个月左右极板活性物质会脱落引起短路而报废，且起动用蓄电池驻车使用时，也会因使用用途的改变，蓄电池寿命大大降低。
锂离子电池用于驻车兼起动电池，寿命大大延长，一般3年以上容量没有明显的衰减，锂离子电池为适应大电流起动放电，BMS管理系统应符合以下要求，应满足大电流3-5s放电要求，连续3-5次放电，在低温-40℃环境下电芯能正常充放电，并适应高温85℃的环境。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种汽车用电池控制电路及汽车，至少用于解决其中一个技术问题。
根据本发明的第一个方面，提供了汽车用电池控制电路，包括温度采样模块、第一控制芯片、电流采样电路、第二控制芯片和充电/放电电路；
温度采样模块用于采集电池模块的温度数据；
第一控制芯片与温度采样模块电连接，第一控制芯片根据接收到的温度数据产生第一控制信号；
电流采样电路与电池模块电连接，电流采样电路用于采集电池模块的电流数据；
第二控制芯片与电流采样电路电连接，第二控制芯片根据接收到的电流数据产生第二控制信号，以及用于生成第三控制信号；
充电/放电电路分别与第一控制芯片、第二控制芯片和电池模块电连接，充电/放电电路根据接收到的第一控制信号、第二控制信号使电池模块进行放电，以及根据接收到的第三控制信号使电池模块进行充电。
本发明的汽车用电池控制电路，通过温度采样采集电池模块的温度，电流采样电路采集电池模块的电流，同时在电池模块的温度和电流在预设范围内时通过控制充电/放电电路对电池模块进行充放电。
在一些实施方式中，充电/放电电路包括第一驱动电路、放电模块、第二驱动电路和充电模块；
第一驱动电路与第一控制芯片和第二控制芯片电连接，第一驱动电路根据接收到的第一控制信号、第二控制信号产生第一驱动信号；
放电模块与第一驱动电路、电池模块电连接，放电模块根据接收到的第一驱动信号使电池模块进行放电；
第二驱动电路与第二控制芯片电连接，第二驱动电路根据接收到的第三控制信号产生第二驱动信号；
充电模块与第二驱动电路、电池模块电连接，充电模块根据接收到的第二驱动信号使电池模块进行充电。
在一些实施方式中，第一驱动电路包括第一二极管、第一MOS管、第一与非门、第一三极管和第二三极管，第一二极管的第一端分别通过第一电阻、第二电阻与第一控制芯片、电池模块的负极电连接，第一二极管的第二端通过第三电阻与第二控制芯片电连接，第一MOS管的源极与电池模块的负极电连接，第一MOS管的栅极与第一二极管的第一端电连接，第一MOS管的漏极与第一与非门的第一输入端、第二输入端电连接，第一三极管的集电极与VDD端电连接，第一三极管的发射极通过第四电阻与放电模块的控制端电连接，第一三极管的基极通过第五电阻与第一与非门的输出端电连接，第二三极管的集电极与放电模块电连接，第二三极管的发射极通过第六电阻与放电模块的控制端电连接，第二三极管的基极与第一三极管的基极电连接，第二三极管的集电极、基极通过第六电阻电连接；和/或
放电模块包括多个并联的第二MOS管，第二MOS管的源极通过多个并联的第七电阻与电池模块的负极电连接，第二MOS管的漏极与充电模块电连接，每个第二MOS管的栅极分别通过不同的第八电阻与第一驱动电路电连接；和/或
第二驱动电路包括第三MOS管、第二与非门、第三三极管、第四三极管、第二二极管、第三二极管、第四MOS管、第四二极管、第五MOS管和第五二极管，第三MOS管的源极与电池模块的负极电连接，第三MOS管的漏极与第二与非门的第一输入端、第二输入端电连接，第三MOS管的漏极通过第九电阻与VDD端电连接，第三MOS管的栅极、源极通过第十电阻电连接，第三MOS管的栅极通过第十一电阻与第二控制芯片电连接，第二与非门的输出端与第三三极管的发射极电连接，第三三极管的发射极、基极通过第十二电阻电连接，第四三极管的发射极与第三三极管的基极电连接，第四三极管的发射极、基极通过第十三电阻电连接，第四三极管的基极通过第十四电阻与电池模块的负极电连接，第四三极管的集电极与第三三极管的集电极电连接，第二二极管的第一端与第三三极管的集电极电连接，第二二极管的第二端通过串联的第十五电阻、第十六电阻与第四MOS管的源极电连接，第二二极管的第二端还通过第十五电阻与第四MOS管的栅极电连接，第三二极管的第一端与AVDD端电连接，第三二极管的第二端通过第十七电阻与第四MOS管的漏极电连接，第四MOS管分别与第十八电阻、第四二极管并联，第四MOS管的源极与第五MOS管的源极电连接，第四MOS管的漏极与第五MOS管的栅极电连接，第五MOS管的源极与电池模块的负极电连接，第五MOS管的漏极通过第十九电阻与第五二极管的第二端电连接，第五二极管的第一端通过第二十电阻与第二二极管的第一端电连接；和/或
充电模块包括多个并联的第六MOS管，第六MOS管的源极与电池模块的负极电连接，第六MOS管的漏极与放电模块电连接，每个第六MOS管的栅极分别通过不同的第二十一电阻与第二驱动电路电连接。
在一些实施方式中，还包括升压稳压电路，升压稳压电路分别与电池模块、第一控制芯片电连接，第一控制芯片还用于产生第四控制信号，升压稳压电路根据接收到的第四控制信号将电池模块的电压基于预设值进行升压稳压处理得到预设值的供电电压。
