CN204559108U - 电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构 - Google Patents

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吴玉锋
余兵
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Abstract

电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构，涉及电动汽车电池管理系统具有保护功能的输出口设计领域。它是为了实现对电动汽车电池管理系统的短路保护。它的电阻R3的另一端同时与开关三极管Q2的集电极和MOS管Q1的栅极连接；开关三极管Q2的集电极的基极同时与电阻R1的一端和电容C1的一端和电阻R2的一端连接；所述电阻R2的另一端同时与MOS管Q1的漏极和电阻Rload的一端连接；电阻Rload的另一端与电源E1的正极连接；MOS管Q1的源极同时与电源E1的负极、开关三极管Q2的发射极、电阻R1的另一端和电容C1的另一端连接。本发明创造适用于电动汽车电池管理系统的短路保护。

Description

电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构
技术领域
本实用新型涉及电动汽车电池管理系统具有保护功能的输出口设计领域。
背景技术
现有的电动汽车电池管理系统输出控制的短路保护基本用的一次性保险丝，或者自恢复保险丝。一次性保险丝，当发生短路保护时，保险丝烧毁有效的进行了保护，但是需要厂家专业人员再次更换保险丝才能正常使用，大大增加了人力成本跟操作难度。自恢复保险丝由于其自身的保护电流一般较小适合做过流保护，不适合用作短路保护，电动汽车的供电系统基本都是12V或者24V的大容量铅酸电池，瞬间短路电流可能上升至几十安培几百安培，所以自恢复保险丝往往不能进行瞬间大电流的短路保护，短路往往造成自恢复保险丝烧毁，需要返厂维修，增加产品售后成本。
发明内容
本发明是为了实现对电动汽车电池管理系统的短路保护，从而提供一种电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构。
电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构，它包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、MOS管Q1、开关三极管Q2、电容C1、电阻Rload和电源E1；
电阻R3的一端是外部控制信号接收端；所述电阻R3的另一端同时与开关三极管Q2的集电极和MOS管Q1的栅极连接；
开关三极管Q2的集电极的基极同时与电阻R1的一端和电容C1的一端和电阻R2的一端连接；所述电阻R2的另一端同时与MOS管Q1的漏极和电阻Rload的一端连接；电阻Rload的另一端与电源E1的正极连接；
MOS管Q1的源极同时与电源E1的负极、开关三极管Q2的发射极、电阻R1的另一端和电容C1的另一端连接。
本发明利用开关三极管的快速反应速度，既能有效的对输出短路进行保护，又能通过调整旁路电路C1的值调整三极管的反应时间从而避免上电瞬间容性负载的大电流冲击造成误保护。MOS管Q1被保护之后三极管能够利用电阻R1、电阻R2的分压原理有效的锁定保护状态，直至工作人员排除短路故障降管理系统重新启动，才能解除短路保护。本发明能够有效的对输出接口进行了短路保护。
附图说明
图1是本发明的电路连接示意图；
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构，它包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、MOS管Q1、开关三极管Q2、电容C1、电阻Rload和电源E1；
电阻R3的一端是外部控制信号接收端；所述电阻R3的另一端同时与开关三极管Q2的集电极和MOS管Q1的栅极连接；
开关三极管Q2的集电极的基极同时与电阻R1的一端和电容C1的一端和电阻R2的一端连接；所述电阻R2的另一端同时与MOS管Q1的漏极和电阻Rload的一端连接；电阻Rload的另一端与电源E1的正极连接；
MOS管Q1的源极同时与电源E1的负极、开关三极管Q2的发射极、电阻R1的另一端和电容C1的另一端连接。
具体实施方式二、本具体实施方式是具体实施方式一所述的电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构的进一步限定，电源E1为铅酸电池。
具体实施方式三、本具体实施方式是具体实施方式一或二所述的电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构的进一步限定，短路保护电流值通过MOS管Q1的内阻以及电阻R1和电阻R2设定。
具体实施方式四、本具体实施方式是具体实施方式三所述的电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构的进一步限定，短路保护的动作时间根据电阻R1、电阻R2和电容C1的时间常数设定。
具体实施方式五、本具体实施方式是具体实施方式一、二或四所述的电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构的进一步限定，电阻R3的阻值大于(R1//R2)*β；β为开关三极管Q2的放大倍数。
MOS管Q1的最大工作电流要大于实际输出电流，MOS管Q1的最大电流要大于短路保护电流，保护动作时间根据MOS管Q1瞬间功率设定。
工作原理：利用MOS管Q1的导通电阻在瞬间大电流时候产生的压降，如果压降使得电阻R1上的电压迅速大于0.7V，使得开关三极管Q2快速进入饱和状态，使得MOS管Q1的G极被拉低，MOS管Q1截止从而实现短路保护，且MOS管Q1截止后开关三极管Q2的基极电压通过电阻R1、电阻R2分压稳定在0.7V左右从锁定保护状态。
在系统上电的瞬间，由于电阻R2跟电容C1的充电时间常数大于MOS管Q1的控制开启时间，所以当MOS管Q1导通后，MOS管Q1基极的电压不足以使MOS管Q1导通。
当短路故障发生后，MOS管Q1电流急速增大，由于MOS管Q1的内阻，MOS管D、S之间的电压急速增大，使得三极管的基极电压上升进入饱和状态，MOS管Q1的控制端G被开关三极管Q2拉至低电平(三极管饱和压降0.3V左右)，使得MOS管Q1进入截止状态，开关三极管Q2利用电阻R1、电阻R2的分压锁定在饱和状态。从而达到短路保护，并且锁定的效果。有效的进行了短路保护，降低了短路造成的损失。

Claims (5)

1.电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构，其特征是：它包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、MOS管Q1、开关三极管Q2、电容C1、电阻Rload和电源E1；
电阻R3的一端是外部控制信号接收端；所述电阻R3的另一端同时与开关三极管Q2的集电极和MOS管Q1的栅极连接；
开关三极管Q2的集电极的基极同时与电阻R1的一端和电容C1的一端和电阻R2的一端连接；所述电阻R2的另一端同时与MOS管Q1的漏极和电阻Rload的一端连接；电阻Rload的另一端与电源E1的正极连接；
MOS管Q1的源极同时与电源E1的负极、开关三极管Q2的发射极、电阻R1的另一端和电容C1的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构，其特征在于电动汽车电池E1为铅酸电池。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构，其特征在于短路保护电流值通过MOS管Q1的内阻以及电阻R1和电阻R2设定。
4.根据权利要求3所述的电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构，其特征在于短路保护的动作时间根据电阻R1、电阻R2和电容C1的时间常数设定。
5.根据权利要求1、2或4所述的电动汽车电池管理系统中具有短路保护功能的输出口结构，其特征在于电阻R3的阻值大于(R1//R2)*β；β为开关三极管Q2的放大倍数。
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