CN207304062U - 一种锂电池系统自供电过放保护装置 - Google Patents

一种锂电池系统自供电过放保护装置 Download PDF

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尹静文
赵利涛
薛春丽
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Abstract

本实用新型涉及一种锂电池系统自供电过放保护装置,包括自供电保护模块,自供电保护模块包括主控制器和电源电路,主控制器还连接有双线圈继电器,双线圈继电器的一个常闭开关与钥匙开关串联;自供电保护模块还连接有锂电池管理模块,当锂电池组放电电压低于深度欠压保护阈值时,锂电池管理模块向主控制器发送隔离保护信号,主控制器接收所述隔离保护信号后控制所述双线圈继电器的常闭开关断开。该锂电池系统自供电过放保护装置在钥匙未拔除、或钥匙开关长期处于闭合状态时,如果电池管理系统自身仍持续消耗锂电池组的电量导致锂电池深度欠压,可切断钥匙开关的供电回路,使得锂电池组完全停止输出,由此可防止锂电池系统自供电时过放。

Description

一种锂电池系统自供电过放保护装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及锂电池管理技术,尤其是一种锂电池系统自供电过放保护装置。
背景技术
[0002]锂电池供电系统通常都需要电池管理系统BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)对 电池组充放电进行管理,传统的锂电池供电系统通常采用12 V的外部铅酸电池为电池管理 系统BMS提供低压电源,电池管理系统BMS控制锂电池组对高压负载的供电输出,由12V的铅 酸电池单独对电池管理系统供电以保证电池管理系统的可靠运行。随着动力锂电池的发展 和市场需求,目前,有的48V和72V动力锂电池采用锂电池本身为电池管理系统供电以省去 12V铅酸电池,自供电电路通常由动力锂电池组、BMS管理系统、DC/DC电源、继电器和电源开 关等部分组成,当动力锂电池组的电压过低时,由BMS管理系统控制锂电池组停止对高压负 载供电,防止锂电池组过放。但是,采用锂电池为电池管理系统自供电的电动汽车、电动车、 平衡车等产品,在BMS管理系统控制锂电池组停止对负载供电输出后,如果启动钥匙未拔 除、或钥匙开关长期处于闭合状态,锂电池组会持续为电池管理系统供电,即使电池欠压后 电池管理系统断开了锂电池的高压负载,电池管理系统自身仍持续消耗锂电池组的电量, 会导致锂电池深度欠压甚至零压,使得锂电池损坏甚至报废。 实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种锂电池系统自供电过放保护装置,用于防止锂电 池系统自供电过程中出现过放,提高锂电池系统的可靠性。
[0004]为了解决上述问题,本实用新型提供一种锂电池系统自供电过放保护装置,包括 自供电保护模块,所述自供电保护模块包括主控制器和与所述主控制器相连的电源电路, 所述控制器还连接有双线圈继电器,所述双线圈继电器的一个常闭开关与钥匙开关串联; 所述自供电保护模块还连接有锂电池管理模块,当锂电池组放电电压低于深度欠压保护阈 值时,所述锂电池管理模块向所述主控制器发送隔离保护信号,所述主控制器接收所述隔 离保护信号后控制所述双线圈继电器的常闭开关断开。
[0005] 本实用新型提供的锂电池系统自供电过放保护装置还具有以下技术特征:
[0006] 进一步地,所述主控制器还连接有隔离充电检测模块,所述隔离充电检测模块用 于与锂电池组的充电机相连,所述隔离充电检测模块检测到充电信号时所述主控制器控制 所述双线圈继电器的常闭开关断开闭合。
[0007] 进一步地,所述主控制器还连接有隔肖保护输入模块,所述隔禹保护信号通过所 述隔离保护输入模块传输给所述主控制器。
[0008] 进一步地,所述主控制器还连接有继电器状态检测模块和数据存储模块,所述主 控制器通过所述继电器状态检测模块监测所述双线圈继电器的工作状态并将监测数据存 储至所述数据存储模块。
[0009] 进一步地,所述主控制器还连接有继电器驱动模块、CAN通信模块和声光报警模 块。
[0010]本实用新型具有如下有益效果:该锂电池系统自供电过放保护装置通过设置与主 控制器相连的双线圈继电器,双线圈继电器的一个常闭开关与钥匙开关串联,锂电池正常 工^时,与钥匙开关串联的双线圈继电器的常闭开关保持闭合,可由钥匙开关控制锂电池 对高压负载供电;当钥匙未拔除、或钥匙开关长期处于闭合状态时,如果电池管理系统自身 仍持续消耗锂电池组的电量导致锂电池深度欠压,主控制器通过双线圈继电器切断钥匙开 关的供电回路,使得锂电池组完全停止输出,由此可防止锂电池系统自供电时过放。
附图说明
[0011]图1为本实用新型实施例中的锂电池系统自供电过放保护装置的结构框图;
[0012]图2为本实用新型实施例的锂电池系统自供电过放保护装置的使用状态示意图; [0013]图3为本实用新型实施例中的电源电路的结构示意图;
[00M]图4为本实用新型实施例中的隔离充电检测模块的结构示意图;
[0015]图5为本实用新型实施例中的隔离保护输入模块的结构示意图;
[0016]图6为本实用新型实施例中的继电器状态检测模块的结构示意图;