在一些实施方式中，升压稳压电路包括升压稳压模块和供电模块；
升压稳压模块用于将输入的电压基于预设值进行升压稳压处理得到预设值的供电电压；
供电模块分别与第一控制芯片、电池模块和升压稳压模块电连接，供电模块根据接收到的第四控制信号将电池模块的电压输入到升压稳压模块。
在一些实施方式中，供电模块包括第七MOS管、第五三极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第六三极管、第七三极管和第八三极管，第七MOS管的源极通过第二十二电阻与第一控制芯片电连接，第七MOS管的源极、栅极通过第二十三电阻电连接，第七MOS管的栅极通过第二十四电阻与第一控制芯片电连接，第七MOS管的漏极通过第二十五电阻与第五三极管的基极电连接，第五三极管的发射极通过第二十六电阻与电池模块的正极电连接，第五三极管的发射极、基极通过第二十七电阻电连接，第五三极管的集电极与第六二极管的第一端电连接，第六二极管的第二端通过第二十八电阻与第七二极管的第二端电连接，第七二极管的第一端接地，第八二极管的第一端与第五三极管的发射极电连接，第八二极管的第二端通过第二十九电阻与第六三极管的集电极电连接，第六三极管的基极与第七二极管的第二端电连接，第六三极管的发射极与第七三极管的基极、第八三极管的基极电连接，第七三极管与第八三极管并联连接，第七三极管的集电极与第八二极管的第二端电连接；和/或
升压稳压模块包括第三控制芯片、电感、第九二极管、第八MOS管、电流检测模块和电压检测模块，第三控制芯片的VCC端与供电模块电连接，第三控制芯片的VCC端通过第一电容接地，第三控制芯片的VCC端通过电感与第九二极管的第一端电连接，第三控制芯片的输出端通过第三十电阻与第八MOS管的栅极电连接，第八MOS管的漏极与第九二极管的第一端电连接，第八MOS管的源极与电流检测模块电连接，电流检测模块通过第三十一电阻与第三控制芯片的电流反馈端电连接，电压检测模块与第九二极管的第二端电连接，电压检测模块与第三控制芯片的电压反馈端电连接。
在一些实施方式中，还包括供电电路，供电电路与升压稳压电路电连接，供电电路用于将供电电压进行降压处理得到适配VDD端的电压，以及将供电电压进行降压处理得到适配第一控制芯片和第二控制芯片的供电电压。
在一些实施方式中，供电电路包括第九三极管、第十二极管、第十三极管、第十一三极管、第十一二极管和稳压器，第九三极管的集电极通过串联的第三十九电阻、第三十八电阻与升压稳压电路电连接，第九三极管的基极通过第三十七电阻电连接于第三十九电阻、第三十八电阻之间，第九三极管的基极与第十二极管的第二端电连接，第十二极管的第一端接地，第十三极管与第十一三极管并联，第十三极管的基极、第十一三极管的基极与第九三极管的发射极电连接，第十三极管的集电极通过第三十九电阻与第九三极管的集电极电连接，第十一二极管的第一端与第十三极管的发射极电连接，第十一二极管的第二端通过第四十电阻与VDD端电连接，稳压器的输入端与第十三极管的发射极电连接，稳压器的输出端与第一控制芯片和第二控制芯片电连接。
在一些实施方式中，还包括加热电路和/或风扇控制电路和/或电压采样电路；
加热电路分别与第一控制芯片、升压稳压电路、加热模块电连接，第一控制芯片根据温度采样电路采集的温度数据产生第五控制信号控制加热电路驱动加热模块对电池模块进行加热；
风扇控制电路分别与第一控制芯片、升压稳压电路、风扇模块电连接，第一控制芯片根据温度采样电路采集的温度数据产生第六控制信号控制风扇控制电路驱动风扇模块对电池模块进行散热；
电压采样电路电连接于电池模块与第二控制模块之间，电压采样电路用于采集电池模块的电压数据，第二控制模块还根据电压数据和/或电流数据产生第二控制信号和/或第三控制信号。
根据本发明的第二个方面，提供一种汽车，该汽车包括上述的汽车用电池控制电路。
与现有技术相比，本发明的汽车用电池控制电路及汽车，通过温度采样采集电池模块的温度，电流采样电路采集电池模块的电流，同时在电池模块的温度和电流在预设范围内时通过控制充电/放电电路对电池模块进行充放电；通过升压稳压电路给将电池模块的电压进行升压稳压处理以便适配用电设备；通过供电电路给芯片以及VDD端供电；通过加热电路和风扇控制电路使电池模块的温度保持在正常值，使电池模块在高低温环境下都可以正常使用。
附图说明
图1为本发明一实施方式的汽车用电池控制电路的模块组成示意图；
图2为本发明一实施方式的汽车用电池控制电路的充电/放电电路的电路原理图；
图3为本发明一实施方式的汽车用电池控制电路的升压稳压电路的电路原理图；
图4为本发明一实施方式的汽车用电池控制电路的供电电路的电路原理图；
图5为本发明一实施方式的汽车用电池控制电路的加热电路的电路原理图；
图6为本发明一实施方式的汽车用电池控制电路的风扇控制电路的电路原理图。
附图标号说明：温度采样模块100，第一控制芯片200，电流采样电路300，电压采样电路400，第二控制芯片500，充电/放电电路600，第一驱动电路610，放电模块620，第二驱动电路630，充电模块640，升压稳压电路700，供电模块710，升压稳压模块720，电流检测模块721，电压检测模块722，供电电路800，加热电路900a，风扇控制电路900b，加热模块900c。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
