CN212811290U - 一种短路冲击保护电路及电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子电路技术领域，具体公开了一种短路冲击保护电路，包括电池组和主控单元，所述电池组与主控单元之间连接有电池检测信号线，所述电池检测信号线连接电池组的负极，所述电池组的负极连接地线；所述电池检测信号线与地线之间设有电压钳位电路和电压滤波电路；本实用新型主要针对电池管理系统前端检测电路进行改善，利用电压钳位电路将电压限制在较低水平，从而有效保护主控单元免受高压损坏，具有设计简单和成本低廉的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种短路冲击保护电路及电池管理系统。
背景技术
一直以来，安全性与可靠性是锂电池产品首要考虑的因素。随着锂电池应用日益广泛，人们对锂电池的安全性与可靠性也越来越重视，而锂电池的安全性与可靠性除了受自身的品质影响外，还受电池管理系统的影响。
锂电池在正负极短路瞬间，会产生很高的反向电动势，这是由于锂电池本身特性决定的。由于反向电动势过高，往往会存在损坏MOS和IC的风险。针对这种情况，常规的做法是在MOS或IC相关管脚并加TVS管或稳压管来吸收部分电压，以降低锂电池在正负极短路瞬间产生的反向电动势。该方式只能稳压在较高的电压值，无法保持两点之间很低的电压差，在大功率回路需要多个并联使用，生产成本较高。
实用新型内容
针对上述存在的锂电池在正负极短路瞬间产生的反向电动势损坏MOS和IC的问题以及现有解决方案成本较高的不足，本实用新型提供了一种短路冲击保护电路及电池管理系统，针对电池管理系统前端检测电路进行改善，利用电压钳位电路将电压限制在较低水平，从而有效保护主控单元免受高压损坏，具有设计简单和成本低廉的优点。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的具体方案如下：
一种短路冲击保护电路，包括电池组和主控单元，所述电池组与主控单元之间连接有电池检测信号线，所述电池检测信号线连接电池组的负极，所述电池组的负极连接地线；
所述电池检测信号线与地线之间设有电压钳位电路。
可选的，所述电池检测信号线与地线之间还设有电压滤波电路，电压滤波电路起到限流滤波作用，进一步提高电池组的安全性和可靠性。
可选的，所述电压钳位电路包括并联连接的第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管和第二二极管为反向设置，利用反向并联的第一二极管和第二二极管进行钳位，将电压限制在较低水平，从而有效保护IC免受高压损坏。
可选的，所述电压滤波电路包括串联连接的第一电阻和并联连接的第一电容，起到限流滤波作用。
可选的，所述电池组包括多个串联连接的电池单元，有多个电池单元串联形成电池组。
可选的，所述主控单元为模拟前端IC。
本申请还提供了一种电池管理系统，包括如上所述的短路冲击保护电路。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种短路冲击保护电路及电池管理系统，针对电池管理系统前端检测电路进行改善，利用电压钳位电路将电压限制在较低水平，从而有效保护主控单元免受高压损坏，具有设计简单和成本低廉的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例中提供的一种短路冲击保护电路的连接示意图。
图2为本实用新型实施例中提供的一种电池管理系统的结构框图。
其中，1为电池管理系统；2为短路冲击保护电路。
具体实施方式
为了详细说明本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
例如，一种短路冲击保护电路，包括电池组和主控单元，电池组与主控单元之间连接有电池检测信号线，电池检测信号线连接电池组的负极，电池组的负极连接地线；电池检测信号线与地线之间设有电压钳位电路。
本实施例提供的一种短路冲击保护电路，针对电池管理系统前端检测电路进行改善，利用电压钳位电路将电压限制在较低水平，从而有效保护主控单元免受高压损坏，具有设计简单和成本低廉的优点。
请参照图1，图1示出的是一种短路冲击保护电路的连接示意图。
该示意图是一种短路冲击保护电路，包括电池组和主控单元，电池组与主控单元之间连接有电池检测信号线，便于主控单元对电池组进行检测，进而实现智能化管理及维护电池组，防止电池组中电池出现充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
电池检测信号线连接电池组的负极，电池组的负极连接地线，在高串数前端检测电路中，一般电池检测信号线的负端与地线是分开的，在电池组包装过程中，电池检测信号线是使用一根比较细导线连接到电池的负极，而地线是使用一根比较粗的导线连接到电池的负极，最终电池检测信号线和地线是在电池的负极连接在一起的。
图1中的BO即为电池检测信号线，B﹣为地线，电池检测信号线和地线是在电池的负极连接在一起的。
在正常的工作状态下，由于工作电流没有足够大，在BO，B-线路上产生的压降，无法使电压钳位电路工作，因此，BO信号线与B-地线是相互独立的，不会相互影响，从而确保电池电压采样不会受到线路阻抗的影响，提高电压采样的准确度。
在发送短路的时候，瞬间B﹢端电压被拉低至负电压，B-电压瞬间变高，通过电压钳位电路将B-电位钳位至接近BO电位水平，使B-与BO之间的电压差保持在较低电压范围内，大大减少主控单元管脚被高压击穿的风险。
在短路关断瞬间，电池的负极产生很高的反向电动势，BO电压瞬间变高，通过电压钳位电路将BO电位钳位至接近B-电位水平，使BO与B-之间的电压差保持在较低电压范围内，大大减少主控单元管脚被高压击穿的风险。
在一些实施例中，电池检测信号线与地线之间还设有电压滤波电路，通过电压滤波电路起到限流和滤波的作用。
