CN214775400U

CN214775400U - 一种电池系统及电动车

Info

Publication number: CN214775400U
Application number: CN202023189539.6U
Authority: CN
Inventors: 张万良; 宁志远; 刘军萍; 王东
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2020-12-26
Filing date: 2020-12-26
Publication date: 2021-11-19
Anticipated expiration: 2030-12-26

Abstract

本实用新型公开了一种电池系统及电动车，电池系统包括电池、电池管理模块和欠压保护模块，电动车包括电池系统、总电源开关、开关、第一用电器件和第二用电器件，电池管理模块通过信号线L1获取高电平信号，基于高电平信号进入激活模式，在激活模式下且处于上电状态时，监测电池系统的电压，当电池系统的电压小于等于预设的阈值电压时，通过控制线L2控制开关的断开，并使欠压保护模块的输出端断开，减少电池系统的电量耗损，避免电池系统亏电，确保车辆正常启动。

Description

一种电池系统及电动车

技术领域

本实用新型涉及电路领域，更具体地说，涉及一种电池系统及电动车。

背景技术

车辆一般装有24V的电池系统，电池系统可用于车辆启动和辅助供电。基于整车用电的需要，部分用电器件需要接常电，即不受总电源开关控制的用电器件，即使关闭总电源开关，电池系统仍然会耗电。电池系统耗电的情况如下：

当车辆驻车时，如果未关闭总电源开关，由于整车电路一直保持连接状态，车辆的电器件在待机状态下仍然会耗电，如果不及时补电，会导致电池系统亏电，严重情况下会导致车辆无法启动。当车辆长期驻车时，特别是在低温下，也会导致电池系统亏电，严重情况下也会导致车辆无法启动。

因此，接常电的用电器件在上述情况下会造成电池系统亏电，导致车辆无法启动。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型公开了一种电池系统及电动车，减少电池系统的电量耗损，避免电池系统亏电，确保车辆正常启动。

为了实现上述目的，其公开的技术方案如下：

本实用新型第一方面公开了一种电池系统，所述电池系统包括电池、电池管理模块和欠压保护模块；

所述电池的正极分别与所述欠压保护模块的控制端正极和所述欠压保护模块的输出端正极相连，负极与所述欠压保护模块的控制端负极相连；

所述电池管理模块设置于电池管理区域。

优选的，所述欠压保护模块，包括：

NMOS管结构的常开型固态继电器；

所述NMOS管结构的常开型固态继电器的G端与所述电池的正极向量，S端与所述电池的负极相连。

本实用新型第二方面公开了一种电动车，所述电动车包括第一方面公开的电池系统、总电源开关、开关、第一用电器件和第二用电器件；

所述总电源开关的第一端与所述电池的正极相连，第二端与所述开关的第一端相连；

所述第一用电器件的正极与所述开关的第二端相连，负极与所述电池的负极相连；

所述第二用电器件的正极与所述欠压保护模块的输出端负极相连，负极与所述电池的负极相连；

所述电池管理模块的第一端通过信号线L1与所述开关的第一端相连，第二端通过控制线L2与所述开关的第三端相连；

所述电池管理模块通过所述信号线L1获取高电平信号，基于所述高电平信号进入激活模式，在所述激活模式下且处于上电状态时，监测所述电池系统的电压，当所述电池系统的电压小于等于预设的阈值电压时，通过所述控制线L2控制所述开关的断开，并使所述欠压保护模块的输出端断开。

优选的，所述第一用电器件，包括：

雨刮器。

优选的，所述第一用电器件，包括：

空调压缩机。

优选的，所述第一用电器件，包括：

车辆大灯。

优选的，所述第二用电器件，包括：

锁车信号控制线。

优选的，所述第二用电器件，包括：

危险报警灯。

优选的，所述第二用电器件，包括：

防盗器。

经由上述技术方案可知，电池系统包括电池、电池管理模块和欠压保护模块，电动车包括电池系统、总电源开关、开关、第一用电器件和第二用电器件，电池管理模块通过信号线L1获取高电平信号，基于高电平信号进入激活模式，在激活模式下且处于上电状态时，监测电池系统的电压，当电池系统的电压小于等于预设的阈值电压时，通过控制线L2控制开关的断开，并使欠压保护模块的输出端断开，减少电池系统的电量耗损，避免电池系统亏电，确保车辆正常启动。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的一种电动车的电路图；