根据本发明的第一个方面，图1-6示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的汽车用电池控制电路。如图1所示，该汽车用电池控制电路包括温度采样模块100、第一控制芯片200、电流采样电路300、电压采样电路400、第二控制芯片500、充电/放电电路600、升压稳压电路700、供电电路800、加热电路900a和风扇控制电路900b。
温度采样模块100与第一控制芯片200电连接，温度采样模块100用于采集电池模块10的温度数据，其中，电池模块10可以是由多个锂电池组成的锂电池组，锂电池组的负极接地，锂电池组正极用JB+表示、负极用JB-表示，温度采样模块100可以是NTC负温度系数热敏电阻，不同的热敏电阻与第一控制芯片200的不同采集引脚电连接，热敏电阻的数量可以是一个或多个，热敏电阻可以放置在锂离子组的不同位置。
第一控制芯片200通过采集温度采样模块100的温度电阻数值，获取当前电池模块10的温度数据，并根据接收到的温度数据产生第一控制信号；其中，第一控制芯片200可以采用Nano100，Nano100具有嵌入式ARM的超低功耗32位微控制器内核，工作电压范围从1.8V到3.6V，运行频率高达42MHz，内置32K/64K/128K字节闪存和8K/16K字节SRAM，Nano100集成了RTC、12通道12位SAR ADC、2通道12位DAC，并提供高性能连接外围接口，Nano100支持断电模式、RAM保留和通过许多外围接口的快速唤醒，对应的不同的热敏电阻可以与Nano100的45引脚PA1/AD1，46引脚PA2/AD2，47引脚PA3/AD3，48引脚PA4/AD4，49引脚PA5/AD5，50引脚PA6/AD6等引脚电连接。
电流采样电路300与电池模块10电连接，电流采样电路300用于采集电池模块10的电流数据；其中，电路采样电路300可以是采样电阻组成。
电压采样电路400与电池模块10电连接，电压采样电路400用于采集电池模块10的电压数据；其中，电压采样电路400可以是采样电阻组成。
第二控制芯片500与电流采样电路300、电压采样电路400电连接，第二控制芯片300根据接收到的电流数据和/或电压数据产生第二控制信号，以及用于生成第三控制信号，第二控制芯片500还与第一控制芯片200电连接进行信息通信，其中，第二控制芯片500可以采用SH367309，SH367309为5-16串锂电池BMS用前端芯片，具有过充电、过放电保护功能；充电、放电高低温保护功能；充放电过流保护功能、短路保护功能；SH367309是锂电池BMS用数字前端芯片，SH367309工作在采集模式下，可配合MCU管理锂电池Pack，同时使能所有保护功能，SH367309内置VADC，用于采集电芯电压、温度以及电流；内置CADC采集电流，用于统计Pack剩余容量；内置EEPROM，用于保存保护阈值及延时等可调参数；内置TWI通讯接口，用于操作相关寄存器及EEPROM。
充电/放电电路600分别与第一控制芯片200、第二控制芯片500和电池模块10电连接，充电/放电电路600根据接收到的第一控制信号、第二控制信号使电池模块10进行放电，以及根据接收到的第三控制信号使电池模块10进行充电。
如图2所示，充电/放电电路600包括第一驱动电路610、放电模块620、第二驱动电路630和充电模块640。
第一驱动电路610与第一控制芯片200和第二控制芯片500电连接，第一驱动电路610根据接收到的第一控制信号、第二控制信号产生第一驱动信号；其中，第一驱动电路610包括第一二极管D1、第一MOS管Q1、四与非门U1-1中的第一与非门(对应四与非门1-1中的第1引脚-第3引脚)、第一三极管Q1-1和第二三极管D2，第一二极管D1的第一端分别通过第一电阻R1、第二电阻R2与第一控制芯片200(U1)的27引脚PC1电连接、电池模块10的负极电连接，第一二极管D1的第二端通过第三电阻R3与第二控制芯片500(U2)的34引脚(放电MOS驱动DSG引脚)电连接，第一MOS管Q1的源极与电池模块10的负极电连接，第一MOS管Q1的栅极与第一二极管D1的第一端电连接，第一MOS管Q1的漏极与四与非门1-1中的第1引脚(第一与非门的第一输入端)、第1引脚(第一与非门的第二输入端)电连接，第一三极管Q1-1的集电极与VDD端电连接，第一三极管Q1-1的发射极通过第四电阻R4与放电模块620的控制端电连接，第一三极管Q1-1的基极通过第五电阻R5与四与非门1-1中的第3引脚(第一与非门的输出端)电连接，第二三极管Q2-1的集电极与放电模块620电连接，第二三极管Q2-1的发射极通过第六电阻R6与放电模块620的控制端电连接，第二三极管Q2-1的基极与第一三极管Q1-1的基极电连接，第二三极管Q2-1的集电极、基极通过第六电阻R6电连接，第一控制芯片U1的27引脚PC1与第二控制芯片U2的34引脚同时输出高电平，驱动第一MOS管Q1导通，通过四与非门1-1，第一三极管Q1-1导通，VDD端通过第一三极管Q1-1、第四电阻R4为放电模块620提供驱动电压。