在发送短路的时候，瞬间B﹢端电压被拉低至负电压，B-电压瞬间变高，通过电压钳位电路将B-电位钳位至接近BO电位水平，使B-与BO之间的电压差保持在较低电压范围内，再经过电压滤波电路的限流滤波后，同样输入到主控单元管脚VC0的电压信号，就变得更加安全可靠了，大大减少主控单元管脚被高压击穿的风险。
在短路关断瞬间，电池的负极产生很高的反向电动势，BO电压瞬间变高，通过电压钳位电路将BO电位钳位至接近B-电位水平，使BO与B-之间的电压差保持在较低电压范围内，再经过电压滤波电路的限流滤波后，同样输入到主控单元管脚VC0的电压信号，就变得更加安全可靠了，大大减少主控单元管脚被高压击穿的风险。
在该示例中，电压滤波电路包括串联连接的第一电阻R13和并联连接的第一电容C12，起到限流滤波作用，通过第一电阻R13和第一电容C12起到限流滤波作用。
在一些实施例中，电压钳位电路包括并联连接的第一二极管D1和第二二极管D2；第一二极管D1和第二二极管D2为反向设置，利用反向并联的第一二极管D1和第二二极管D2进行钳位，将电压限制在较低水平，从而有效保护IC免受高压损坏。
在发送短路的时候，瞬间B﹢端电压被拉低至负电压，B-电压瞬间变高，当电压超过二极管正向导通电压后，第二二极管D2导通，将B-电位钳位至接近BO电位水平，使B-与BO之间的电压差保持在较低电压范围内，再经过电压滤波电路的限流滤波后，同样输入到主控单元管脚VC0的电压信号，就变得更加安全可靠了，大大减少主控单元管脚被高压击穿的风险。
在短路关断瞬间，电池的负极产生很高的反向电动势，BO电压瞬间变高，当电压超过二极管正向导通电压后，第一二极管D1导通，将BO电位钳位至接近B-电位水平，使BO与B-之间的电压差保持在较低电压范围内，再经过电压滤波电路的限流滤波后，同样输入到主控单元管脚VC0的电压信号，就变得更加安全可靠了，大大减少主控单元管脚被高压击穿的风险。
在该示例中，电池组包括多个串联连接的电池单元，其电池单元的具体数量可根据实际需求进行设定。
请参照图2，图2示出的是一种电池管理系统的结构框图。
该电池管理系统1包括短路冲击保护电路2，短路冲击保护电路包括电池组和主控单元，电池组与主控单元之间连接有电池检测信号线，电池检测信号线连接电池组的负极，电池组的负极连接地线；电池检测信号线与地线之间设有电压钳位电路。
该电压钳位电路包括并联连接的第一二极管D1和第二二极管D2；第一二极管D1和第二二极管D2为反向设置。
在正常的工作状态下，由于工作电流没有足够大，在BO，B-线路上产生的压降，无法使二极管导通，因此，BO信号线与B-地线是相互独立的，不会相互影响，从而确保电池电压采样不会受到线路阻抗的影响，提高电压采样的准确度。
在发送短路的时候，瞬间B﹢端电压被拉低至负电压，B-电压瞬间变高，当电压超过二极管正向导通电压后，第二二极管D2导通，将B-电位钳位至接近BO电位水平，使B-与BO之间的电压差保持在较低电压范围内，大大减少主控单元管脚被高压击穿的风险。
在短路关断瞬间，电池的负极产生很高的反向电动势，BO电压瞬间变高，当电压超过二极管正向导通电压后，第二二极管D2导通，将BO电位钳位至接近B-电位水平，使BO与B-之间的电压差保持在较低电压范围内，大大减少主控单元管脚被高压击穿的风险。
本实用新型提供的一种短路冲击保护电路，通过并联两个二极管，将不同方向的电压波动突变钳位到较低电压范围内，从而有效保护主控单元免受电压击穿损坏，将该短路冲击保护电路应用在电池管理系统中，能够提高电池管理系统的可靠性，其中，电池检测信号线与地线是分开的，可避免线路阻抗对电压检测影响，提高电压采集的准确性。
可以理解的，上述实施例中各个部件之间的不同实施方式可以进行组合实施，实施例仅仅只是为了说明特定结构的可实施方式，并不是作为方案实施的限定。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种短路冲击保护电路，其特征在于，包括电池组和主控单元，所述电池组与主控单元之间连接有电池检测信号线，所述电池检测信号线连接电池组的负极，所述电池组的负极连接地线；
所述电池检测信号线与地线之间设有电压钳位电路。
2.根据权利要求1所述的短路冲击保护电路，其特征在于，所述电池检测信号线与地线之间还设有电压滤波电路。
3.根据权利要求1所述的短路冲击保护电路，其特征在于，所述电压钳位电路包括并联连接的第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管和第二二极管为反向设置。
4.根据权利要求2所述的短路冲击保护电路，其特征在于，所述电压滤波电路包括串联连接的第一电阻和并联连接的第一电容。
5.根据权利要求1所述的短路冲击保护电路，其特征在于，所述电池组包括多个串联连接的电池单元。
6.根据权利要求1所述的短路冲击保护电路，其特征在于，所述主控单元为模拟前端IC。
7.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的短路冲击保护电路。
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| CN202021898397.8U CN212811290U (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种短路冲击保护电路及电池管理系统 |
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Publications (1)
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| CN202021898397.8U Active CN212811290U (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种短路冲击保护电路及电池管理系统 |
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2020
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