CN204340722U - 一种动力电池系统的智能供电电路 - Google Patents

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文锋
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Abstract

本实用新型涉及一种动力电池系统的智能供电电路，包括动力电池、电池管理系统和外部电路组件，还包括实现动力电池系统无源启动、低压供电的智能切断和动力电池保护的供电控制模块。动力电池通过供电控制模块向外部电路组件供电，外部电路组件包括低压供电电池及动力电池系统启动后转换动力电池能量为低压供电电池充电的DC/DC模块，该DC/DC模块输出端还连接至低压供电电池输出端，其输出端正负两极分别与低压供电电池输出端正负两极并联，通过供电控制模块为电池管理系统供电。本实用新型所述供电电路还可实现电池系统的强制停机及多种供电电源输入。

Description

一种动力电池系统的智能供电电路
技术领域
本实用新型涉及一种智能供电电路，尤其涉及一种应用于储能系统、电动汽车等动力电池系统中的智能供电电路。
背景技术
现有电动汽车低压系统的工作电源一般由车载铅酸电池或充电机提供，或者在动力电池系统启动后，通过整车的DC/DC部件将动力电池中的200~400V直流电转换为14V低压直流电对车载铅酸电池充电，再由车载铅酸电池对低压系统供电，这样受限于整车高压回路设计，有以下不足和缺点：
1、如果充电机的低压供电功率不足，将无法带动低压系统工作，需车载铅酸电池辅助供电。
2、如果动力电池充电时整车DC/DC部件未设计启动，则充电时低压系统由车载铅酸电池供电且得不到来自动力电池的电量补充。
3、整车全部的ECU电气部件和高压系统的启动供电均由车载铅酸电池提供，在电池亏电情况下，将无法正常启动高压系统，动力电池动力无法输出给整车系统。
以上情况说明在电动汽车的整车系统中，动力系统和低压控制系统的正常工作均受限于车载铅酸电池是否电量充足，否则无法正常启动。
储能系统中的低压系统一般由交流220V的市电转低压供电，缺陷是在停电的情况下只能用铅酸电池作为后备电源启动动力电池系统。
以上的两种系统中的低压系统都需要铅酸电池供电才能保障其正常工作，而在整个系统的充电过程中，低压系统持续工作，无法做到自动停止，将持续消耗铅酸电池的电量。
实用新型内容
为克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够实现动力电池系统无源启动、强制停机及多种低压供电电源输入，并利用BMS电池管理系统实现低压供电电源的智能断电及动力电池保护的智能供电电路。
本实用新型所述的动力电池系统的智能供电电路，包括动力电池、电池管理系统、外部电路组件，还包括实现动力电池系统无源启动及低压供电的智能切断和动力电池保护的供电控制模块；动力电池通过供电控制模块与外部电路组件连接；外部电路组件包括低压供电电池及动力电池系统启动后转换动力电池能量为低压供电电池充电的DC/DC模块；该DC/DC模块输出端还连接至低压供电电池输出端，其输出端正负两极分别与低压供电电池输出端正负两极并联，为电池管理系统供电，电池管理系统监测动力电池的状态。
供电控制模块包括启动开关，启动开关为双路开关，其中一个支路连接在DC/DC模块输入端负极与动力电池负极之间，另一个支路连接在DC/DC模块输出端正极与电池管理系统的电源输入端正极之间； DC/DC模块输出端的负极与电池管理系统电源输入端负极连接。
供电控制模块还包括高压继电器、第一低压继电器、第二低压继电器；第一低压继电器、第二低压继电器输入端的正极分别与电池管理系统的输出端Relay1_out+、Relay2_out+连接，输入端的负极与接地端连接，受电池管理系统控制触点闭合或断开；第一低压继电器、第二低压继电器、高压继电器均为常开型；第一低压继电器的输出回路一端与电池管理系统电源输入端正极连接，另一端与外部电路组件低压输出端正极连接；第二低压继电器的输出回路接在高压继电器输入端负极与接地端之间；高压继电器的输出回路的一端连接动力电池的负极，另一端连接外部电路组件高压输入端的负极。