放电模块620与第一驱动电路610、电池模块10电连接，放电模块620根据接收到的第一驱动信号使电池模块10进行放电；其中，放电模块620包括多个并联的第二MOS管Q2，第二MOS管Q2的源极通过多个并联的第七电阻R7与电池模块10的负极电连接，第二MOS管Q2的漏极与充电模块640电连接，每个第二MOS管Q2的栅极分别通过不同的第八电阻R8与第一驱动电路610的第四电阻R4电连接，第二MOS管Q2源极与第二三极管Q2-1的集电极电连接；放电模块620提供驱动电压使并联的多个第二MOS管Q2导通，电池模块10开始放电。
第二驱动电路630与第二控制芯片U2电连接，第二驱动电路630根据接收到的第三控制信号产生第二驱动信号；其中，第二驱动电路630包括第三MOS管Q3、四与非门1-1中的第二与非门(对应四与非门1-1中的第11引脚-第13引脚)、第三三极管Q3-1、第四三极管Q4-1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四MOS管Q4、第四二极管D4、第五MOS管Q5和第五二极管D5，第三MOS管Q3的源极与电池模块10的负极电连接，第三MOS管Q3的漏极与四与非门1-1中的第12引脚(第二与非门的第一输入端)、第13引脚(第二与非门的第二输入端)电连接，第三MOS管Q3的漏极通过第九电阻R9与VDD端电连接，第三MOS管Q3的栅极、源极通过第十电阻R10电连接，第三MOS管Q3的栅极通过第十一电阻R11与第二控制芯片U2的36引脚(充电MOS驱动CHG引脚)电连接，四与非门1-1中的第11引脚(第二与非门的输出端)与第三三极管Q3-1的发射极电连接，第三三极管Q3-1的发射极、基极通过第十二电阻R12电连接，第四三极管Q4-1的发射极与第三三极管Q3-1的基极电连接，第四三极管Q4-1的发射极、基极通过第十三电阻R13电连接，第四三极管Q4-1的基极通过第十四电阻R14与电池模块10的负极电连接，第四三极管Q4-1的集电极与第三三极管Q3-1的集电极电连接，第二二极管D2的第一端与第三三极管Q3-1的集电极电连接，第二二极管D2的第二端通过串联的第十五电阻R15、第十六电阻R16与第四MOS管Q4的源极电连接，第二二极管D2的第二端还通过第十五电阻R15与第四MOS管Q4的栅极电连接，第三二极管D3的第一端与AVDD端电连接，第三二极管D3的第二端通过第十七电阻R17与第四MOS管Q4的漏极电连接，第四MOS管Q4分别与第十八电阻R18、第四二极管D4并联，第四MOS管Q4的源极与第五MOS管Q5的源极电连接，第四MOS管Q4的漏极与第五MOS管Q5的栅极电连接，第五MOS管Q5的源极与电池模块10的负极电连接，第五MOS管Q5的漏极通过第十九电阻R19与第五二极管D5的第二端电连接，第五二极管D5的第一端通过第二十电阻R20与第二二极管D2的第一端电连接；四与非门1-1的第1脚通过电阻与VDD端电连接，四与非门1-1的第4引脚与第3引脚电连接，四与非门1-1的第5、6、8和9脚与第2脚电连接，四与非门1-1的第7脚电连接VSS端，四与非门1-1的第10脚与第4引脚电连接，四与非门1-1的第14脚电连接VDD端；第二控制芯片U2的36引脚输出高电平，驱动第三MOS管Q3导通，通过四与非门1-1，第三三极管Q3-1导通，第三二极管D3的第一端为高电压，第四MOS管Q4导通，AVDD端的电压经第十七电阻R17分压，第五MOS管Q5栅极驱动电压为零，第三二极管D3的第二端提供驱动电压，相反的第二控制芯片U2的36引脚输出低电平，第三MOS管Q3截止，第三二极管D3的第一端为低电压，第四MOS管Q4截止，AVDD端的电压经第十七电阻R17分压，驱动第五MOS管Q5。
充电模块640包括多个并联的第六MOS管Q6，第六MOS管Q6的源极与电池模块10的负极电连接，第六MOS管Q6的漏极与放电模块620中的第二MOS管Q2的漏极电连接，每个第六MOS管Q6的栅极分别通过不同的第二十一电阻R21与第二驱动电路630的第三二极管D3的第二端电连接，第五MOS管Q5栅极驱动电压为零，第三二极管D3的第二端提供驱动电压，第六MOS管Q6导通，电池模块10进行充电，相反的，第五MOS管Q5导通，第六MOS管Q6的栅极驱动电压被拉低而截止，电池模块10停止充电。
如图1所示，升压稳压电路700分别与电池模块10、第一控制芯片U1电连接，第一控制芯片U1还用于产生第四控制信号，升压稳压电路700根据接收到的第四控制信号将电池模块10的电压基于预设值进行升压稳压处理得到预设值的供电电压。
如图3所示，升压稳压电路700包括供电模块710和升压稳压模块720；供电模块710分别与第一控制芯片U1、电池模块10和升压稳压模块720电连接，供电模块710根据接收到的第四控制信号将电池模块10的电压输入到升压稳压模块720；升压稳压模块720用于将输入的电压基于预设值进行升压稳压处理得到预设值的供电电压。
