CN215552560U - 一种电池包断路控制单元及包括其的电动车辆 - Google Patents

一种电池包断路控制单元及包括其的电动车辆 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种电池包断路控制单元及包括其的电动车辆，电池包断路控制单元包括开关电路和DC/DC模块。开关电路的第一端与动力电池的第一电极连接，开关电路的第二端与DC/DC模块的第一输入端连接；DC/DC模块的第二输入端与动力电池的第二电极连接；DC/DC模块的第一输出端和第二输出端与电池管理系统中的供电模块连接；电池管理系统中的开关控制器在接收到车辆熄火信号后控制开关电路导通；DC/DC模块在开关电路导通时，将动力电池的高电压转换为适于为供电模块供电的低电压。本申请的方案能够长时间为电池管理系统提供电能，从而能够保证电池管理系统可长时间、准确地监测动力电池的状态。

Description

一种电池包断路控制单元及包括其的电动车辆
技术领域
本申请属于电动汽车动力电池设计技术领域，尤其涉及一种电池包断路控制单元及包括其的电动车辆。
背景技术
电动车的动力电池系统包括动力电池、电池包断路控制单元(BDU，BatteryDisconnect Unit)和电池管理系统(BMS)，电池管理系统能够在接收到车辆熄火信号后控制电池包断路控制单元切断动力电池的主回路，使其停止为车辆其他部件供电。
电动车在熄火之后，电池管理系统需实时监测动力电池的状态，防止动力电池出现故障导致事故的发生。但在实际状态中，车辆熄火后，电池管理系统的供电来源是蓄电池，而蓄电池是整车低压器件的唯一供电来源，电动车长时间的放置会导致蓄电池亏电，从而影响电池管理系统对动力电池状态的监测。一旦电池管理系统无法得到准确的动力电池状态监测结果，可能会影响电动车的行车安全。
发明内容
本申请旨在提供一种电池包断路控制单元及包括其的电动车辆，以解决现有技术中电动车长时间熄火时蓄电池亏电使电池管理系统无法获得电能，进而无法及时、准确地得到动力电池状态的问题。
针对上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
本申请一些实施例中提供一种电池包断路控制单元，包括开关电路和DC/DC模块，其中：
所述开关电路的第一端与动力电池的第一电极连接，所述开关电路的第二端与所述DC/DC模块的第一输入端连接；
所述DC/DC模块的第二输入端与所述动力电池的第二电极连接；所述DC/DC模块的第一输出端和第二输出端与电池管理系统中的供电模块连接；
所述电池管理系统中的开关控制器在接收到车辆熄火信号后控制所述开关电路导通；所述DC/DC模块在所述开关电路导通时，将所述动力电池的高电压转换为适于为所述供电模块供电的低电压。
本申请一些实施例中的电池包断路控制单元，所述开关电路包括第一主继电器和与所述第一主继电器并联的第一预充电路；
所述第一预充电路包括串联连接的第一预充电阻和第一预充继电器；
所述第一主继电器的被控端和所述第一预充继电器的被控端均与所述开关控制器的输出端连接。
本申请一些实施例中的电池包断路控制单元，还包括：
DC/DC保险丝，所述DC/DC保险丝串联于所述DC/DC模块的第一输出端与所述供电模块的第一输入端之间，或者串联于所述DC/DC模块的第二输出端与所述供电模块的第二输入端之间。
本申请一些实施例中的电池包断路控制单元，还包括：
接插件，所述接插件的第一输入端与所述DC/DC模块的第一输出端连接，所述接插件的第二输入端与所述DC/DC模块的第二输出端连接；所述接插件的第一输出端与所述供电模块的第一输入端连接；所述接插件的第二输出端与所述供电模块的第二输入端连接。
本申请一些实施例中的电池包断路控制单元，还包括：
主开关回路，所述主开关回路的第一端与所述动力电池的第一电极连接，所述主开关回路的第二端与其他车辆部件的第一供电端连接，所述其他车辆部件的第二供电端与所述动力电池的第二电极连接；
所述开关控制器在接收到所述车辆熄火信号后控制所述主开关回路断开。
本申请一些实施例中的电池包断路控制单元，所述主开关回路包括第二主继电器和与所述第二主继电器并联的第二预充电路；
所述第二预充电路包括串联连接的第二预充电阻和第二预充继电器；
所述第二主继电器的被控端和所述第二预充继电器的被控端均与所述开关控制器的输出端连接。
本申请一些实施例中的电池包断路控制单元，还包括：