供电控制模块还包括串接在启动开关和DC/DC输入端负极之间的熔断器，防止在按下启动开关时电流过大损伤动力电池和DC/DC模块。
供电控制模块还包括用于表示供电控制模块工作状态的指示灯电路；指示灯电路包括负极与接地端连接的LED灯以及与LED灯串联的电阻R0，电阻R0的另一端与电池管理系统电源输入端正极连接，利用LED灯可观察供电控制模块的工作状态。
本实用新型所述动力电池系统的智能供电电路还包括电源开关；所述电源开关串联接入外部电路组件低压输出端负极与接地端之间，可实现低压输入电源的强制切断。
供电控制模块还包括二极管D1和二极管D3；在DC/DC模块输出端正极与启动开关的连接中串联接入所述二极管D1，二极管D1的正极与DC/DC模块输出端正极连接，二极管D1的负极与启动开关连接；在低压供电电池输出端正极与启动开关的连接中串联接入所述二极管D3，二极管D3的正极与低压供电电池输出端正极连接，二极管D3的负极与启动开关连接。利用二极管的单向导通特性对电路进行保护。
外部电路组件还包括充电机，供电控制模块还包括二极管D2，充电机低压输出端的负极连接低压供电电池（22）输出端负极；二极管D2的正极与充电机低压输出端的正极连接，二极管D2的负极连接到二极管D1和二极管D3的负极；充电机的高压输出端正极与动力电池正极连接，充电机的高压输出端负极通过高压继电器的输出回路与动力电池负极连接。
本实用新型所述的低压供电电池采用铅酸电池或直接采用开关电源。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本实用新型可利用DC/DC模块及供电控制模块使动力电池直接提供电池系统的低压电源，实现动力电池系统无源启动；并可利用电池管理系统BMS使用控制策略控制供电控制模块中的继电器对动力电池进行高压安全切断，达到电池保护效果，并可对动力电池系统的低压供电电源进行智能切断，使动力电池系统完全停止工作，达到减少能耗的效果。此外，本实用新型还可实现电池系统的强制停机及多种供电电源输入。
附图说明
图1为本实用新型所述动力电池系统的智能供电电路的实施例原理示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本实用新型做具体和详细的介绍。
如图1所示，本实用新型所述智能供电电路包括动力电池1、外部电路组件2、供电控制模块3，、电池管理系统4、其中外部电路组件中包括DC/DC模块21和低压供电电池22，DC/DC模块21将动力电池1输出的电压转换为低压，并与低压供电电池22并联，通过供电控制模块3向电池管理系统4供电。供电控制模块3中包括启动开关31、第一低压继电器32、第二低压继电器33、高压继电器34，启动开关31为双路开关，用于启动电池管理系统4，继电器均为常开型。在启动开关31和DC/DC模块21输入端负极之间串接熔断器35，可防止在按下启动开关时电流过大损伤动力电池1和DC/DC模块21。
按下启动开关后，DC/DC模块21开始工作向电池管理系统4供电，同时电池管理系统4启动，通过Relay1_out+和Relay2_out+端输出信号主动闭合第一低压继电器32和第二低压继电器33的输出回路，高压继电器34输出回路也随之闭合，实现DC/DC模块21及低压供电的自动保持，此时可放开启动开关31。在动力电池1进行长时间充电后，电池已经充满电，可以在停止高压连接后通过电池管理系统4的Relay1_out+端输出信号断开第一低压继电器32，切断低压供电电源，使动力电池系统完全停止工作。在电池出现过放电、电池过温、电池异常时，可根据电池管理系统的安全保护策略，通过Relay2_out+端输出信号控制第二低压继电器33输出回路断开，进而控制高压继电器34断开动力电池1与外部电路组件2的连接，等待电池的检修维护。
在DC/DC模块21、低压供电电池22正极与供电控制模块34的连接间分别串接二极管D1和D3对电路起到反向保护的作用。在使用充电机23对动力电池1充电并向电池管理系统4提供低压电源时，串接二极管D2进行保护。在切断电源开关36时，断开与电源负极端的连接，可实现动力电池系统的强制停机。
本实用新型未具体介绍的部分均为本领域成熟技术，在此不赘述。