供电模块710包括第七MOS管Q7、第五三极管Q5-1、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第六三极管Q6-1、第七三极管Q7-1和第八三极管Q8-1，第七MOS管Q7的源极通过第二十二电阻R22与第一控制芯片U1电连接，第七MOS管Q7的源极、栅极通过第二十三电阻R23电连接，第七MOS管Q7的栅极通过第二十四电阻R24与第一控制芯片U1电连接，第七MOS管Q7的漏极通过第二十五电阻R25与第五三极管Q5-1的基极电连接，第五三极管Q5-1的发射极通过第二十六电阻R26与电池模块10的正极电连接，第五三极管Q5-1的发射极、基极通过第二十七电阻R27电连接，第五三极管Q5-1的集电极与第六二极管D6的第一端电连接，第六二极管D6的第二端通过第二十八电阻R28与第七二极管D7的第二端电连接，第七二极管D7的第一端接地，第八二极管D8的第一端与第五三极管Q5-1的发射极电连接，第八二极管D8的第二端通过第二十九电阻R29与第六三极管Q6-1的集电极电连接，第六三极管Q6-1的基极与第七二极管D7的第二端电连接，第六三极管Q6-1的发射极与第七三极管Q7-1的基极、第八三极管Q8-1的基极电连接，第七三极管Q7-1与第八三极管Q8-1并联连接，第七三极管Q7-1的集电极与第八二极管D8的第二端电连接；第一控制芯片U1的引脚PC2输出高电平信号，经第二十四电阻R24驱动第七MOS管Q7导通，第五三极管Q5-1获下偏置电压导通，稳压第七二极管D7击穿将第六三极管Q6-1的基极稳定在12V，第六三极管Q6-1的发射极输出电流，将并联的第七三极管Q7-1和第八三极管Q8-1触发导通，JB+给升压稳压模块720供电。
升压稳压模块720包括第三控制芯片U3、电感L、第九二极管D9、第八MOS管Q8、电流检测模块721和电压检测模块722，第三控制芯片U3的VCC端(7脚)与供电模块710的第七三极管Q7-1的发射极电连接，第三控制芯片U3的VCC端通过第一电容C1接地，第三控制芯片U3的VCC端通过电感L与第九二极管D9的第一端电连接，第三控制芯片U3的输出端通过第三十电阻R30与第八MOS管Q8的栅极电连接，第八MOS管Q8的漏极与第九二极管D9的第一端电连接，第九二极管D9的第二端通过第二电容C2接地，第八MOS管Q8的源极与电流检测模块721电连接，电流检测模块721通过第三十一电阻R31与第三控制芯片U3的电流反馈端(3脚)电连接，电压检测模块722与第九二极管D9的第二端电连接，电压检测模块722与第三控制芯片U3的电压反馈端(2脚)电连接，第三控制芯片U3的第1脚、第2脚通过并联的第三电容C3、第三十六电阻R36电连接，第三控制芯片U3的第3脚通过第五电容C5接地，第三控制芯片U3的第4脚通过第六电容C6接地，第三控制芯片U3的第4脚、第8脚通过第三十五电阻R35电连接，第三控制芯片U3的第5脚接地，第三控制芯片U3的第8脚通过第四电容接地，其中，电流检测模块721可以采用第三十二电阻R32，第三十二电阻R32接地，电压检测模块722可以采用串联的第三十三电阻R33和第三十四电阻R34，第三十三电阻R33的第一端与第九二极管D9的第二端电连接，第三十三电阻R33的第二端与第三控制芯片U3的电压反馈端电连接，第三十四电阻R34接地，第三控制芯片U3可以采用UC3843，根据UC3843控制芯片的功能特点，结合电感L、第八MOS管Q8等电子元器件组成的Boost拓扑结构，设计电流型控制的Boost变换器，电路的技术指标为：输入电压Vi＝16-30V，输出电压Vo＝30V，输出电流Io＝2.0A，输入电压Vi既供给芯片，又供给升压变换；第八MOS管Q8以UC3843控制芯片设定的频率周期开闭，使电感L储存并释放能量，当第八MOS管Q8导通时，能量储存在电感L中，当第八MOS管Q8截止时，电感L产生反向感应电压，通过第九二极管D9的第二端把储存的电能释放到B+线路中，输出电压由传递的能量控制，传递的能量通过电感电流的峰值控制，整个稳压过程由2个闭环控制，闭环1中，输出电压通过电压检测模块722取样后反馈给UC3843控制芯片内部的误差放大器，同放大器内部的2.5V基准电压比较后产生误差电压，误差放大器控制由负载变化造成的输出电压的变化，闭环2中，电流检测模块721为开关管源极到公共端问的电流检测电路，开关管导通期间，流经电感L的电流在电流检测模块721上产生的电压输送至UC3843控制芯片内部的PWM比较器的同相输入端，与误差电压进行比较后控制调制脉冲的脉宽，从而保持稳定的输出电压，误差信号控制峰值电感电流。
