CN214380193U - 一种新型的高压锂电池bms管理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型的高压锂电池BMS管理电路，其包括控制模块、调节模块、检测模块、升压整流模块、保护模块及报警模块，所述升压整流模块包括升压整流电路，所述控制模块设有BMS控制模块，所述BMS控制模块设有断路保护模块，所述断路保护模块包括断路保护电路。本实用新型通过设置升压整流模块提高锂电池的放电量，提高续航效率，通过设置断路保护电路为本实用新型的BMS管理电路以简单而且成本低廉的方式解决了在BMS保护电路中正端断路时出现继续输出电流的问题，增加BMS管理电路的可靠性和稳定性，提高多个锂电池构成的高压锂电池的使用性能及寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及BMS管路电路的技术领域，具体涉及一种新型的高压锂电池BMS管理电路。
背景技术
近年来，随着科技的发展以及人们生活质量的不断提高，可充电锂电池运用的越来越多，可充电锂电池作为驱动外部负载的动力来源，其使用的性能稳定性是保证外部负载工作的重要条件，现有的外部负载所使用的可充电锂电池通常作为固定电池设置在外部负载上，由于锂电池的容量与大小的限制，如果要用在大电压与大电流的外部负载就必须多个恒压恒流的锂电池串联或者并联在一起构成电池包来使用，为了保证每个恒压恒流的锂电池的均衡和监视每个锂电池的状态就引入了BMS保护电路，正端控制的BMS保护电路可以快速切断电池包与外界的联系，因此比负端保护电路更加优秀。
现有的BMS保护电路基本上都是运用多个功率MOSFET并联来增大输出电流，在BMS的正端断路的保护电路中，如果对BMS保护突然断路，由于充电端(负载端)的输出端是处于高压状态，由于N沟道MOSFET突然断开，这样在 N沟道MOSFET的漏极突然变成0，这样就会在连接漏极的电路形成电感，这样的话充电端(负载端)就会形成负电压就会迫使N沟道MOSFET打开，影响锂电池的使用寿命及性能，并且容易导致连接电源包的外部负载因电压电流不稳定导致外部负载内部元件的损坏，且由于采用恒压恒流的锂电池构成的电池包在产时间使用后或外部环境的影响下，且锂电池的输出的电压及电流有所变化，导致锂电池的电容量释放受限，影响电池包的输出电容量，从而影响外部负载的使用续航性能及效率。
因此，为了提高锂电池的续航效率及安全性提供一种新型的高压锂电池 BMS管理电路。
实用新型内容
本项实用新型是针对现在的技术不足，提供一种新型的高压锂电池BMS 管理电路。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种新型的高压锂电池BMS管理电路，所述BMS管理电路包括控制模块、调节模块、检测模块、升压整流模块、保护模块及报警模块，所述保护模块设有连接插头，所述连接插头用于连接外界储能电源，所述检测模块设有连接插头一，所述连接插头一用于连接设置在外部负载上的固定电源，所述升压整流模块设有连接插头二，所述连接插头二用于连接外部负载，所述升压整流模块包括升压整流电路，所述升压整流电路设有分摊电流电路，所述控制模块设有BMS控制模块，所述BMS控制模块设有断路保护模块，所述断路保护模块包括断路保护电路，所述控制模块及BMS控制模块均与所述调节模块连接。
作进一步改进，所述升压整流电路包括输出端Vout、输入端Vin、输入滤波电容C2、滤波电容C3、输出滤波电容C4、第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4、功率开关管S、第一功率电感器L1和第二功率电感器L2。
作进一步改进，所述输出端Vout与所述输出滤波电容C4连接，所述输入端Vin与所述输入滤波电容C2连接，所述输入端Vin与所述控制模块输入端连接，所述输出端Vout与所述连接插头一连接。
作进一步改进，所述第三整流二极管D3与所述功率开关管S串联后并联在所述升压整流电路中间，所述滤波电容C3一极端与所述功率开关管S一端连接，所述滤波电容C3另一极端与所述第一整流二极管D1的正极连接，所述第三整流二极管D3与所述功率开关管S串联，所述第一整流二极管D1与第二整流二极管D2串联，所述第二功率电感器L2与第四整流二极管D4、输出滤波电容C4串联，所述第一功率电感器L1与所述输入滤波电容C2串联，所述第一整流二极管D1与第二整流二极管D2串联后并联在第一功率电感器 L1与所述输入滤波电容C2之间构成分摊电流电路。
作进一步改进，所述功率开关管S与所述调节模块连接。
作进一步改进，所述断路保护电路包括MOS管Q1、二极管D5、电阻R5 电阻R6，所述MOS管Q1依次通过二极管D5、电阻R5，所述电阻R5接地，所述电阻R6连接BMS控制模块的正极，所述MOS管Q1的漏极连接所述BMS模块的正极，所述MOS管Q1的源极连接有电源电压VGD；
