CN209860626U - 一种短路保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种短路保护装置，应用于多串电池组(1)的电池管理系统，用于保护所述电池组和所述电池管理系统不受损伤，所述短路保护装置包括：串联于所述电池组所在的主回路中的开关单元(5)，电流采样单元(4)，与所述电流采样单元的输出端和所述开关单元的控制端相连的处理器(3)，硬件过流保护单元(6)，所述硬件过流保护单元包括比较器(62)、基准单元(61)和电流采样滤波单元(63)。当发生短路时，能够快速地切断主回路，从而能够可靠的保护电池管理系统和电池组的短路异常操作，且勿需增加主回路中的功率器件。
Description
技术领域
本实用新型涉及短路保护装置，尤其涉及一种应用于多串电池组的电池管理系统中，可以在发生短路时快速、可靠的切断电路的短路保护装置。
背景技术
电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，简称BMS)是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，可用于电动汽车、电瓶车、机器人、无人机等,电池管理系统通常具有短路保护装置，以防止短路时损坏电池及电路元件。
现有电池管理系统的短路保护装置包括开关单元、电流采样单元和处理器，开关单元串联在电池组所在的主回路中，电流采样单元与所述主回路相连，处理器分别与所述电流采样单元的输出端和所述开关单元的控制端相连。处理器通过电流采样单元检测主回路中的电流，通过软件分析判断，当检测到过流时，切断开关单元，保护电池管理系统和电池组不受损伤。此方案成本低，在低电压、大电池内阻的应用中，可以满足要求。但随着电池技术的发展，动力电池的容量越来越大，电压越来越高，内阻越来越小，在发生短路的异常时，反应速度就跟不上了，而且短路电流非常大，可达几百到几千安培，电池管理系统和电池组都有可能遭到不可逆转的损坏，并可能造成安全事故。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种短路保护装置，以解决现有技术存在的上述缺陷。
为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种短路保护装置，应用于多串电池组(1)的电池管理系统，用于保护所述电池组和所述电池管理系统不受损伤，所述短路保护装置包括：
开关单元(5)，串联于所述电池组所在的主回路中；
电流采样单元(4)，与所述主回路相连、用于采样所述主回路中的电流；
处理器(3)，分别与所述电流采样单元的输出端和所述开关单元的控制端相连，用于接收采样电流、通过软件处理后控制所述开关单元接通或断开；
所述短路保护装置还包括比较器(62)，所述比较器的一个输入端连接基准单元(61)，所述比较器的另一个输入端通过电流采样滤波单元(63)与所述电流采样单元(4)的输出端连接，所述比较器的输出端与所述开关单元(5)的控制端相连，所述比较器、基准单元及电流采样滤波单元构成一个硬件过流保护单元(6)。
正常当处理器检测到所述主回路过流时，切断开关单元，保护电池管理系统和电池组不受损伤；当负载短路时，硬件过流保护单元快速输出控制信号，禁止开关单元打开，断开负载系统，从而保护电池组和电池管理系统不受损伤。
在上述的短路保护装置中，优选地，所述电流采样滤波单元(63) 包括用于确定响应时间的第一电容，所述第一电容跨接于地和比较器的所述另一个输入端之间。
在上述的短路保护装置中，优选地，所述响应时间为20us-200us 中的任一数值。
在上述的短路保护装置中，优选地，所述开关单元(5)为MOS 管、可控硅或电磁开关。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
由于硬件的反应速度远远大于软件的反应速度，所以配置上述硬件过流保护单元后，当发生短路时，能够快速地切断主回路，断开负载系统，从而能够可靠的保护电池管理系统和电池组的短路异常操作。本实用新型勿需增加主回路中的功率器件，电路成本低。
附图说明
图1为短路保护装置的原理框图；
附图标记：1、多串电池组；2、负载系统；3、处理器；4、电流采样单元；5、开关单元；6、硬件过流保护单元；61、基准单元；62、比较器；63、电流采样滤波单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
请参照图1，本短路保护装置应用于多串电池组1的电池管理系统，用于保护所述电池组1和所述电池管理系统不受损伤。所述多串电池组1是多个单体电池串联构成的电池组。
本短路保护装置包括：处理器3，电流采样单元4，开关单元5，硬件过流保护单元6。
开关单元5串联于电池组1所在的主回路中。开关单元5可以为 MOS管、可控硅、电磁开关、复合管等。电流采样单元4与所述主回路相连、用于采样所述主回路中的电流。处理器3分别与所述电流采样单元4的输出端和所述开关单元5的控制端相连，用于接收采样电流、通过软件处理后控制所述开关单元5接通或断开。硬件过流保护单元6包括比较器62，所述比较器62的一个输入端连接基准单元61，所述比较器62的另一个输入端通过电流采样滤波单元63与所述电流采样单元4的输出端连接，所述比较器62的输出端与所述开关单元5的控制端相连，比较器62比较两个输入端的电压、并输出信号控制开关单元5。
