CN204472586U - 基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置 - Google Patents

基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN204472586U
CN204472586U CN201520168147.1U CN201520168147U CN204472586U CN 204472586 U CN204472586 U CN 204472586U CN 201520168147 U CN201520168147 U CN 201520168147U CN 204472586 U CN204472586 U CN 204472586U
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
power supply
resistance
electric capacity
connects
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201520168147.1U
Other languages
English (en)
Inventor
周美兰
赵强
张宇
吴磊磊
伍文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin University of Science and Technology
Original Assignee
Harbin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin University of Science and Technology filed Critical Harbin University of Science and Technology
Priority to CN201520168147.1U priority Critical patent/CN204472586U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204472586U publication Critical patent/CN204472586U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Abstract

基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置，涉及一种电动汽车电源控制装置，避免了电动汽车电池组突然失压而造成汽车的稳定性和安全性能差的问题。本实用新型的采样电路用于采集电动汽车主电池组和辅助电池组的电流、电压和温度信号，采样电路通过A/D转换电路连接单片机控制电路，开关驱动电路的驱动信号输出端连接电池切换电路的开关控制信号输入端，电池切换电路的主电池组电源信号输入端连接电动汽车主电池组的电源信号输出端，电池切换电路的辅助电源信号输入端连接辅助电池组的电源信号输出端，电池切换电路的正负电源信号输出端之间并联有超级电容。本实用新型适用于电动汽车电源控制。

