CN206202016U - 一种动力电池充电保护电路及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种动力电池充电保护电路及汽车，其中动力电池充电保护电路包括：与充放电正负极端连接的动力电池；过压保护电路，过压保护电路包括：连接在动力电池正负极之间的第一继电器；与动力电池的正极连接的分压电路；将分压电路提供的第一电压与预设阈值电压进行比较的比较器，比较器的第一输入端接第一电压，第二输入端接预设阈值电压，输出端接第一继电器的控制端；在动力电池的电压小于或者等于预设保护电压时，比较器控制第一继电器断开；在动力电池的电压大于预设保护电压时，比较器控制第一继电器闭合，将动力电池短接。本实用新型可以在低成本的前提下，控制主回路保险熔断，从而保护动力电池不被过充，防止过充危险的发生。

Description

一种动力电池充电保护电路及汽车

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池充电保护电路及汽车。

背景技术

现有技术中为了解决在充电设备和电池管理系统失效的情况下，动力电池出现的过充问题，提供了一种解决方案，通过增加4个开关管和4路控制电路，实时监控动力电池的电压，对正负极的充电回路进行开关控制，达到保护动力电池的目的。但是该方案成本较高，控制复杂，且没有增加开关管的诊断机制，影响充电回路的过充防护作用。

实用新型内容

本实用新型提供一种动力电池充电保护电路及汽车，以解决现有技术中充放电回路在电池管理系统和充电设备都失效的情况下，无法起到过充防护作用以及现有的过充防护方案成本高，控制复杂的问题。

本实用新型提供一种动力电池充电保护电路，包括：

动力电池，所述动力电池的正极与充放电正极端连接，所述动力电池的负极与充放电负极端连接；

过压保护电路，所述过压保护电路包括：连接在所述动力电池正负极之间的第一继电器；与所述动力电池的正极连接的分压电路；将所述分压电路提供的第一电压与预设阈值电压进行比较的比较器，所述比较器的第一输入端接所述第一电压，第二输入端接所述预设阈值电压，输出端接所述第一继电器的控制端；

其中，在所述动力电池的电压小于或者等于预设保护电压时，所述比较器控制所述第一继电器处于断开状态；在所述动力电池的电压大于所述预设保护电压时，所述比较器控制所述第一继电器处于闭合状态，将所述动力电池的正负极短接。

其中，所述第一输入端为所述比较器的正相输入端，所述第二输入端为所述比较器的反相输入端；在所述动力电池的电压大于所述预设保护电压时，所述比较器的正相输入端和反相输入端之间的电压差大于零；在所述动力电池的电压小于或者等于所述预设保护电压时，所述比较器的正相输入端和反相输入端之间的电压差小于或者等于零。

其中，所述分压电路包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端连接至所述动力电池的正极，第二端连接至所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地；其中，所述比较器的第一输入端与所述第一电阻的第二端连接。

其中，所述动力电池充电保护电路还包括：

连接于所述动力电池正极与所述充放电正极端之间的并联电路，所述过压保护电路的分压电路通过所述并联电路与所述动力电池的正极连接，所述并联电路包括第一支路和与所述第一支路并联的第二支路，所述第一支路包括相串联的预充电阻和预充电继电器，所述第二支路包括正极继电器。

其中，所述预充电阻的第一端与所述动力电池的正极连接，所述预充电阻的第二端与所述预充电继电器的第一端连接，所述预充电继电器的第二端与所述过压保护电路的分压电路连接；所述正极继电器的第一端与所述动力电池的正极连接，所述正极继电器的第二端与所述分压电路连接。

其中，所述第一继电器的控制端与所述比较器连接，所述第一继电器的输出端与所述充放电负极端连接。

其中，所述动力电池充电保护电路还包括：

连接于所述动力电池负极与所述充放电负极端之间的负极继电器，所述负极继电器的第一端与所述动力电池的负极连接，所述负极继电器的第二端与所述第一继电器的输出端连接。

其中，所述第一继电器为电磁继电器。

其中，所述动力电池包括一个主回路保险丝和多组电池单元，所述主回路保险丝和多组电池单元串行连接。

本实用新型还提供一种汽车，所述汽车包括上述的动力电池充电保护电路。

本实用新型技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型技术方案，通过设置过压保护电路，利用分压电路来检测动力电池的电压，在动力电池的电压小于或者等于预设保护电压时，分压电路为比较器的第一输入端提供的电压值小于或者等于比较器的第二输入端获取的电压值，过压保护电路处于断开状态，动力电池保持充电过程，在动力电池的电压大于预设保护电压时，分压电路为比较器的第一输入端提供的电压值大于比较器的第二输入端获取的电压值，过压保护电路处于连通状态，此时动力电池的正负极短接，停止充电，可以在低成本的前提下，控制主回路保险熔断，从而保护动力电池不被过充，防止过充危险的发生。