    以上为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种动力电池系统的智能供电电路，包括动力电池（1）、电池管理系统（4）、外部电路组件（2），其特征在于：还包括实现动力电池系统无源启动及低压供电的智能切断和动力电池保护的供电控制模块（3）；所述动力电池通过供电控制模块（3）与外部电路组件（2）连接；所述外部电路组件（2）包括低压供电电池（32）及动力电池系统启动后转换动力电池能量为低压供电电池充电的DC/DC模块（21）； 该DC/DC模块（21）输出端还连接至低压供电电池（22）输出端，其输出端正负两极分别与低压供电电池（22）输出端正负两极并联，为电池管理系统（4）供电；电池管理系统（4）监测动力电池（1）的状态。
2.依据权利要求1所述动力电池系统的智能供电电路，其特征在于：所述供电控制模块包括启动开关（31），所述启动开关为双路开关，其中一个支路连接在DC/DC模块（21）输入端负极与动力电池（1）负极之间，另一个支路连接在DC/DC模块（21）输出端正极与电池管理系统（4）的电源输入端正极之间；所述DC/DC模块（21）输出端的负极与电池管理系统（4）电源输入端负极连接。
3.依据权利要求2所述动力电池系统的智能供电电路，其特征在于：所述供电控制模块（3）包括高压继电器（34）、第一低压继电器（32）、第二低压继电器（33）；所述第一低压继电器（32）、第二低压继电器（33）输入端的正极分别与电池管理系统（4）的输出端Relay1_out+、Relay2_out+连接，输入端的负极与接地端连接，受电池管理系统（4）控制触点闭合或断开；所述第一低压继电器（32）、第二低压继电器（33）、高压继电器（34）均为常开型；所述第一低压继电器（32）的输出回路一端与电池管理系统电源输入端正极连接，另一端与外部电路组件低压输出端正极连接；所述第二低压继电器（33）的输出回路接在高压继电器（34）输入端负极与接地端之间；所述高压继电器（34）的输出回路的一端连接动力电池（1）的负极，另一端连接外部电路组件（2）高压输入端负极。
4.依据权利要求1所述动力电池系统的智能供电电路，其特征在于：所述     供电控制模块（3）包括串接在启动开关（31）和DC/DC输入端负极之间的熔断器（35）。
5.依据权利要求1所述动力电池系统的智能供电电路，其特征在于：所述  供电控制模块（3）包括用于表示供电控制模块工作状态的指示灯电路；所述指示灯电路包括负极与接地端连接的LED灯以及与LED灯串联的电阻R0，电阻R0的另一端与电池管理系统电源输入端正极连接。
6.依据权利要求1所述动力电池系统的智能供电电路，其特征在于：还包括电源开关（36）；所述电源开关（36）串联接入外部电路组件（2）低压输出端负极与接地端之间。
7.依据权利要求1所述动力电池系统的智能供电电路，其特征在于，所述     供电控制模块（3）还包括二极管D1和二极管D3；在DC/DC模块（21）输出端正极与启动开关（31）的连接中串联接入所述二极管D1，二极管D1的正极与DC/DC模块（21）输出端正极连接，二极管D1的负极与启动开关（31）连接；在低压供电电池（22）输出端正极与启动开关（31）的连接中串联接入所述二极管D3，二极管D3的正极与低压供电电池（22）输出端正极连接，二极管D3的负极与启动开关（31）连接。
8.依据权利要求7所述动力电池系统的智能供电电路，其特征在于：所述外部电路组件（2）还包括充电机（23）；所述供电控制模块（3）还包括二极管D2；所述充电机（23）低压输出端的负极连接低压供电电池（22）输出端负极；所述二极管D2的正极与充电机（23）低压输出端的正极连接，二极管D2的负极连接到二极管D1和二极管D3的负极；充电机（23）的高压输出端正极与动力电池（1）正极连接，充电机（23）的高压输出端负极通过高压继电器（34）的输出回路与动力电池（1）负极连接。
9.依据权利要求8所述动力电池系统的智能供电电路，其特征在于：低压供电电池（22）采用铅酸电池或直接采用开关电源。
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