Description

基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车电源控制装置。
背景技术
随着环境污染和能源危机加重，电动汽车得到了飞速发展，同时电动汽车安全问题在全世界范围内受到可极大关注。动力电池组作为电动汽车的唯一动力来源，对电动汽车的安全性能有着重大影响。当电动汽车在高速公路上高速行驶时，如果动力电池组突然失压会对驾驶人员人身财产安全带来重大威胁，一套行之有效的失压防护装置可以有效的预防失压事故的发生。
发明内容
本实用新型是为了避免电动汽车电池组突然失压而造成汽车的稳定性和安全性能差的问题，提出了一种基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置。
本实用新型所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置，该装置包括采样电路、辅助电池组、电池切换电路、A/D转换电路、DC/DC变换电路、开关驱动电路、电源电路、单片机控制电路、CAN通信接口电路、CAN总线、显示电路和设置电路；
采样电路用于采集电动汽车主电池组和辅助电池组的电流、电压和温度信号，采样电路的信号输出端连接A/D转换电路的模拟信号输入端，A/D转换电路的数字信号输出端连接单片机控制电路的电池组的状态信号输入端，单片机控制电路的辅助电池组和电动汽车主电池组的开关控制信号输出端连接开关驱动电路的驱动控制信号输入端，开关驱动电路的驱动信号输出端连接电池切换电路的开关控制信号输入端，电池切换电路的主电池组电源信号输入端连接电动汽车主电池组的电源信号输出端，电池切换电路的辅助电源信号输入端连接辅助电池组的电源信号输出端，电池切换电路的正负电源信号输出端之间并联有超级电容；
辅助电池组的电源信号输出端还连接有DC/DC变换电路的信号输入端，DC/DC变换电路的信号输出端连接电源电路，所述电源电路用于为信号采集电路和单片机控制电路供电，单片机控制电路的CAN通信端口经CAN通信接口电路挂接在CAN总线上，显示电路和设置电路也挂接在CAN总线上。
本实用新型所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置在电动汽车行驶过程中对电池的电压、电流进行检测，在失压现象发生时自主切换到辅助电池组，同时能够对由于过温、过流造成的动力电池组故障进行防护，该装置采用辅助电池组供电，有效的防止了失压现象所引发的失控现象。
附图说明
图1为本实用新型所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置的电气原理框图；
图2为具体实施方式二所述的电池切换电路的电路结构示意图；
图3为具体实施方式三所述的CAN通信接口电路的电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置，该装置包括采样电路1、辅助电池组2、电池切换电路3、A/D转换电路4、DC/DC变换电路5、开关驱动电路6、电源电路7、单片机控制电路8、CAN通信接口电路9、CAN总线、显示电路10和设置电路11；
采样电路1用于采集电动汽车主电池组和辅助电池组2的电流、电压和温度信号，采样电路1的信号输出端连接A/D转换电路4的模拟信号输入端，A/D转换电路4的数字信号输出端连接单片机控制电路8的电池组的状态信号输入端，单片机控制电路8的辅助电池组和电动汽车主电池组的开关控制信号输出端连接开关驱动电路6的驱动控制信号输入端，开关驱动电路6的驱动信号输出端连接电池切换电路3的开关控制信号输入端，电池切换电路3的主电池组电源信号输入端连接电动汽车主电池组的电源信号输出端，电池切换电路3的辅助电源信号输入端连接辅助电池组2的电源信号输出端，电池切换电路3的正负电源信号输出端之间并联有超级电容7；
辅助电池组2的电源信号输出端还连接有DC/DC变换电路5的信号输入端，DC/DC变换电路5的信号输出端连接电源电路7，所述电源电路用于为信号采集电路1和单片机控制电路8供电，单片机控制电路8的CAN通信端口经CAN通信接口电路9挂接在CAN总线上，显示电路10和设置电路11也挂接在CAN总线上。
本实施方式所述的单片机控制电路实现数字量比较器的功能、温度、电流电压显示功能和设置的功能，均为现有单片机的常用固有功能，采样电路通过电压电流传感器采集电动汽车主电池组和辅助电池组的电流和电压，同时采用多个温度传感器采集采集电动汽车主电池组和辅助电池组的温度信号，为了传输方便，温度传感器采用DS18B20温度传感器，DS18B20是美国DALLS半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成数字信号供处理器处理。DS18B20电压范围在3.0V到5.5V，测温范围-55℃～125℃，在-10℃～+85℃时精度为±0.5℃。通过温度采集当遇到动力电池组温度异常时,在BMS温度保护启动前通过主动切换备用电池组避免了失压现象的产生，同时保障了电池组的使用寿命。电源电路，采用辅助电池组作为供电电源，经DC/DC变换电路变换降压处理，然后通过电源芯片产生控制电路和检测电路需要的稳定电压值。本实用新型电源电路为控制器和需要5V电压的芯片、传感器供电。5V电压转换电路通过LMZ10503芯片设计，该芯片具有15W最大输出功率，输出电流高达3A，输入电压范围在2.95至5.5V，满足电池输出电压对其的要求。拥有外部软启动、跟踪和高精度使能端，可以实现灵活的上电时序控制。此外该芯片还具有抗干扰能力强，效率高可以减少热量的产生的优点。
本实用新型采用辅助电池组设计的电源电路供电，避免了由于动力电池组失压造成的控制电路失控的现象，提高了装置的稳定性与安全性。本装置在采样电路中对工作电池组的电压、电流和温度进行采样，当某一指标超出额定范围设定值时可自主切换到备用电池组，在失压保护的同时，防止了电池组由于过流和过温造成断路失压的现象，一定程度上增强了电池组的使用寿命。
具体实施方式二、结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置的进一步说明，电池切换电路3包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2、开关管TV1、开关管TV2、二极管D1和二极管D2；
电感L1的一端同时连接电动汽车主电池组的正向电源信号输出端和电阻R1的一端，电感L1的另一端同时连接二极管D1的正极和开关管TV1的漏极，二极管D1的负极同时连接电阻R1的另一端和电容C1的一端，电容C1的另一端同时连接电容C2的一端和开关管TV1的源极，开关管TV1的栅极连接开关驱动电路6的一个驱动信号输出端，电容C2的另一端接地；
电感L2的一端同时连接辅助电池组2的正向电源信号输出端和电阻R2的一端，电感L2的另一端同时连接二极管D2的正极和开关管TV2的漏极，二极管D2的负极同时连接电阻R2的另一端和电容C3的一端，电容C3的另一端同时连接电容C4的一端和开关管TV2的源极，开关管TV2的栅极连接开关驱动电路6的另一个驱动信号输出端，电容C4的另一端接地；
辅助电池组2的负向电源信号输出端连接电动汽车主电池组的负向电源信号输出端。
本实施方式所述的电池切换电路采用功率开关管控制供电的电池组，避免了主电池组没电对汽车的影响，电动汽车电池组关断后要迅速接通辅助电池组，在快速切换过程中需要控制冲击电压和冲击电流的大小。当开关管开通时C3上的电荷通过R2释放，同时由于电感的存在减缓了电流的上升，在开关管关断时，负载电流向C3分流，减轻了开关管的负担。图中C2为超级电容，在开通与关断过渡过程中，超级电容即可以起到稳压的作用，也可以短暂供能提高了系统的稳定性。
具体实施方式三、结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一或具体实施方式二所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置的进一步说明，CAN通信接口电路9包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C5、电容C6、电容C7、高速光耦U1、高速光耦U2、总线接口芯片V1和电源VCC；
高速光耦U1和高速光耦U2均采用型号为6N137的光耦隔离芯片实现，总线接口芯片V1采用信号为PCA82C250的接口芯片实现；
电阻R3的一端与单片机控制电路8的一个CAN通信端口连接，电阻R3的另一端连接高速光耦U1的3号引脚，高速光耦U1的2号引脚同时连接电源VCC和电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端同时连接高速光耦U2的6号引脚和单片机控制电路8的另一个CAN通信端口，高速光耦U1的8号引脚同时连接高速光耦U1的7号引脚、电源VCC和电容C5的一端，电容C5的另一端连接电源地，高速光耦U1的6号引脚同时连接总线接口芯片V1的1号引脚和电阻R5的一端，电阻R5的另一端同时连接高速光耦U2的2号引脚和电源VCC，高速光耦U1的5号引脚连接电源地，高速光耦U2的3号引脚连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接总线接口芯片V1的4号引脚，高速光耦U2的8号引脚同时连接高速光耦U2的7号引脚、电源VCC和电容C6的一端，电容C6的另一端连接电源地，高速光耦U2的5号引脚连接电源地；总线接口芯片V1的3号引脚同时连接电容C7的一端和电源VCC，电容C7的另一端同时连接电阻R9的一端、总线接口芯片V1的2号引脚和电源地，电阻R9的另一端连接总线接口芯片V1的8号引脚，总线接口芯片V1的6号引脚连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接CAN总线，总线接口芯片V1的7号引脚连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接CAN总线。
本实施方式所述的CAN通信接口电路实现对CAN总线传输的网络信号和单片机的信号进行转换，这样避免了设置电路采用键盘时布线复杂的问题。且避免了环境的干扰。
CAN总线是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，CAN协议由德国的Robert Bosch公司开发，用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。它具备结构简单、高速、抗干扰、可靠、价位低等优势，应用CAN总线，可以减少车身布线，进一步节省了成本，广泛应用于汽车通信领域。CAN通信接口电路，采用PCA82C250总线接口芯片，该芯片是控制器与物理总线之间的接口，它是为汽车中的高速通信而设计的(达1Mbps)，该芯片的额定电源为5V，其可以提供对总线的差动发送和接受功能。利用高速光耦6N137实现光电隔离，提高了抗干扰能力，可以很好地应对汽车运行恶劣环境下的干扰。
单片机控制电路输出的开关信号经6N137光耦隔离，保证控制芯片不被干扰，高速光耦6N137芯片，它由一个850rm波长的LED和一个集成检测器组成，可实现输入和输出之间的电气隔离。