如图4所示，供电电路800与升压稳压电路700电连接，供电电路800用于将供电电压进行降压处理得到适配VDD端的电压，以及将供电电压进行降压处理得到适配第一控制芯片U1和第二控制芯片U2的供电电压，其中，供电电路包括第九三极管Q9-1、第十二极管D10、第十三极管Q10-1、第十一三极管Q11-1、第十一二极管D11和稳压器U4，第九三极管Q9-1的集电极通过串联的第三十九电阻R39、第三十八电阻R38与升压稳压电路700的第九二极管D9的第二端(B+)电连接，第九三极管Q9-1的基极通过第三十七电阻R37电连接于第三十九电阻R39、第三十八电阻R38之间，第九三极管Q9-1的基极与第十二极管D10的第二端电连接，第十二极管D10的第一端接地，第十三极管Q10-1与第十一三极管Q11-1并联，第十三极管Q10-1的基极、第十一三极管Q11-1的基极与第九三极管Q9-1的发射极电连接，第十三极管Q10-1的集电极通过第三十九电阻R39与第九三极管Q9-1的集电极电连接，第十一二极管D11的第一端与第十三极管Q10-1的发射极电连接，第十一二极管D11的第二端通过第四十电阻R40与VDD端电连接，稳压器U4的输入端(VIN端)与第十三极管Q10-1的发射极电连接，稳压器U4的输出端(VOUT端)与第一控制芯片U1和第二控制芯片U2电连接，稳压器U4的GND端接地，稳压器U4可以采用HT7533-1，JB+通过第三十八电阻R38、第三十七电阻R37击穿稳压型的第十二极管D10，为第九三极管Q9-1提供12V电压，第九三极管Q9-1导通后为2个并联的功率型的第十三极管Q10-1、第十一三极管Q11-1提供基极电压，第十三极管Q10-1和与之并联的第十一三极管Q11-1同时导通，一路通过第十一二极管D11和第四十电阻R40提供VDD电压，另一路通过HT7533-1三端稳压器，为芯片提供3.3V电压。
如图5所示，加热电路900a分别与第一控制芯片U1、升压稳压电路700、加热模块900c电连接，第一控制芯片U1根据温度采样电路100采集的温度数据产生第五控制信号控制加热电路900a驱动加热模块900c对电池模块10进行加热；其中，加热电路900a包括第九MOS管Q9、第十二三极管Q12-1、第十二二极管D12、第十MOS管Q10和第十一MOS管Q11，第九MOS管Q9的源极接地，第九MOS管Q9的源极、栅极通过并联的第四十二电阻R42、第七电容C7电连接，第九MOS管Q9的栅极通过第四十一电阻R41与第一控制芯片U1的22引脚PD7电连接，第九MOS管Q9的漏极与第十二三极管Q12-1的基极电连接，第十二三极管Q12-1的发射极与VDD端电连接，第十二三极管Q12-1的发射极、基极通过第四十四电阻R44电连接，第十二三极管Q12-1的集电极通过第四十五电阻R45与第十二二极管D12的第一端电连接，第十二二极管D12的第二端分别与第十MOS管Q10的栅极、第十一MOS管Q11的栅极电连接，第十MOS管Q10与第十一MOS管Q11并联，第十MOS管Q10的源极接地，第十MOS管Q10的漏极与加热模块900c的负极电连接，加热模块900c的正极与第九二极管D9的第二端(B+)电连接，加热模块900c可以是300W24V的加热膜，加热膜分别放置在电池模块10的两个窄端面，第一控制芯片U1的引脚PD7输出高电平信号，第九MOS管Q9导通，第十二三极管Q12-1导通，VDD通过第十二三极管Q12-1,第四十五电阻R45,第十二二极管D12驱动并联的第十MOS管Q10、第十一MOS管Q11导通，加热膜获电加热电池模块10。
如图6所示，风扇控制电路900b分别与第一控制芯片U1、升压稳压电路700、风扇模块电连接，第一控制芯片U1根据温度采样电路100采集的温度数据产生第六控制信号控制风扇控制电路900b驱动风扇模块对电池模块进行散热；其中，风扇控制电路900b包括第十二MOS管Q12和第十三二极管D13，第一控制芯片U1的25引脚PC3通过第四十六电阻R46与第十二MOS管Q12的栅极电连接，第十二MOS管Q12的漏极与风扇模块的负极电连接，第十二MOS管Q12的源极与电池模块10的负极电连接，第十二MOS管Q12的源极、栅极通过并联的第八电容C8、第四十七电阻R47电连接，第十三二极管D13的第一端通过第四十八电阻R48与风扇模块的正极电连接，第十三二极管D13的第二端与第九二极管D9的第二端(B+)电连接，第一控制芯片U1的25引脚PC3输出高电平时，第十二MOS管Q12导通，风扇模块获电对大功率场效应管和电池模块10降温。
常规的锂离子电池工作温度在-20℃～60℃之间，不过一般低于0℃后锂离子电池性能就会下降，放电能力就会相应降低，所以锂离子电池性能完全的工作温度常见是0～40℃。当电池处于过低温度环境时电解液粘度变大，Li离子的移动受阻，负极表面Li离子的嵌入脱出打破平衡状态，会有一部分Li离子沉积在负极表面造成析锂现象，从而造成了电池容量的损失；而当电池处于过高温环境下时电解液及活性物质的活性较大，电池内部会有副反应的发生以及电解液的分解，一方面造成了容量的损失，另一方面也会因为副反应的发生出现气体造成电池的鼓胀，锂离子电池处于低温环境下电解液粘度变大，锂离子的迁移速度变慢，在低温下以较大的电流放电，放出的容量会相对减少；高温环境下与上面情况相同，因副反应的发生损失容量，并可能出现气体造成鼓胀，为使电芯工作温度维持在0～40℃，设计低于0℃时，第一控制芯片U1控制加热模块900c对电池模块10进行加热，高于40℃，第一控制芯片U1控制风扇模块对大功率场效应管和电池模块10进行降温。