图2为本实用新型公开的欠压保护模块的结构示意图。

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。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

现有技术中，当车辆驻车时，如果未关闭总电源开关，由于整车电路一直保持连接状态，车辆的电器件在待机状态下仍然会耗电，如果不及时补电，会导致电池系统亏电，严重情况下会导致车辆无法启动。当车辆长期驻车时，特别是在低温下，也会导致电池系统亏电，严重情况下也会导致车辆无法启动。

为了解决该问题，本实用新型公开了一种电池系统及电动车，电池系统包括电池、电池管理模块和欠压保护模块，电动车包括电池系统、总电源开关、开关、第一用电器件和第二用电器件，电池管理模块通过信号线L1获取高电平信号，基于高电平信号进入激活模式，在激活模式下且处于上电状态时，监测电池系统的电压，当电池系统的电压小于等于预设的阈值电压时，通过控制线L2控制开关的断开，并使欠压保护模块的输出端断开，减少电池系统的电量耗损，避免电池系统亏电，确保车辆正常启动。具体实现方式通过下述实施例具体进行说明。

如图1所示，为本实用新型公开的一种电动车的电路图，该电动车包括电池系统11，总电源开关12、开关13、第一用电器件14和第二用电器件15，电池系统11包括电池16、电池管理模块17和欠压保护模块18。

总电源开关12、开关13、第一用电器件14、第二用电器件15、电池16、电池管理模块17和欠压保护模块18的连接关系如下：

电池16的正极分别与欠压保护模块18的控制端正极和欠压保护模块18的输出端正极相连，负极与欠压保护模块18的控制端负极相连。

总电源开关12的第一端与电池16的正极相连，第二端与开关13的第一端相连。

第一用电器件14的正极与开关13的第二端相连，负极与电池16的负极相连。

第二用电器件15的正极与欠压保护模块18的输出端负极相连，负极与电池16的负极相连。

电池管理模块17设置于电池管理区域。

电池管理模块17的第一端通过信号线L1与开关13的第一端相连，第二端通过控制线L2与开关13的第三端相连。

电池管理模块17通过信号线L1获取高电平信号，基于高电平信号进入激活模式，在激活模式下且处于上电状态时，监测电池系统11的电压，当电池系统11的电压小于等于预设的阈值电压时，执行对电池系统11的欠压保护，即通过控制线L2控制开关13的断开，并使欠压保护模块18的输出端断开。

具体电池系统11进行欠压保护的过程如下：

当驻车且未关闭总电源开关12时，第一用电器件14和第二用电器件15会继续造成电池系统11的电量损耗。此时，电池管理模块17通过信号线L1获取高电平信号，用于激活电池系统11。在激活模式下且处于上电状态下可以判断电池系统11的电压和剩余电量，当电池系统11的电压低于欠压保护预设值U0时，电池管理模块17通过控制线L2将开关13断开，第一用电器件14的用电回路断开，同时，欠压保护模块18因控制端电压小于欠压保护预设值U0，导致欠压保护模块18的输出端断开，第二用电器件15的用电回路断开，从而减少了电池系统的电量损耗，电池系统11实现欠压保护。

当总电源开关处于断开状态时，第一用电器件14无电源输入。由于整车供电要求，即使在总电源开关断开的状态下，第二用电器件15仍然带电工作，电池仍然在耗电。当电池系统11的电压大于欠压保护预设值U0时，第二用电器件15保持带电工作状态；当电池系统电压小于等于欠压保护预设值U0时，欠压保护模块18的输出端断开，第二用电器件15的用电回路断开，电池系统11实现欠压保护。