正常当处理器3检测到所述主回路过流时，切断开关单元5，保护电池管理系统和电池组1不受损伤；当负载短路时，硬件过流保护单元6快速输出控制信号，禁止开关单元5打开，断开负载系统2，从而保护电池组1和电池管理系统不受损伤。
可以看出，配置上述硬件过流保护单元6后，由于硬件的反应速度远远大于软件的反应速度，当发生短路时，硬件过流保护单元6能够快速地切断主回路，断开负载系统2，从而能够可靠的保护电池管理系统和电池组1的短路异常操作。而且，在主回路中没有额外增加功率器件。
进一步电流采样滤波单元63包括用于确定响应时间的第一电容，所述第一电容跨接于地和比较器62的所述另一个输入端之间。通过第一电容的容量可以调节响应时间，容量越小，响应时间短。所述响应时间优选20us-200us中的任一数值。
上述通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本实用新型的内容，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员在本实用新型构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种短路保护装置，应用于多串电池组(1)的电池管理系统，用于保护所述电池组和所述电池管理系统不受损伤，所述短路保护装置包括：
开关单元(5)，串联于所述电池组所在的主回路中；
电流采样单元(4)，与所述主回路相连、用于采样所述主回路中的电流；
处理器(3)，分别与所述电流采样单元的输出端和所述开关单元的控制端相连，用于接收采样电流、通过软件处理后控制所述开关单元接通或断开；
其特征在于：所述短路保护装置还包括比较器(62)，所述比较器的一个输入端连接基准单元(61)，所述比较器的另一个输入端通过电流采样滤波单元(63)与所述电流采样单元(4)的输出端连接，所述比较器的输出端与所述开关单元(5)的控制端相连，所述比较器、基准单元及电流采样滤波单元构成一个硬件过流保护单元(6)。
2.根据权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于：所述电流采样滤波单元(63)包括用于确定响应时间的第一电容，所述第一电容跨接于地和比较器的所述另一个输入端之间。
3.根据权利要求2所述的短路保护装置，其特征在于：所述响应时间为20us-200us中的任一数值。
4.根据权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于：所述开关单元(5)为MOS管、可控硅或电磁开关。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920839962.4U CN209860626U (zh) | 2019-06-01 | 2019-06-01 | 一种短路保护装置 |
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| CN201920839962.4U CN209860626U (zh) | 2019-06-01 | 2019-06-01 | 一种短路保护装置 |
Publications (1)
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| CN209860626U true CN209860626U (zh) | 2019-12-27 |
Family
ID=68941996
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN209860626U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111509817A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-07 | 维沃移动通信有限公司 | 数据线和充电设备 |
| CN113363646A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-09-07 | 清华大学 | 电池机柜 |
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2019
- 2019-06-01 CN CN201920839962.4U patent/CN209860626U/zh active Active
Cited By (3)
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| CN111509817B (zh) * | 2020-05-29 | 2021-10-12 | 维沃移动通信有限公司 | 数据线和充电设备 |
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