附图说明

图1表示本实用新型实施例提供的动力电池充电保护电路示意图；

图2表示本实用新型实施例提供的动力电池充电保护电路的过压保护电路示意图。

其中图中：1、动力电池；11、主回路保险丝；12、电池单元；2、过压保护电路；21、第一继电器；22、分压电路；221、第一电阻；222、第二电阻；23、比较器；3、第一支路；31、预充电阻；32、预充电继电器；4、第二支路；41、正极继电器；5、负极继电器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种动力电池充电保护电路，如图1和图2所示，包括：

动力电池1，动力电池1的正极与充放电正极端连接，动力电池1的负极与充放电负极端连接；过压保护电路2，过压保护电路2包括：连接在动力电池1正负极之间的第一继电器21；与动力电池1的正极连接的分压电路22；将分压电路22提供的第一电压与预设阈值电压进行比较的比较器23，比较器23的第一输入端接第一电压，第二输入端接预设阈值电压，输出端接第一继电器21的控制端；

其中，在动力电池1的电压小于或者等于预设保护电压时，比较器23控制第一继电器21处于断开状态；在动力电池1的电压大于预设保护电压时，比较器23控制第一继电器21处于闭合状态，将动力电池1的正负极短接。

具体的，动力电池1的正极与充放电正极端连接，动力电池1的负极与充放电负极端连接。在动力电池1的正负极之间连接有过压保护电路2。

过压保护电路2包括：分压电路22，与分压电路22连接的比较器23，以及与比较器23连接的第一继电器21。其中分压电路22的输入端与动力电池1的正极连接，分压电路22的输出端与比较器23的第一输入端连接。分压电路22的输出端将获取的第一电压传递至比较器23的第一输入端，比较器23的第二输入端与一外部充电机连接，外部充电机为比较器23的第二输入端提供预设阈值电压，比较器23的输出端与第一继电器21的控制端连接。

当动力电池1的电压小于或者等于预设保护电压时，比较器23的第一输入端获取的第一电压小于或者等于比较器23的第二输入端获取的预设阈值电压，此时比较器23不导通，第一继电器21断开，过压保护电路2处于断路状态，动力电池1继续保持充电。

当动力电池1的电压大于预设保护电压时，比较器23的第一输入端获取的第一电压大于比较器23的第二输入端获取的预设阈值电压，此时比较器23导通，第一继电器21闭合，过压保护电路2处于连通状态，动力电池1的正负极短接，停止充电，可以在低成本的前提下，控制主回路保险熔断，从而保护动力电池1不被过充，防止过充危险的发生。

在本实用新型实施例中，如图1和图2所示，比较器23的第一输入端为比较器23的正相输入端，第二输入端为比较器23的反相输入端；在动力电池1的电压大于预设保护电压时，比较器23的正相输入端和反相输入端之间的电压差大于零；在动力电池1的电压小于或者等于预设保护电压时，比较器23的正相输入端和反相输入端之间的电压差小于或者等于零。

具体的，比较器23的第一输入端为正相输入端，比较器23的第二输入端为反相输入端，在动力电池1的电压大于预设保护电压时，正相输入端获取的分压电路22提供的电压大于反相输入端获取的预设阈值电压，此时比较器23的正相输入端和反相输入端之间的电压差大于零，比较器23处于导通状态，与比较器23的输出端连接的第一继电器21处于闭合状态，此时过压保护电路2处于连通状态，动力电池1的正负极短接，停止充电，可以在低成本的前提下，控制主回路保险熔断，从而保护动力电池1不被过充，防止过充危险的发生。