电池系统11的电压小于等于欠压保护预设值U0时，外部所有耗电回路被切断，系统功耗损失降到最低，此时的电量可以满足车辆再次起动，然后对电池系统11进行充电。当电池系统11的总压恢复到大于欠压保护预设值U0时，欠压保护模块11的输出端再次导通，开关13也导通，第一用电器件14和第二用电器件15可以正常工作。解决了电池亏电损坏造成车辆无法起动的问题。

本方案无需外部供电单元对欠压保护模块18进行供电，即可实现对电池系统11的保护，避免电池16过放欠压。

总电源开关12，用于切断或导通第一用电器件14的用电回路。

当驻车时，驾驶员可以通过手动或者遥控等方式控制总电源开关12断开，将第一用电器件14的用电回路断开，防止电池16长时间耗电。

开关13，用于切断或导通第一用电器件14的用电回路。

第一用电器件14是指车辆在驻车和行驶过程中需要耗电的低压用电器件，第一用电器件受总电源开关12的控制。

第一用电器器件14包括雨刮器、空调压缩机、车辆大灯等等。

第二用电器件15是指车辆上不受总电源开关12控制的所有电器件，第二用电器件需要接常电。

第二用电器件15包括锁车信号控制线、危险报警灯、防盗器等等。

将车辆中接常电的所有第二用电器件的正极引线接到欠压保护模块18的输出端负极。

第二用电器件15的电流值小于欠压保护模块18允许通过的电流值。

电池16，用于给车辆启动及用电设备供电。

电池管理模块17，用于采集高电平信号和控制开关13的通断，对电池16进行管理和保护；检测总电源开关12的状态，并对总电源开关12的状态进行状态管理。

欠压保护模块18，用于对电池系统11进行欠压保护。

如图2所示，为欠压保护模块18的结构示意图。

图2中，欠压保护模块18为一种金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)结构的常开型固态继电器，相比于线圈型接触器，主要利用了固态继电器的低功耗和控制电压易调节的特性。

在G端、S端间加控制信号可以改变D端和S端之间的导通和截止，这个控制信号是一个电压信号，将G端和S端分别接到电池的正负极两端，D端为输出端，通过电池16的总压信号作为MOS管的开启电压(UGS)，当UGS大于欠压保护预设值U0时，D端导通，当UGS小于等于欠压保护预设值U0时，D端截止。

根据欠压保护预设值U0在MOS管的前后端串联或者并联其他功率元件，实现电压的可调节。

本实用新型的实施例中，电池系统包括电池、电池管理模块和欠压保护模块，电动车包括电池系统、总电源开关、开关、第一用电器件和第二用电器件，电池管理模块通过信号线L1获取高电平信号，基于高电平信号进入激活模式，在激活模式下且处于上电状态时，监测电池系统的电压，当电池系统的电压小于等于预设的阈值电压时，通过控制线L2控制开关的断开，并使欠压保护模块的输出端断开，减少电池系统的电量耗损，避免电池系统亏电，确保车辆正常启动。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种电池系统，其特征在于，所述电池系统包括电池、电池管理模块和欠压保护模块；

所述电池管理模块设置于电池管理区域。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述欠压保护模块，包括：

NMOS管结构的常开型固态继电器；

3.一种电动车，其特征在于，所述电动车包括权利要求1或2所述的电池系统、总电源开关、开关、第一用电器件和第二用电器件；

4.根据权利要求3所述的电动车，其特征在于，所述第一用电器件，包括：

雨刮器。

5.根据权利要求3所述的电动车，其特征在于，所述第一用电器件，包括：

空调压缩机。

6.根据权利要求3所述的电动车，其特征在于，所述第一用电器件，包括：

车辆大灯。

7.根据权利要求3所述的电动车，其特征在于，所述第二用电器件，包括：

锁车信号控制线。

8.根据权利要求3所述的电动车，其特征在于，所述第二用电器件，包括：

危险报警灯。

9.根据权利要求3所述的电动车，其特征在于，所述第二用电器件，包括：

防盗器。