当所述BMS正极因故障变为负压时，MOS管Q1导通，MOS管Q1的栅极电压拉低到与漏极电压，BMS正极不会存在继续输出电流的情况。
作进一步改进，所述MOS管Q1为N沟道MOS管。
作进一步改进，所述报警模块为语音报警器或蜂鸣器。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过设置升压整流模块及断路保护模块实现提高固定电池内的锂电池的电容量及输出效率的同时，提高安全性、稳定性与准确性；通过设置所述升压整流模块将输出电压调整为高压输出，保证并提高外部负载的效率；所述升压整流电路设有分摊电流电路，所述分摊电流电路降低连接插头端的固定电源的电流输出,使固定电源的放电处于较低倍率的状态,从而使固定电源内的锂电池放出更多的电容量,放出约 20％的电容量，延长续航效率，并且所述升压整流模块调节使使用中的固定电源处于低倍愈放电特性,延长固定电源内锂电池的使用寿命。
本实用新型通过设置断路保护电路简单而且成本低廉的方式解决了在 BMS保护电路中正端断路时出现继续输出电流的问题，增加BMS管理电路的可靠性和稳定性，对目前主流的BMS控制方案的广泛应用起到一定的促进作用，系统各项技术指标均达到设计要求，工作可靠，同时断路保护电路的设计非常简洁，元件少而且能量损耗小，本实用新型误差较小，功率MOSFET驱动电压不需要调整，通过稳定的电路设计，其稳定性与准确性得到很大的提高。
下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1为本实施例的新型的高压锂电池BMS管理电路模块连接示意图；
图2为本实施例的控制模块示意图；
图3为本实施例的升压整流电路示意图；
图4为本实施例的断路保护电路示意图。
图中：1.BMS管理电路，2.控制模块，3.调节模块，4.检测模块，5.升压整流模块，6.保护模块，7.报警模块，60.连接插头，61.储能电源，40.连接插头一，41.固定电源，50.升压整流电路50，52.连接插头二，53.外部负载，8.BMS 控制模块，9.断路保护模块，90.断路保护电路，500.输出端Vout，501.输入端 Vin，502.输入滤波电容C2，503.滤波电容C3，504.输入滤波电容C4，505. 第一整流二极管D1，506.第二整流二极管D2，507.第三整流二极管D3，508. 第四整流二极管D4，509.功率开关管S，560.第一功率电感器L1，561.第二功率电感器L2。
具体实施方式
以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
实施例，参见附图1～图4，一种新型的高压锂电池BMS管理电路1包括控制模块2、调节模块3、检测模块4、升压整流模块5、保护模块6及报警模块7，所述保护模块6设有连接插头60，所述连接插头60用于连接外界储能电源61，所述检测模块4设有连接插头一40，所述连接插头一40用于连接设置在外部负载51上的固定电源41，所述升压整流模块5设有连接插头二 52，所述连接插头二52用于连接外部负载53，所述升压整流模块5包括升压整流电路50，所述升压整流电路50设有分摊电流电路，所述控制模块2设有 BMS控制模块8，所述BMS控制模块8设有断路保护模块9，所述断路保护模块9包括断路保护电路90，所述控制模块及BMS控制模块9均与所述调节模块3连接。
所述升压整流电路50包括输出端Vout500、输入端Vin501、输入滤波电容C2502、滤波电容C3503、输出滤波电容C4504、第一整流二极管D1505、第二整流二极管D2506、第三整流二极管D3507、第四整流二极管D4508、功率开关管S509、第一功率电感器L1560和第二功率电感器L2561，所述输出端Vout500与所述输出滤波电容C4504连接，所述输入端Vin501与所述输入滤波电容C2502连接，所述输入端Vin501与所述控制模块2输入端连接，所述输出端Vout500与所述连接插头一40连接。
所述第三整流二极管D3507与所述功率开关管S509串联后并联在所述升压整流电路50中间，所述滤波电容C3503一极端与所述功率开关管S509一端连接，所述滤波电容C3503另一极端与所述第一整流二极管D1505的正极连接，所述第三整流二极管D3507与所述功率开关管S509串联，所述第一整流二极管D1505与第二整流二极管D2506串联，所述第二功率电感器L2561 与第四整流二极管D4508、输出滤波电容C4504串联，所述第一功率电感器 L1506与所述输入滤波电容C2502串联，所述第一整流二极管D1505与第二整流二极管D2506串联后并联在第一功率电感器L1560与所述输入滤波电容 C2502之间构成分摊电流电路。
所述功率开关管S509与所述调节模块3连接。
所述断路保护电路90包括MOS管Q1、二极管D5、电阻R5电阻R6，所述 MOS管Q1依次通过二极管D5、电阻R5，所述电阻R5接地，所述电阻R6连接 BMS控制模块的正极，所述MOS管Q1的漏极连接所述BMS模块的正极，所述 MOS管Q1的源极连接有电源电压VGD；