在动力电池1的电压小于或者等于预设保护电压时，正相输入端获取的分压电路22提供的电压小于或者等于反相输入端获取的预设阈值电压，此时比较器23的正相输入端和反相输入端之间的电压差小于或者等于零，比较器23处于非导通状态，与比较器23的输出端连接的第一继电器21处于断开状态，此时过压保护电路2处于断路状态，动力电池1保持充电。

在本实用新型实施例中，如图2所示，分压电路22包括：第一电阻221和第二电阻222，第一电阻221的第一端连接至动力电池1的正极，第二端连接至第二电阻222的第一端，第二电阻222的第二端接地；其中，比较器23的第一输入端与第一电阻221的第二端连接。

具体的，分压电路22包括第一电阻221和第二电阻222，其中第一电阻221的第一端与动力电池1的正极连接，第一电阻221的第二端与第二电阻222的第一端连接，同时第一电阻221的第二端与比较器23的第一输入端连接，第二电阻222的第二端接地，使得第二电阻222两端的电压值等于比较器23的第一输入端获取的第一电压值。

在本实用新型实施例中，如图1所示，动力电池充电保护电路还包括：

连接于动力电池1正极与充放电正极端之间的并联电路，过压保护电路2的分压电路22通过并联电路与动力电池1的正极连接，并联电路包括第一支路3和与第一支路3并联的第二支路4，第一支路3包括相串联的预充电阻31和预充电继电器32，第二支路4包括正极继电器41。

具体的，如图1和图2所示，在动力电池1的正极与充放电正极端之间设置有并联电路，过压保护电路2设置于充放电正极端和充放电负极端之间，且过压保护电路2的分压电路22通过并联电路与动力电池1的正极连接。分压电路22包括的第一电阻221的第一端与动力电池1的正极连接，由于分压电路22通过并联电路与动力电池1的正极连接，即第一电阻221的第一端通过并联电路与动力电池1的正极连接。

并联电路包括相并联的第一支路3和第二支路4，其中第一支路3包括预充电阻31和与预充电阻31串联的预充电继电器32，第二支路4包括正极继电器41，预充电阻31、预充电继电器32和正极继电器41这三个器件组成一并联结构，具体为：预充电阻31、预充电继电器32串联，在预充电阻31、预充电继电器32相串联之后，与正极继电器41并联。

进一步的，如图1和图2所示，预充电阻31的第一端与动力电池1的正极连接，预充电阻31的第二端与预充电继电器32的第一端连接，预充电继电器32的第二端与分压电路22连接；正极继电器41的第一端与动力电池1的正极连接，正极继电器41的第二端与分压电路22连接。

其中，预充电阻31的第一端与动力电池1的正极连接之后，第二端与预充电继电器32的第一端连接，预充电继电器32的第二端与分压电路22的第一电阻221的第一端连接。正极继电器41的第一端与动力电池1的正极连接，正极继电器41的第二端与分压电路22的第一电阻221的第一端连接。至此实现动力电池1、预充电阻31、预充电继电器32与过压保护电路2之间的连接，以及动力电池1、正极继电器41和过压保护电路2之间的连接。

需要说明的是，在动力电池1预充电过程中，为动力电池1充电的充电设备的电压缓慢上升到动力电池1的标准电压，在预充电过程中动力电池1的电压始终小于预设保护电压。因此在动力电池1预充电过程中过压保护电路2处于断开状态。在预充电过程中，预充电继电器32处于闭合状态，正极继电器41处于断开状态。第二电阻222两端的电压随着充电设备充电电压的升高而逐渐上升。

在动力电池1正常充电过程中，过压保护电路2处于断开状态，预充电继电器32处于断开状态，正极继电器41处于闭合状态，此时充放电正极端对应的电压值等于动力电池1对应的电压值。

在本实用新型实施例中，如图1和图2所示，第一继电器21的控制端与比较器23连接，第一继电器21的输出端与充放电负极端连接；动力电池充电保护电路还包括：连接于动力电池1负极与充放电负极端之间的负极继电器5，负极继电器5的第一端与动力电池1的负极连接，负极继电器5的第二端与第一继电器21的输出端连接。

具体的，过压保护电路2的第一继电器21的控制端与比较器23的输出端连接，第一继电器21的输出端与充放电负极端连接。在动力电池1的负极与充放电负极端之间设置有负极继电器5，其中负极继电器5的第一端与动力电池1的负极连接，负极继电器5的第二端与第一继电器21的输出端连接。