根据本发明的第二个方面，提供一种汽车，该汽车包括上述的汽车用电池控制电路。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽车用电池控制电路，其特征在于，包括：
温度采样模块，所述温度采样模块用于采集电池模块的温度数据；
第一控制芯片，所述第一控制芯片与所述温度采样模块电连接，所述第一控制芯片根据接收到的所述温度数据产生第一控制信号；
电流采样电路，所述电流采样电路与所述电池模块电连接，所述电流采样电路用于采集所述电池模块的电流数据；
第二控制芯片，所述第二控制芯片与所述电流采样电路电连接，所述第二控制芯片根据接收到的所述电流数据产生第二控制信号，以及用于生成第三控制信号；
充电/放电电路，所述充电/放电电路分别与所述第一控制芯片、所述第二控制芯片和所述电池模块电连接，所述充电/放电电路根据接收到的所述第一控制信号、所述第二控制信号使所述电池模块进行放电，以及根据接收到的所述第三控制信号使所述电池模块进行充电。
2.根据权利要求1所述的汽车用电池控制电路，其特征在于，所述充电/放电电路包括：
第一驱动电路，所述第一驱动电路与所述第一控制芯片和所述第二控制芯片电连接，所述第一驱动电路根据接收到的所述第一控制信号、所述第二控制信号产生第一驱动信号；
放电模块，所述放电模块与所述第一驱动电路、所述电池模块电连接，所述放电模块根据接收到的所述第一驱动信号使所述电池模块进行放电；
第二驱动电路，所述第二驱动电路与所述第二控制芯片电连接，所述第二驱动电路根据接收到的所述第三控制信号产生第二驱动信号；
充电模块，所述充电模块与所述第二驱动电路、所述电池模块电连接，所述充电模块根据接收到的所述第二驱动信号使所述电池模块进行充电。
3.根据权利要求2所述的汽车用电池控制电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括第一二极管、第一MOS管、第一与非门、第一三极管和第二三极管，所述第一二极管的第一端分别通过第一电阻、第二电阻与所述第一控制芯片、所述电池模块的负极电连接，所述第一二极管的第二端通过第三电阻与所述第二控制芯片电连接，所述第一MOS管的源极与所述电池模块的负极电连接，所述第一MOS管的栅极与所述第一二极管的第一端电连接，所述第一MOS管的漏极与所述第一与非门的第一输入端、第二输入端电连接，所述第一三极管的集电极与VDD端电连接，所述第一三极管的发射极通过第四电阻与所述放电模块的控制端电连接，所述第一三极管的基极通过第五电阻与所述第一与非门的输出端电连接，所述第二三极管的集电极与所述放电模块电连接，所述第二三极管的发射极通过第六电阻与所述放电模块的控制端电连接，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的基极电连接，所述第二三极管的集电极、基极通过第六电阻电连接；和/或
所述放电模块包括多个并联的第二MOS管，所述第二MOS管的源极通过多个并联的第七电阻与所述电池模块的负极电连接，所述第二MOS管的漏极与所述充电模块电连接，每个所述第二MOS管的栅极分别通过不同的第八电阻与所述第一驱动电路电连接；和/或
所述第二驱动电路包括第三MOS管、第二与非门、第三三极管、第四三极管、第二二极管、第三二极管、第四MOS管、第四二极管、第五MOS管和第五二极管，所述第三MOS管的源极与所述电池模块的负极电连接，所述第三MOS管的漏极与所述第二与非门的第一输入端、第二输入端电连接，所述第三MOS管的漏极通过第九电阻与VDD端电连接，所述第三MOS管的栅极、源极通过第十电阻电连接，所述第三MOS管的栅极通过第十一电阻与所述第二控制芯片电连接，所述第二与非门的输出端与所述第三三极管的发射极电连接，所述第三三极管的发射极、基极通过第十二电阻电连接，所述第四三极管的发射极与所述第三三极管的基极电连接，所述第四三极管的发射极、基极通过第十三电阻电连接，所述第四三极管的基极通过第十四电阻与所述电池模块的负极电连接，所述第四三极管的集电极与所述第三三极管的集电极电连接，所述第二二极管的第一端与所述第三三极管的集电极电连接，所述第二二极管的第二端通过串联的第十五电阻、第十六电阻与所述第四MOS管的源极电连接，所述第二二极管的第二端还通过所述第十五电阻与所述第四MOS管的栅极电连接，所述第三二极管的第一端与AVDD端电连接，所述第三二极管的第二端通过第十七电阻与所述第四MOS管的漏极电连接，所述第四MOS管分别与第十八电阻、所述第四二极管并联，所述第四MOS管的源极与所述第五MOS管的源极电连接，所述第四MOS管的漏极与所述第五MOS管的栅极电连接，所述第五MOS管的源极与所述电池模块的负极电连接，所述第五MOS管的漏极通过第十九电阻与所述第五二极管的第二端电连接，所述第五二极管的第一端通过第二十电阻与所述第二二极管的第一端电连接；和/或