Claims (3)

1.基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置，其特征在于，该装置包括采样电路(1)、辅助电池组(2)、电池切换电路(3)、A/D转换电路(4)、DC/DC变换电路(5)、开关驱动电路(6)、电源电路(7)、单片机控制电路(8)、CAN通信接口电路(9)、CAN总线、显示电路(10)和设置电路(11)；
采样电路(1)用于采集电动汽车主电池组和辅助电池组(2)的电流、电压和温度信号，采样电路(1)的信号输出端连接A/D转换电路(4)的模拟信号输入端，A/D转换电路(4)的数字信号输出端连接单片机控制电路(8)的电池组的状态信号输入端，单片机控制电路(8)的辅助电池组和电动汽车主电池组的开关控制信号输出端连接开关驱动电路(6)的驱动控制信号输入端，开关驱动电路(6)的驱动信号输出端连接电池切换电路(3)的开关控制信号输入端，电池切换电路(3)的主电池组电源信号输入端连接电动汽车主电池组的电源信号输出端，电池切换电路(3)的辅助电源信号输入端连接辅助电池组(2)的电源信号输出端，电池切换电路(3)的正负电源信号输出端之间并联有超级电容(7)；
辅助电池组(2)的电源信号输出端还连接有DC/DC变换电路(5)的信号输入端，DC/DC变换电路(5)的信号输出端连接电源电路(7)，所述电源电路用于为信号采集电路(1)和单片机控制电路(8)供电，单片机控制电路(8)的CAN通信端口经CAN通信接口电路(9)挂接在CAN总线上，显示电路(10)和设置电路(11)也挂接在CAN总线上。
2.根据权利要求1所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置，其特征在于，电池切换电路(3)包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2、开关管TV1、开关管TV2、二极管D1和二极管D2；
电感L1的一端同时连接电动汽车主电池组的正向电源信号输出端和电阻R1的一端，电感L1的另一端同时连接二极管D1的正极和开关管TV1的漏极，二极管D1的负极同时连接电阻R1的另一端和电容C1的一端，电容C1的另一端同时连接电容C2的一端和开关管TV1的源极，开关管TV1的栅极连接开关驱动电路(6)的一个驱动信号输出端，电容C2的另一端接地；
电感L2的一端同时连接辅助电池组(2)的正向电源信号输出端和电阻R2的一端，电感L2的另一端同时连接二极管D2的正极和开关管TV2的漏极，二极管D2的负极同时连接电阻R2的另一端和电容C3的一端，电容C3的另一端同时连接电容C4的一端和开关管TV2的源极，开关管TV2的栅极连接开关驱动电路(6)的另一个驱动信号输出端，电容C4的另一端接地；
辅助电池组(2)的负向电源信号输出端连接电动汽车主电池组的负向电源信号输出端。
3.根据权利要求1或2所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置，其特征在于，CAN通信接口电路(9)包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C5、电容C6、电容C7、高速光耦(U1)、高速光耦(U2)、总线接口芯片(V1)和电源VCC；
高速光耦(U1)和高速光耦(U2)均采用型号为6N137的光耦隔离芯片实现，总线接口芯片(V1)采用信号为PCA82C250的接口芯片实现；
电阻R3的一端与单片机控制电路(8)的一个CAN通信端口连接，电阻R3的另一端连接高速光耦(U1)的3号引脚，高速光耦(U1)的2号引脚同时连接电源VCC和电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端同时连接高速光耦(U2)的6号引脚和单片机控制电路(8)的另一个CAN通信端口，高速光耦(U1)的8号引脚同时连接高速光耦(U1)的7号引脚、电源VCC和电容C5的一端，电容C5的另一端连接电源地，高速光耦(U1)的6号引脚同时连接总线接口芯片(V1)的1号引脚和电阻R5的一端，电阻R5的另一端同时连接高速光耦(U2)的2号引脚和电源VCC，高速光耦(U1)的5号引脚连接电源地，高速光耦(U2)的3号引脚连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接总线接口芯片(V1)的4号引脚，高速光耦(U2)的8号引脚同时连接高速光耦(U2)的7号引脚、电源VCC和电容C6的一端，电容C6的另一端连接电源地，高速光耦(U2)的5号引脚连接电源地；总线接口芯片(V1)的3号引脚同时连接电容C7的一端和电源VCC，电容C7的另一端同时连接电阻R9的一端、总线接口芯片(V1)的2号引脚和电源地，电阻R9的另一端连接总线接口芯片(V1)的8号引脚，总线接口芯片(V1)的6号引脚连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接CAN总线，总线接口芯片(V1)的7号引脚连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接CAN总线。
CN201520168147.1U 2015-03-24 2015-03-24 基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置 Expired - Fee Related CN204472586U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520168147.1U CN204472586U (zh) 2015-03-24 2015-03-24 基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520168147.1U CN204472586U (zh) 2015-03-24 2015-03-24 基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204472586U true CN204472586U (zh) 2015-07-15