[0017]图7为本实用新型实施例中的继电器驱动模块的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是,在不冲 突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0019] 如图1至图7所示的本实用新型的锂电池系统自供电过放保护装置的一个实施例 中,该锂电池系统自供电过放保护装置包括自供电保护模块,自供电保护模块100包括主控 制器10和与主控制器10相连的电源电路11,控制器10还连接有双线圈继电器20,双线圈继 电器20的一个常闭开关21与钥匙开关30串联;所述自供电保护模块还连接有锂电池管理模 块40,当锂电池组放电电压低于深度欠压保护阈值时,锂电池管理模块40向主控制器10发 送隔离保护信号,主控制器10接收所述隔离保护信号后控制双线圈继电器20的常闭开关断 开以切断钥匙开关的供电回路。该实施例中的锂电池系统自供电过放保护装置通过设置与 主控制器相连的双线圈继电器,双线圈继电器的一个常闭开关与钥匙开关串联,锂电池正 常工作时,与钥匙开关串联的双线圈继电器的常闭开关保持闭合,可由钥匙开关控制锂电 池对高压负载供电;当钥匙未拔除、或钥匙开关长期处于闭合状态时,如果电池管理系统自 身仍持续消耗锂电池组的电量导致锂电池深度欠压,主控制器通过双线圈继电器切断钥匙 开关的供电回路,使得锂电池组完全停止对外输出,由此可防止锂电池系统自供电时过放。
[0020] 具体而言,上述实施例中的钥匙开关连接有48/12DC模块以将锂电池组的48V高压 转换为12V为锂电池管理模块(BMS- BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) 40供电,该48/12DC模块 同时与电源电路11的输入端连接,电源电路11容易将12V直流电源转换为3.3V直流电源为 主控制器10提供3.3V或12V的电源,优选地,主控制器10采用32位微控制器STM32F103RBT6 芯片。如图2所示,锂电池管理模块(BMS- BATTERY MANAGEMENT SYSTEMM0还连接有放电继 电器41和预充电继电器42,放电继电器41的开关串联在锂电池组50的高压输出电路中,预 充电继电器42的开关与放电继电器41的开关并联;当锂电池组50的电压低于保护阈值时, 主控制器10通过放电继电器41控制高压负载电路断开,停止对高压负载供电,此内容为锂 电池管理中的常规技术,在此不再赘述,本申请的改进在于,通过设置自供电保护模块,巧 妙地利用了双线圈继电器的工作特点实现对钥匙开关电路的控制,可防止锂电池高压负载 断开后因电池管理系统持续消耗锂电池的电量导致锂电池组深度过放,提高锂电池系统自 供电的可靠性。
[0021]在上述实施例中,该锂电池系统自供电过放保护装置还具有以下技术特征:优选 地,主控制器10还连接有隔离充电检测模块12,隔离充电检测模块12用于与锂电池组50的 充电机51相连,隔离充电检测模块12检测到充电信号时主控制器10控制双线圈继电器20的 常闭开关断开闭合,由此使得钥匙开关的供电回路导通为电池管理模块供电,保证锂电池 组恢复正常的充电、放电功能。优选地,主控制器10还连接有隔离保护输入模块13,所述隔 离保护信号通过隔离保护输入模块13传输给主控制器10。优选地,主控制器10还连接有继 电器状态检测模块14和数据存储模块15,主控制器10通过继电器状态检测模块14监测双线 圈继电器20的工作状态并将监测数据存储至数据存储模块15。主控制器10还连接有继电器 驱动模块16、CAN通信模块17和声光报警模块18。
[0022] 在上述实施例中,如图3所示的电源电路11的一个示例,图4所示的隔离充电检测 模块12的一个示例,图5所示的隔离保护输入模块13的一个示例,图6所示的继电器状态检 测模块14的一个示例,以及图7所示的继电器驱动模块16的一个示例,本申请中的电源电 路、隔离充电检测模块、隔离保护输入模块、继电器状态检测模块、继电器驱动模块等的具 体电路结构是本领域技术人员可以根据主控制器型号、双线圈继电器型号进行设计或选择 的,在此不再赘述。
[0023]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制; 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等 同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种锂电池系统自供电过放保护装置,包括自供电保护模块,所述自供电保护模块 包括主控制器和与所述主控制器相连的电源电路,其特征在于,所述控制器还连接有双线 圈继电器,所述双线圈继电器的一个常闭开关与钥匙开关串联;所述自供电保护模块还连 接有锂电池管理模块,当锂电池组放电电压低于深度欠压保护阈值时,所述锂电池管理模 块向所述主控制器发送隔离保护信号,所述控制器接收所述隔离保护信号后控制所述双线 圈继电器的常闭开关断开。
2. 根据权利要求1所述的锂电池系统自供电过放保护装置,其特征在于:所述主控制器 还连接有隔离充电检测模块,所述隔离充电检测模块用于与锂电池组的充电机相连,所述 隔离充电检测模块检测到充电信号时所述主控制器控制所述双线圈继电器的常闭开关断 开闭合。
3. 根据权利要求2所述的锂电池系统自供电过放保护装置,其特征在于:所述主控制器 还连接有隔离保护输入模块,所述隔离保护信号通过所述隔离保护输入模块传输给所述主 控制器。
4. 根据权利要求3所述的锂电池系统自供电过放保护装置,其特征在于:所述主控制器 还连接有继电器状态检测模块和数据存储模块,所述主控制器通过所述继电器状态检测模 块监测所述双线圈继电器的工作状态并将监测数据存储至所述数据存储模块。
5. 根据权利要求4所述的锂电池系统自供电过放保护装置,其特征在于,所述主控制器 还连接有继电器驱动模块、CAN通信模块和声光报警模块。
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