CN208127359U - 电池加热回路防粘连检测保护电路和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池加热回路防粘连检测保护电路和系统，包括设置在电池加热回路中并且依次相连接的加热继电器、限流电路、分流器以及加热接触器；限流电路用于限制加热回路的电流，从而防止加热回路由于频繁开断或短路而产生冲击电流或浪涌电流；分流器用于检测加热回路中的电流。本实用新型可以防止电池的加热继电器在电池加热过程中发生粘连，从而支持充电加热和放电加热，即在行车过程中也可以加热，且降低了粘连风险。

Description

电池加热回路防粘连检测保护电路和系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是电池加热回路防粘连检测保护电路和系统。

背景技术

现有技术中，磷酸铁锂电池的低温特性差强人意，如图3所示，电压和容量衰减快。一般在我国靠北的地方(冬天室外温度可达零下二三十度)，给电池充电前需要启动加热功能使电池达到合适的温度再开始充电。例如，利用电池系统的高压通过加热继电器控制加热装置进行加热。但是在加热过程中，频繁开断或加热回路短路会产生瞬间的浪涌电流和冲击电流，从而容易造成电池的加热继电器粘连。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供电池加热回路防粘连检测保护电路和系统，以解决电池在加热过程中，容易造成电池加热继电器粘连的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池加热回路防粘连检测保护电路，包括设置在电池加热回路中并且依次相连接的加热继电器、限流电路、分流器以及加热接触器；其中，所述加热继电器设置于电池的正极，所述加热接触器设置于所述电池的负极；

所述限流电路用于限制所述加热回路的电流；所述分流器用于检测所述加热回路中的电流。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述限流电路包括灭弧电感线圈以及反向并联于所述灭弧电感线圈两端的二极管。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括设置在所述电池加热回路中的熔断器，所述熔断器的一端连接所述加热继电器的负极，另一端连接所述限流电路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括设置在所述电池加热回路中的加热装置，所述加热装置分别与所述限流电路和所述分流器相连接。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述加热装置包括加热膜。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述加热膜采用PTC材质的PI 加热膜。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述分流器的负极连接所述加热装置，所述分流器的正极连接所述加热接触器的负极。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述分流器采用FL2-400A直流分流器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述加热接触器采用HFE18V-40/750-24-HL5。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电池加热回路防粘连检测保护系统，包括如上所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，还包括电池管理系统BMS。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供了一种电池加热回路防粘连检测保护电路和系统，包括设置在电池加热回路中并且依次相连接的加热继电器、限流电路、分流器以及加热接触器；限流电路用于限制加热回路的电流，从而防止加热回路由于频繁开断或短路而产生冲击电流或浪涌电流；分流器用于检测加热回路中的电流。可以防止电池的加热继电器在电池加热过程中发生粘连，从而支持充电加热和放电加热，即在行车过程中也可以加热，且降低了粘连风险。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池加热回路防粘连检测保护电路示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池加热回路防粘连检测保护电路原理图；

图3为现有的100Ah磷酸铁锂系电池低温放电曲线。

图标：

10-加热继电器；20-限流电路；30-分流器；40-加热接触器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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做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。

目前，磷酸铁锂电池的低温特性差强人意，如图3所示，电压和容量衰减快。一般在我国靠北的地方(冬天室外温度可达零下二三十度)，给电池充电前需要启动加热功能使电池达到合适的温度再开始充电。加热装置包括水冷板加热、PTC板加热和加热膜加热。一般地，利用电池系统的高压通过加热继电器控制加热装置加热过程中，频繁开断或加热回路短路会产生瞬间的浪涌电流和冲击电流，从而容易造成电池的加热继电器粘连。

基于此，本实用新型实施例提供的一种电池加热回路防粘连检测保护电路和系统，包括设置在电池加热回路中并且依次相连接的加热继电器、限流电路、分流器以及加热接触器；限流电路用于限制加热回路的电流，从而防止加热回路由于频繁开断或短路而产生冲击电流或浪涌电流；分流器用于检测加热回路中的电流。本实用新型可以防止电池的加热继电器在电池加热过程中发生粘连，从而支持充电加热和放电加热，即在行车过程中也可以加热，且降低了粘连风险。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种电池加热回路防粘连检测保护电路进行详细介绍。

图1示出了本实用新型实施例提供的电池加热回路防粘连检测保护电路示意图。

如图1所示，本实施例提供的一种电池加热回路防粘连检测保护电路，包括设置在电池加热回路中并且依次相连接的加热继电器10、限流电路20、分流器30以及加热接触器40；其中，加热继电器10设置于电池的正极，加热接触器40设置于电池的负极；

这里，加热回路的加热方式为高压加热，电池充电时从充电桩取电，放电时从电池系统取电，加热效率为10℃/h。

当电池加热回路有大电流通过时，限流电路20进行限流，例如将大电流消耗掉，从而防止电池加热回路由于频繁开断或短路而产生冲击电流或浪涌电流，以保证没有瞬间大电流冲击加热继电器10主触点，进而避免加热继电器10粘连；

分流器30是测量直流电流用的，根据直流电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成。分流器30实际就是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降，供直流电流表显示。

本实施例中，分流器30用于检测加热回路中的电流。在电池加热回路上增加一个分流器30，通过检验电池加热回路中的电流大小判断加热继电器10是否粘连。这里，分流器30还连接电池管理系统BMS。

BMS控制加热继电器10的断开与闭合，如果BMS下令断开加热继电器10后，并且在预设时间内仍检测到预设电流，这里预设时间可以根据需求设置，加热电流一般为5A，这里预设电流可以为2A，则判断为加热继电器10粘连。另外，BMS下令加热继电器10闭合后一定时间内，分流器 30无法检测到电流，则判断为加热装置断路。从而可以检测到加热继电器10粘连以及加热装置断路的状况，以便及时采取补救措施。起到电路保护的作用。

作为一种可实施的方式，限流电路20包括灭弧电感线圈以及反向并联于灭弧电感线圈两端的二极管。这里，灭弧电感线圈可选用200mH。

正常情况下，加热电流可以顺利通过灭弧电感线圈，电感的特性为通直流，阻交流，阻止电流阶跃性变化；当有瞬间大电流通过时，根据电感的特性，灭弧电感线圈会产生一个反电动势，反电动势使得二极管导通，从而消耗掉大电流，起到限流的作用，从而保证没有大电流通过加热继电器10，进而避免加热继电器10粘连。

进一步地，还包括设置在电池加热回路中的熔断器，熔断器的一端连接加热继电器10的负极，另一端连接限流电路20。

熔断器的作用为：当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中设置熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到了保护电路安全运行的作用。

进一步地，还包括设置在电池加热回路中的加热装置，加热装置分别与限流电路20和分流器30相连接。其中，加热装置包括加热膜。加热膜可以采用PTC材质的PI加热膜。PTC材质相当于一个正温度系数的电阻，当其温度即加热膜温度超过居里温度以后，其阻值会阶跃成无限大，形成一种近似断路的状态。

图2示出了本发明实施例提供的电池加热回路防粘连检测保护电路原理图。

如图2所示，加热继电器10的正极连接电池的正极，加热继电器10 的负极连接熔断器的一端，熔断器的另一端连接灭弧电感线圈以及二极管的一端，灭弧电感线圈以及二极管的另一端连接有加热膜，加热膜连接分流器30的负极，分流器30的正极连接加热接触器40的负极，加热接触器 40的正极连接电池的负极。

具体地，分流器30可以采用FL2-400A直流分流器30。加热接触器40 可以采用HFE18V-40/750-24-HL5。需要说明的是，这里的加热继电器10 可以选用额定电流为40A，并且具有30A的保险。另外，熔断器的选型原则上额定电流要小于等于加热继电器10的额定电流。

本实施例还提供了一种电池加热回路防粘连检测保护系统，包括上述电池加热回路防粘连检测保护电路，还包括电池管理系统BMS。

BMS控制加热继电器10的断开与闭合，如果BMS下令断开加热继电器10后，并且在预设时间内仍检测到预设电流，这里预设时间可以根据需求设置，加热电流一般为5A，这里预设电流可以为2A，则判断为加热继电器10粘连。此时，BMS上报严重故障等级至整车控制器VCU，充电过程中要断开充电继电器，放电过程中要断开主继电器，粘连以后要有对应的处理措施。例如，充电过程可以立马断开，终止充电过程，检修后方可从新充电；放电过程可以发出警报，提醒司机行驶到检修地点进行检修，如超过设定时间阈值后仍处在行驶状态，在在短暂降功率行驶后，断开主继电器。另外，BMS下令加热继电器10闭合后一定时间内，分流器30无法检测到电流，则判断为加热装置断路。从而可以检测到加热继电器10粘连以及加热装置断路的状况，以便及时采取补救措施。起到电路保护的作用。

本实用新型实施例提供的电池加热回路防粘连检测保护系统，与上述实施例提供的电池加热回路防粘连检测保护电路具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本实用新型实施例提供了一种电池加热回路防粘连检测保护电路和系统，包括设置在电池加热回路中并且依次相连接的加热继电器、限流电路、分流器以及加热接触器；限流电路用于限制加热回路的电流，从而防止加热回路由于频繁开断或短路而产生冲击电流或浪涌电流；分流器用于检测加热回路中的电流。可以防止电池的加热继电器在电池加热过程中发生粘连，从而支持充电加热和放电加热，即在行车过程中也可以加热，且降低了粘连风险。

本实施例的电池加热回路防粘连检测保护电路是在常规的加热回路上增加了双层保护，限流电路(包括灭弧电感线圈和二极管)目的是消除瞬间大电流，可以理解成起到灭弧的作用，分流器则实时检测加热回路上的加热电流，即使加热继电器粘连，所有保护装置失效，也能有对应的措施断开高压系统，保证电池组的车辆的安全。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM， Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池加热回路防粘连检测保护电路，其特征在于，包括设置在电池加热回路中并且依次相连接的加热继电器、限流电路、分流器以及加热接触器；其中，所述加热继电器设置于电池的正极，所述加热接触器设置于所述电池的负极；

所述限流电路用于限制所述加热回路的电流；所述分流器用于检测所述加热回路中的电流。

2.根据权利要求1所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，其特征在于，所述限流电路包括灭弧电感线圈以及反向并联于所述灭弧电感线圈两端的二极管。

3.根据权利要求1所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，其特征在于，还包括设置在所述电池加热回路中的熔断器，所述熔断器的一端连接所述加热继电器的负极，另一端连接所述限流电路。

4.根据权利要求1所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，其特征在于，还包括设置在所述电池加热回路中的加热装置，所述加热装置分别与所述限流电路和所述分流器相连接。

5.根据权利要求4所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，其特征在于，所述加热装置包括加热膜。

6.根据权利要求5所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，其特征在于，所述加热膜采用PTC材质的PI加热膜。

7.根据权利要求4所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，其特征在于，所述分流器的负极连接所述加热装置，所述分流器的正极连接所述加热接触器的负极。

8.根据权利要求1所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，其特征在于，所述分流器采用FL2-400A直流分流器。

9.根据权利要求1所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，其特征在于，所述加热接触器采用HFE18V-40/750-24-HL5。

10.一种电池加热回路防粘连检测保护系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电池加热回路防粘连检测保护电路，还包括电池管理系统BMS。