在动力电池1预充电过程中，预充电继电器32、负极继电器5处于闭合状态，正极继电器41处于断开状态；在动力电池1正常充电过程中，预充电继电器32处于断开状态，负极继电器5和正极继电器41处于闭合状态。

需要说明的是，本实用新型实施例中的第一继电器21为电磁继电器。在比较器23导通之后，第一继电器21的电磁铁接收电流后通电，把衔铁吸下，此时电磁铁与衔铁接触，使得第一继电器21处于闭合状态。在比较器23未导通时，电磁铁断电失去磁性，电磁铁与衔铁分离，使得第一继电器21处于断开状态。

动力电池1包括一个主回路保险丝11和多组电池单元12，主回路保险丝11和多组电池单元12串行连接。在动力电池1的正负极短接，主回路保险丝11熔断，电池单元12停止充电。

本实用新型实施例还提供一种汽车，包括上述的动力电池充电保护电路。通过上述动力电池充电保护电路可以在低成本的前提下，控制主回路保险熔断，从而保护动力电池不被过充，防止过充危险的发生。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池充电保护电路，其特征在于，包括：

动力电池，所述动力电池的正极与充放电正极端连接，所述动力电池的负极与充放电负极端连接；

过压保护电路，所述过压保护电路包括：连接在所述动力电池正负极之间的第一继电器；与所述动力电池的正极连接的分压电路；将所述分压电路提供的第一电压与预设阈值电压进行比较的比较器，所述比较器的第一输入端接所述第一电压，第二输入端接所述预设阈值电压，输出端接所述第一继电器的控制端；

其中，在所述动力电池的电压小于或者等于预设保护电压时，所述比较器控制所述第一继电器处于断开状态；在所述动力电池的电压大于所述预设保护电压时，所述比较器控制所述第一继电器处于闭合状态，将所述动力电池的正负极短接。

2.根据权利要求1所述的动力电池充电保护电路，其特征在于，

所述第一输入端为所述比较器的正相输入端，所述第二输入端为所述比较器的反相输入端；在所述动力电池的电压大于所述预设保护电压时，所述比较器的正相输入端和反相输入端之间的电压差大于零；在所述动力电池的电压小于或者等于所述预设保护电压时，所述比较器的正相输入端和反相输入端之间的电压差小于或者等于零。

3.根据权利要求1所述的动力电池充电保护电路，其特征在于，所述分压电路包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端连接至所述动力电池的正极，第二端连接至所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地；其中，所述比较器的第一输入端与所述第一电阻的第二端连接。

4.根据权利要求1所述的动力电池充电保护电路，其特征在于，所述动力电池充电保护电路还包括：

连接于所述动力电池正极与所述充放电正极端之间的并联电路，所述过压保护电路的分压电路通过所述并联电路与所述动力电池的正极连接，所述并联电路包括第一支路和与所述第一支路并联的第二支路，所述第一支路包括相串联的预充电阻和预充电继电器，所述第二支路包括正极继电器。

5.根据权利要求4所述的动力电池充电保护电路，其特征在于，所述预充电阻的第一端与所述动力电池的正极连接，所述预充电阻的第二端与所述预充电继电器的第一端连接，所述预充电继电器的第二端与所述过压保护电路的分压电路连接；所述正极继电器的第一端与所述动力电池的正极连接，所述正极继电器的第二端与所述分压电路连接。

6.根据权利要求1所述的动力电池充电保护电路，其特征在于，所述第一继电器的控制端与所述比较器连接，所述第一继电器的输出端与所述充放电负极端连接。

7.根据权利要求6所述的动力电池充电保护电路，其特征在于，所述动力电池充电保护电路还包括：

连接于所述动力电池负极与所述充放电负极端之间的负极继电器，所述负极继电器的第一端与所述动力电池的负极连接，所述负极继电器的第二端与所述第一继电器的输出端连接。

8.根据权利要求1所述的动力电池充电保护电路，其特征在于，所述第一继电器为电磁继电器。

9.根据权利要求1所述的动力电池充电保护电路，其特征在于，所述动力电池包括一个主回路保险丝和多组电池单元，所述主回路保险丝和多组电池单元串行连接。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至9任一项所述的动力电池充电保护电路。