当所述BMS正极因故障变为负压时，MOS管Q1导通，MOS管Q1的栅极电压拉低到与漏极电压，BMS正极不会存在继续输出电流的情况。
所述MOS管Q1为N沟道MOS管。
所述报警模块7为语音报警器或蜂鸣器，所述报警模块7用于异常的报警提示。
本实用新型通过设置升压整流模块及断路保护模块实现提高固定电池内的锂电池的电容量及输出效率的同时，提高安全性、稳定性与准确性；通过设置所述升压整流模块将输出电压调整为高压输出，保证并提高外部负载的效率；所述升压整流电路设有分摊电流电路，所述分摊电流电路降低连接插头端的固定电源的电流输出,使固定电源的放电处于较低倍率的状态,从而使固定电源内的锂电池放出更多的电容量,放出约20％的电容量，延长续航效率，并且所述升压整流模块调节使使用中的固定电源处于低倍愈放电特性,延长固定电源内锂电池的使用寿命。
本实用新型通过设置断路保护电路简单而且成本低廉的方式解决了在 BMS保护电路中正端断路时出现继续输出电流的问题，增加BMS管理电路的可靠性和稳定性，对目前主流的BMS控制方案的广泛应用起到一定的促进作用，系统各项技术指标均达到设计要求，工作可靠，同时断路保护电路的设计非常简洁，元件少而且能量损耗小，本实用新型误差较小，功率MOSFET驱动电压不需要调整，通过稳定的电路设计，其稳定性与准确性得到很大的提高。
本实用新型的使用原理：通过线缆将BMS管理电路与外部负载、固定电源、外界储能电源构成电性连接，根据外部负载的输出要求设置调节模块的参数，调整完毕后启动外部负载即可。
本实用新型并不限于上述实施方式，采用与本实用新型上述实施例相同或近似结构或装置，而得到的其他用于新型的高压锂电池BMS管理电路，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型的高压锂电池BMS管理电路，其特征在于：所述BMS管理电路包括控制模块、调节模块、检测模块、升压整流模块、保护模块及报警模块，所述保护模块设有连接插头，所述连接插头用于连接外界储能电源，所述检测模块设有连接插头一，所述连接插头一用于连接设置在外部负载上的固定电源，所述升压整流模块设有连接插头二，所述连接插头二用于连接外部负载，所述升压整流模块包括升压整流电路，所述升压整流电路设有分摊电流电路，所述控制模块设有BMS控制模块，所述BMS控制模块设有断路保护模块，所述断路保护模块包括断路保护电路，所述控制模块及BMS控制模块均与所述调节模块连接。
2.根据权利要求1所述的新型的高压锂电池BMS管理电路，其特征在于：所述升压整流电路包括输出端Vout、输入端Vin、输入滤波电容C2、滤波电容C3、输出滤波电容C4、第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4、功率开关管S、第一功率电感器L1和第二功率电感器L2。
3.根据权利要求2所述的新型的高压锂电池BMS管理电路，其特征在于：所述输出端Vout与所述输出滤波电容C4连接，所述输入端Vin与所述输入滤波电容C2连接，所述输入端Vin与所述控制模块输入端连接，所述输出端Vout与所述连接插头一连接。
4.根据权利要求3所述的新型的高压锂电池BMS管理电路，其特征在于：所述第三整流二极管D3与所述功率开关管S串联后并联在所述升压整流电路中间，所述滤波电容C3一极端与所述功率开关管S一端连接，所述滤波电容C3另一极端与所述第一整流二极管D1的正极连接，所述第三整流二极管D3与所述功率开关管S串联，所述第一整流二极管D1与第二整流二极管D2串联，所述第二功率电感器L2与第四整流二极管D4、输出滤波电容C4串联，所述第一功率电感器L1与所述输入滤波电容C2串联，所述第一整流二极管D1与第二整流二极管D2串联后并联在第一功率电感器L1与所述输入滤波电容C2之间构成分摊电流电路。
5.根据权利要求4所述的新型的高压锂电池BMS管理电路，其特征在于：所述功率开关管S与所述调节模块连接。
6.根据权利要求5所述的新型的高压锂电池BMS管理电路，其特征在于：所述断路保护电路包括MOS管Q1、二极管D5、电阻R5电阻R6，所述MOS管Q1依次通过二极管D5、电阻R5，所述电阻R5接地，所述电阻R6连接BMS控制模块的正极，所述MOS管Q1的漏极连接所述BMS模块的正极，所述MOS管Q1的源极连接有电源电压VGD；
当所述BMS正极因故障变为负压时，MOS管Q1导通，MOS管Q1的栅极电压拉低到与漏极电压，BMS正极不会存在继续输出电流的情况。
7.根据权利要求6所述的新型的高压锂电池BMS管理电路，其特征在于：所述MOS管Q1为N沟道MOS管。
8.根据权利要求7所述的新型的高压锂电池BMS管理电路，其特征在于：所述报警模块为语音报警器或蜂鸣器。
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