所述充电模块包括多个并联的第六MOS管，所述第六MOS管的源极与所述电池模块的负极电连接，所述第六MOS管的漏极与所述放电模块电连接，每个所述第六MOS管的栅极分别通过不同的第二十一电阻与所述第二驱动电路电连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的汽车用电池控制电路，其特征在于，还包括升压稳压电路，所述升压稳压电路分别与所述电池模块、所述第一控制芯片电连接，所述第一控制芯片还用于产生第四控制信号，所述升压稳压电路根据接收到的所述第四控制信号将所述电池模块的电压基于预设值进行升压稳压处理得到预设值的供电电压。
5.根据权利要求4所述的汽车用电池控制电路，其特征在于，所述升压稳压电路包括：
升压稳压模块，所述升压稳压模块用于将输入的电压基于预设值进行升压稳压处理得到预设值的所述供电电压；
供电模块，所述供电模块分别与所述第一控制芯片、所述电池模块和所述升压稳压模块电连接，所述供电模块根据接收到的所述第四控制信号将所述电池模块的电压输入到所述升压稳压模块。
6.根据权利要求5所述的汽车用电池控制电路，其特征在于，所述供电模块包括第七MOS管、第五三极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第六三极管、第七三极管和第八三极管，所述第七MOS管的源极通过第二十二电阻与所述第一控制芯片电连接，所述第七MOS管的源极、栅极通过第二十三电阻电连接，所述第七MOS管的栅极通过第二十四电阻与所述第一控制芯片电连接，所述第七MOS管的漏极通过第二十五电阻与所述第五三极管的基极电连接，所述第五三极管的发射极通过第二十六电阻与所述电池模块的正极电连接，所述第五三极管的发射极、基极通过第二十七电阻电连接，所述第五三极管的集电极与所述第六二极管的第一端电连接，所述第六二极管的第二端通过第二十八电阻与所述第七二极管的第二端电连接，所述第七二极管的第一端接地，所述第八二极管的第一端与所述第五三极管的发射极电连接，所述第八二极管的第二端通过第二十九电阻与所述第六三极管的集电极电连接，所述第六三极管的基极与所述第七二极管的第二端电连接，所述第六三极管的发射极与所述第七三极管的基极、第八三极管的基极电连接，所述第七三极管与第八三极管并联连接，所述第七三极管的集电极与所述第八二极管的第二端电连接；和/或
所述升压稳压模块包括第三控制芯片、电感、第九二极管、第八MOS管、电流检测模块和电压检测模块，所述第三控制芯片的VCC端与所述供电模块电连接，所述第三控制芯片的VCC端通过第一电容接地，所述第三控制芯片的VCC端通过所述电感与所述第九二极管的第一端电连接，所述第三控制芯片的输出端通过第三十电阻与所述第八MOS管的栅极电连接，所述第八MOS管的漏极与所述第九二极管的第一端电连接，所述第八MOS管的源极与所述电流检测模块电连接，所述电流检测模块通过第三十一电阻与所述第三控制芯片的电流反馈端电连接，所述电压检测模块与所述第九二极管的第二端电连接，所述电压检测模块与所述第三控制芯片的电压反馈端电连接。
7.根据权利要求4所述的汽车用电池控制电路，其特征在于，还包括供电电路，所述供电电路与所述升压稳压电路电连接，所述供电电路用于将所述供电电压进行降压处理得到适配VDD端的电压，以及将所述供电电压进行降压处理得到适配所述第一控制芯片和所述第二控制芯片的供电电压。
8.根据权利要求7所述的汽车用电池控制电路，其特征在于，所述供电电路包括第九三极管、第十二极管、第十三极管、第十一三极管、第十一二极管和稳压器，所述第九三极管的集电极通过串联的第三十九电阻、第三十八电阻与所述升压稳压电路电连接，所述第九三极管的基极通过第三十七电阻电连接于所述第三十九电阻、所述第三十八电阻之间，所述第九三极管的基极与所述第十二极管的第二端电连接，所述第十二极管的第一端接地，所述第十三极管与所述第十一三极管并联，所述第十三极管的基极、所述第十一三极管的基极与所述第九三极管的发射极电连接，所述第十三极管的集电极通过所述第三十九电阻与所述第九三极管的集电极电连接，所述第十一二极管的第一端与所述第十三极管的发射极电连接，所述第十一二极管的第二端通过第四十电阻与所述VDD端电连接，所述稳压器的输入端与所述第十三极管的发射极电连接，所述稳压器的输出端与所述第一控制芯片和所述第二控制芯片电连接。
9.根据权利要求4所述的汽车用电池控制电路，其特征在于，还包括：
加热电路，所述加热电路分别与所述第一控制芯片、所述升压稳压电路、加热模块电连接，所述第一控制芯片根据所述温度采样电路采集的温度数据产生第五控制信号控制所述加热电路驱动所述加热模块对所述电池模块进行加热；和/或
风扇控制电路，所述风扇控制电路分别与所述第一控制芯片、所述升压稳压电路、风扇模块电连接，所述第一控制芯片根据所述温度采样电路采集的温度数据产生第六控制信号控制所述风扇控制电路驱动所述风扇模块对所述电池模块进行散热；和/或
电压采样电路，所述电压采样电路电连接于所述电池模块与所述第二控制模块之间，所述电压采样电路用于采集所述电池模块的电压数据，所述第二控制模块还根据所述电压数据和/或所述电流数据产生所述第二控制信号和/或所述第三控制信号。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的汽车用电池控制电路。
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