Family

ID=53628368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520168147.1U Expired - Fee Related CN204472586U (zh) 2015-03-24 2015-03-24 基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204472586U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105383320A (zh) * 2015-12-08 2016-03-09 上海航天电源技术有限责任公司 一种用于电动汽车电池管理系统备选电源系统及使用方法
CN106004501A (zh) * 2016-07-07 2016-10-12 宁波市江北九方和荣电气有限公司 一种动力电池与超级电容连接系统及控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105383320A (zh) * 2015-12-08 2016-03-09 上海航天电源技术有限责任公司 一种用于电动汽车电池管理系统备选电源系统及使用方法
CN105383320B (zh) * 2015-12-08 2018-04-03 上海航天电源技术有限责任公司 一种用于电动汽车电池管理系统备选电源系统及使用方法
CN106004501A (zh) * 2016-07-07 2016-10-12 宁波市江北九方和荣电气有限公司 一种动力电池与超级电容连接系统及控制方法
CN106004501B (zh) * 2016-07-07 2018-04-06 宁波市江北九方和荣电气有限公司 一种动力电池与超级电容连接系统及控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101908771A (zh) 一种线性电路中实现电池快慢充的电路及充电控制方法
CN207234495U (zh) 充电装置与系统
CN204472586U (zh) 基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置
CN101814727B (zh) 永磁电机高转速限流电路
CN103378588B (zh) 一种新能源汽车高压电器盒
CN203456930U (zh) 复合能源系统
CN107069902A (zh) 用于电池管理系统的供电电路
CN202678988U (zh) 一种智能电源控制系统
CN204681247U (zh) 电动汽车电机控制器的预充电装置
CN102769153B (zh) 一种电池组充电方法及其实现装置
CN204156568U (zh) 一种太阳能充电防倒灌控制器
CN204156567U (zh) 一种数字控制式太阳能充电控制器
CN207124475U (zh) 储能系统
CN206742917U (zh) 储能系统
CN212258464U (zh) 一种蓝牙耳机双路充电盒
CN201640863U (zh) 一种太阳能包
CN202127240U (zh) 一种锂电池充放电过充过放保护电路
CN204290388U (zh) 一种手机过充保护装置
CN204465077U (zh) 一种充电器及带有该充电器的移动电源
CN204425006U (zh) 智能移动充电系统充电转接装置
CN107591872A (zh) 太阳能汽车电池均衡系统
CN209016762U (zh) 一种充放电控制低压电源
CN203481896U (zh) 一种全断电电动车充电器
CN207265728U (zh) 一种太阳能汽车电池均衡系统
CN206293929U (zh) 八串电池并充的充电保护装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150715

Termination date: 20160324

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee