CN209141920U - 充电电路及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种充电电路及电动汽车，用于为蓄电池充电，包括加热模块、温度采样模块、电池管理模块、第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块，电池管理模块包括采样端和控制信号输出端。通过第一温度采样模块检测加热模块的温度，随后电池管理模块依据温度控制第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块的导通与关断。本实用新型用于解决现有加热电池时温度过高后加热组件还持续加热的技术问题，从而实现充电电路加热控制的准确性，避免蓄电池加热时温度异常还持续加热的情况。

Description

充电电路及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，特别涉及充电电路及电动汽车。

背景技术

现有的电动车在低温环境下充电很慢，而且性能较差，因此，很多电池会采用额外给电池加热的方式来保证电池的正常工作。

而在给电池加热时，采用直接在电池周围贴附加热膜或者缠绕加热膜的方式来给电池加热，通过检测电池的温度来判断电池是否处于低温环境，从而控制加热与否，此时可能会出现电池温度过高还持续加热的情况，容易缩短电池寿命。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种充电电路，旨在解决现有蓄电池加热时温度异常还持续加热的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种充电电路，用于为蓄电池充电，所述充电电路包括：

加热模块、第一温度采样模块、电池管理模块、第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块，所述电池管理模块包括采样端和控制信号输出端；

所述第一开关模块的输入端与所述蓄电池的正极连接，所述第一开关模块的输出端与所述第三开关模块的输入端连接，所述第一开关模块与所述第三开关模块的连接节点与外部电源的第一端连接；所述第三开关模块的输出端与所述加热模块的输入端连接，所述加热模块的输出端与所述第二开关模块的输入端连接，所述加热模块与所述第二开关模块的连接节点与外部电源的第二端连接，所述第二开关模块的输出端与所述蓄电池的负极连接；所述第一温度采样模块与所述加热模块贴合设置；所述电池管理模块的采样端与所述第一温度采样模块的输出端连接；所述电池管理模块的控制信号输出端分别与所述第一开关模块的受控端、所述第二开关模块的受控端和所述第三开关模块的受控端连接；

所述加热模块，用于为所述蓄电池加热；

所述温度采样模块，用于采集所述加热模块的温度，并发送至所述电池管理模块；

所述电池管理模块，用于在所述加热模块的温度低于预设的低温保护阈值时，控制所述第一开关模块和所述第二开关模块关断，所述第三开关模块开启，以通过所述加热模块给所述蓄电池加热；在所述加热模块的温度达到目标温度值时，控制第一开关模块和第二开关模块进入开启状态，控制所述第三开关模块关断，以停止对所述蓄电池加热，外部电源开始给所述蓄电池充电；在所述加热模块的温度高于预设的高温保护阈值时，控制所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述第三开关模块关断，以停止对蓄电池加热。

优选地，所述充电电路还包括第二温度采样模块，所述第二温度采样模块与所述蓄电池贴合设置，所述电池管理模块还与监控平台连接；

所述第二温度采样模块，用于采集蓄电池的实时温度，并发送至所述电池管理模块；

所述电池管理模块，还用于在所述第三开关模块处于关断状态，且所述加热模块的温度上升速率大于所述蓄电池的温度上升速率时，输出报警信号，并将所述蓄电池的温度数据传输至监控平台；在所述第三开关模块处于开启状态，且所述加热模块的温度上升速率大于预设加热速率时，发出报警信号，并将所述蓄电池的温度数据传输至监控平台。

优选地，所述充电电路还包括高压采样模块，所述高压采样模块包括第一采样端和第二采样端，所述高压采样模块的第一采样端所述第三开关模块的输出端连接，所述高压采样模块的第二采样端与所述第二开关模块的输出端连接；所述电池管理模块的采样端与所述高压采样模块的采样端连接；

所述高压采样模块，用于采集所述加热模块的电压和所述蓄电池的电压，并发送至所述电池管理模块。

优选地，所述加热模块为加热膜或加热电阻。

优选地，所述第一开关模块为第一继电器，所述第二开关模块为第二继电器，所述第三开关模块为为第三继电器。

优选地，所述第一温度采样模块和第二温度采样模块为温度传感器。

优选地，所述高压采样模块为电压传感器。

优选地，所述电池管理模块为电源管理芯片。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种电动汽车，包括电池、充电机如上所述的充电电路，所述充电电路连接于所述电池与车载充电机之间。

本实用新型在用于为蓄电池充电的充电电路中设置加热模块、温度采样模块、电池管理模块、第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块，所述电池管理模块包括采样端和控制信号输出端。其中，首先所述加热模块为所述蓄电池加热，所述温度采样模块采集所述加热模块的温度，并发送至所述电池管理模块。随后，所述电池管理模块接收到所述温度采样模块采集所述加热模块的温度后，在所述加热模块的温度低于预设的低温保护阈值时，控制所述第一开关模块和所述第二开关模块关断，控制所述第三开关模块开启，以通过所述加热模块给所述蓄电池加热。另外，在所述加热模块的温度达到目标温度值时，控制第一开关模块和第二开关模块进入开启状态，控制所述第三开关模块关断，以停止对所述蓄电池加热，所述外部电源开始给所述蓄电池充电。在所述加热模块的温度高于预设的高温保护阈值时，控制所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述第三开关模块关断。此时，可以根据加热模块的温度的高低直接判断蓄电池是否超出预设温度，检测的结果较为准确，不会出现因蓄电池检测的温度过低而持续加热使得蓄电池损坏的情况，从而保证了蓄电池加热时的温度不会超出一定限度。本实用新型解决了现有蓄电池加热时温度异常还持续加热的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型充电电路一实施例的模块示意图；

图2为本实用新型充电电路又一实施例的模块示意图；

图3为本实用新型充电电路的电路示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种充电电路，如图1所示，在一实施例中，充电电路一种充电电路，用于为蓄电池101充电，充电电路包括加热模块104、第一温度采样模块106、电池管理模块107、第一开关模块102、第二开关模块105 和第三开关模块103，电池管理模块107包括采样端和控制信号输出端。第一开关模块102的输入端与蓄电池101的正极连接，第一开关模块102的输出端与第三开关模块103的输入端连接，第一开关模块102与第三开关模块103的连接节点与外部电源的第一端S1连接。第三开关模块103的输出端与加热模块104的输入端连接，加热模块104的输出端与第二开关模块105的输入端连接，加热模块104与第二开关模块105的连接节点与外部电源的第二端 S2连接，第二开关模块105的输出端与蓄电池101的负极连接。第一温度采样模块106与加热模块104贴合设置，电池管理模块107的采样端与第一温度采样模块106的输出端连接，电池管理模块107的控制信号输出端分别与第一开关模块102的受控端、第二开关模块105的受控端和第三开关模块103 的受控端连接。

其中，加热模块104为蓄电池101加热，可以保证低温环境下电池的正常工作。温度采样模块106采集加热模块104的温度，并发送至电池管理模块107。其中，温度采样模块106采集加热模块104的温度可以实时检测加热模块104的温度，并能尽快的检测到发热异常情况，比检测蓄电池101的温度准确和及时，避免了检测蓄电池101时出现的蓄电池101加热故障，使得给蓄电池101加热的控制过程更加准确和及时。电池管理模块107在加热模块104的温度低于预设的低温保护阈值时，控制第一开关模块102和第二开关模块105关断，控制第三开关模块103开启，以通过加热模块104给蓄电池101加热，此时，预设的低温保护阈值一般根据环境和蓄电池101性能决定，避免了第一开关模块102、第二开关模块105和第三开关模块103同时导通出现的蓄电池101持续加热的可能性，可以避免了各种突发情况下加热过程异常导致的加热粘连，使得蓄电池101不会过热。在加热模块104的温度达到目标温度值时，控制第一开关模块102和第二开关模块105进入开启状态，控制第三开关模块103关断，以停止对蓄电池101加热，外部电源110 开始给蓄电池101充电，目标温度值为可以使蓄电池101正常工作的温度。在加热模块104的温度高于预设的高温保护阈值时，控制第一开关模块102、第二开关模块105和第三开关模块103关断，以停止对蓄电池101加热。本实施例中，通过检测加热模块104的温度，再通过电池管理模块107对第一开关模块102、第二开关模块105和第三开关模块103进行控制，避免了开关模块粘连导致的加热异常，从而使得蓄电池101不会超过正常工作温度。并且，通过检测加热模块104的温度可以使得反馈更为及时，可以在电池损伤之前发现加热异常，做出相应动作。

可选地，如图2所示，又一实施例中，充电电路还包括第二温度采样模块109，第二温度采样模块109与蓄电池101贴合设置，电池管理模块107还与监控平台连接。

在上述实施例中，温度采样模块106采集蓄电池101的实时温度，并发送至电池管理模块107。若第三开关模块103处于关断状态，即蓄电池101处于不加热状态时，电池管理模块107将加热模块104的温度与蓄电池101的温度比对，加热模块104的温度上升速率大于蓄电池101的温度上升速率，发出报警信号。并将电池的温度数据传输至监控平台。第三开关模块103处于开启状态，且加热模块的温度上升速率大于预设加热速率时，发出报警信号，并将所述蓄电池的温度数据传输至监控平台。此时，监控蓄电池101的异常更为及时和有效，通过多重手段判断异常，对比以前单一蓄电池101的温度判断，此时的判断更为准确和高效。并能及时提醒监控人员对应的蓄电池101的异常。

可选地，充电电路还包括高压采样模块108，高压采样模块108包括第一采样端和第二采样端，高压采样模块108的第一采样端第三开关模块103的输出端连接，高压采样模块108的第二采样端与第二开关模块105的输出端连接；电池管理模块107的采样端与高压采样模块的采样端连接。

其中，高压采样模块108采集加热模块104的电压和蓄电池101的电压，并发送至电池管理模块107，通过对比加热模块104的电压和蓄电池101的电压，可以判断第三开关模块103是否闭合，从而获知加热模块104是否加热蓄电池101。使得判断过程更加准确。

可选地，如图3所示，加热模块104为加热膜或加热电阻R1。

其中，采用加热模时，加热膜可以贴合电池设置，加热效果较好。加热电阻方便控制加热效果和检测温度。

可选地，第一开关模块102为第一继电器K1、第二开关模块105为第二继电器K2和第三开关模块103为第三继电器K3。

其中，第一开关模块102、第二开关模块105和第三开关模块103采用继电器使得控制过程较为简单，而且，继电器反应较为灵敏。

可选地，第一温度采样模块106为温度传感器J3和第二温度采样模块109 为温度传感器J4。

可选地，高压采样模块108为电压传感器J1和J2。

可选地，电池管理模块107为电源管理芯片U1。

其中，电源管理芯片U1带有电源管理系统，现有的一般通用的电源管理芯片即可实现本实用新型的功能。

以下结合图1、2、3对本实用新型的原理进行说明：

当电源管理芯片U1检测到的加热电阻R1的温度低于0℃时，控制第一继电器K1和第二继电器K2关断，控制第三继电器K3开启，以通过加热电阻R1给蓄电池101加热。在加热电阻R1的温度达到5℃时，控制第一继电器K1和第二继电器K2进入开启状态，控制所述第三继电器K3关断，以停止对蓄电池101加热，外部电源110开始给蓄电池101充电；在加热电阻R1 的温度高于5℃时，控制第一继电器K1、第二继电器K2和第三继电器K3关断，以停止对蓄电池101加热。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种电动汽车，包括电池、充电机以及如上的充电电路，充电电路连接于电池与车载充电机之间。

可以理解的是，由于在本实用新型电动汽车中使用了上述充电电路，因此，本实用新型电动汽车的实施例包括上述充电电路全部实施例的全部技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种充电电路，用于为蓄电池充电，其特征在于，所述充电电路包括：

加热模块、第一温度采样模块、电池管理模块、第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块，所述电池管理模块包括采样端和控制信号输出端；

所述第一开关模块的输入端与所述蓄电池的正极连接，所述第一开关模块的输出端与所述第三开关模块的输入端连接，所述第一开关模块与所述第三开关模块的连接节点与外部电源的第一端连接；所述第三开关模块的输出端与所述加热模块的输入端连接，所述加热模块的输出端与所述第二开关模块的输入端连接，所述加热模块与所述第二开关模块的连接节点与外部电源的第二端连接，所述第二开关模块的输出端与所述蓄电池的负极连接；所述第一温度采样模块与所述加热模块贴合设置；所述电池管理模块的采样端与所述第一温度采样模块的输出端连接；所述电池管理模块的控制信号输出端分别与所述第一开关模块的受控端、所述第二开关模块的受控端和所述第三开关模块的受控端连接；

所述加热模块，用于为所述蓄电池加热；

所述温度采样模块，用于采集所述加热模块的温度，并发送至所述电池管理模块；

所述电池管理模块，用于在所述加热模块的温度低于预设的低温保护阈值时，控制所述第一开关模块和第二开关模块关断，所述第三开关模块开启，以通过所述加热模块给所述蓄电池加热；在所述加热模块的温度达到目标温度值时，控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进入开启状态，控制所述第三开关模块关断，以停止对所述蓄电池加热，所述外部电源开始给所述蓄电池充电；在所述加热模块的温度高于预设的高温保护阈值时，控制所述第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块关断，以停止对蓄电池加热。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括第二温度采样模块，所述第二温度采样模块与所述蓄电池贴合设置，所述电池管理模块还与监控平台连接；

所述第二温度采样模块，用于采集蓄电池的实时温度，并发送至所述电池管理模块；

所述电池管理模块，还用于在所述第三开关模块处于关断状态，且所述加热模块的温度上升速率大于所述蓄电池的温度上升速率时，输出报警信号，并将所述蓄电池的温度数据传输至监控平台；在所述第三开关模块处于开启状态，且所述加热模块的温度上升速率大于预设加热速率时，发出报警信号，并将所述蓄电池的温度数据传输至监控平台。

3.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括高压采样模块，所述高压采样模块包括第一采样端和第二采样端，所述高压采样模块的第一采样端所述第三开关模块的输出端连接，所述高压采样模块的第二采样端与所述第二开关模块的输出端连接；所述电池管理模块的采样端与所述高压采样模块的采样端连接；

所述高压采样模块，用于采集所述加热模块的电压和所述蓄电池的电压，并发送至所述电池管理模块。

4.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述加热模块为加热膜或加热电阻。

5.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述第一开关模块为第一继电器，所述第二开关模块为第二继电器，所述第三开关模块为第三继电器。

6.如权利要求4所述的充电电路，其特征在于，所述第一温度采样模块和第二温度采样模块为温度传感器。

7.如权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述高压采样模块为电压传感器。

8.如权利要求7所述的充电电路，其特征在于，所述电池管理模块为电源管理芯片。

9.如权利要求1-8任一项所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路可集成于电源管理系统。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括电池、充电机以及如权利要求1-9任一项所述的充电电路，所述充电电路连接于所述电池与车载充电机之间。