主回路保险丝，所述主回路保险丝串联于所述主开关回路的第二输出端与所述其他车辆部件的第一供电端之间。
本申请一些实施例中的电池包断路控制单元，所述主开关回路的第一端与所述开关回路的第一端在第一交汇点处连接；
所述电池包断路控制单元还包括电流传感器，所述电流传感器串接于所述动力电池的第一电极与所述第一交汇点之间，所述电流传感器检测所述动力电池的输出电流值并将其发送至所述电池管理系统。
本申请一些实施例中的电池包断路控制单元，还包括第二电极继电器：
所述DC/DC模块的第二输入端与所述其他车辆部件的第二供电端在第二交汇点处连接；
所述第二电极继电器串接于所述动力电池的第二电极与所述第二交汇点之间。
本申请一些实施例中还提供一种电动车辆，所述电动车辆包括以上任一项方案所述的电池包断路控制单元。
本申请的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：通过在电池包断路控制单元中增加开关电路和DC/DC模块，在电动车辆断电休眠后，电池管理系统中的开关控制器能够控制开关电路导通，DC/DC模块将动力电池的高电压转换为适于为电池管理系统中的供电模块供电的低电压，由于动力电池的电量远大于蓄电池的电量，因此通过本申请的方案能够达到长时间为电池管理系统提供电能的效果，从而能够保证电池管理系统可以长时间地、准确地监测动力电池的状态，在动力电池出现故障时可实时上报故障、处理故障，确保行车安全。
附图说明
下面将通过附图详细描述本申请中优选实施例，将有助于理解本申请的目的和优点，其中:
图1为本申请一个实施例所述电池包断路控制单元的电路连接关系示意图；
图2为本申请另一个实施例所述的电池包断路控制单元的电路连接关系示意图；
图3为本申请一个实施例所述电动车辆的动力电池系统的电路连接关系示意图。
具体实施方式
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本申请一些实施例中提供一种如图1所示的电池包断路控制单元100，所述电池包断路控制单元100包括开关电路101和DC/DC模块102。其中，所述开关电路101的第一端与动力电池200的第一电极连接，所述开关电路101的第二端与所述DC/DC模块102的第一输入端连接；所述DC/DC模块102的第二输入端与所述动力电池200的第二电极连接；所述DC/DC模块102的第一输出端和第二输出端与电池管理系统300中的供电模块302连接；所述电池管理系统300中的开关控制器301在接收到车辆熄火信号后控制所述开关电路101导通；所述DC/DC模块102在所述开关电路101导通时，将所述动力电池200的高电压转换为适于为所述供电模块302供电的低电压。一般情况下，电池管理系统300的供电模块302所需电压为12V，因此所述DC/DC模块102可以将动力电池200的高电压转换为12V，之后便可以为电池管理系统300供电。DC/DC模块102可以采用已有的DC/DC直流降压电路实现即可。所述开关电路101可以选择能够被自动控制的电控开关实现。
本申请的以上方案，通过在电池包断路控制单元100中增加开关电路101和DC/DC模块102，在电动车辆断电休眠后，电池管理系统300中的开关控制器301能够控制开关电路101导通，DC/DC模块102将动力电池200的高电压转换为适于为电池管理系统300中的供电模块302供电的低电压，由于动力电池200的电量远大于蓄电池的电量，因此通过本申请的方案能够达到长时间为电池管理系统300提供电能的效果，从而能够保证电池管理系统300可以长时间地、准确地监测动力电池200的状态，在动力电池200出现故障时可实时上报故障、处理故障，确保行车安全。
在本申请一些实施例中，结合图1和图2所示，电池包断路控制单元100中，所述开关电路101包括第一主继电器1021和与所述第一主继电器1021并联的第一预充电路；所述第一预充电路包括串联连接的第一预充电阻1023和第一预充继电器1022；所述第一主继电器1021的被控端和所述第一预充继电器1022的被控端均与所述开关控制器301的输出端连接。在电池管理系统300中配置的开关控制器301本身就是用于控制动力电池与外界各个部件之间的开关的通断的，当在电池包断路控制单元100中增加了第一主继电器1021和第一预充继电器1022后，依然可以利用开关控制器301对二者进行通断的控制。电池管理系统300接收到车辆熄火的信号后，在控制动力电池主回路断开的基础上，还能够控制动力电池200与DC/DC模块102连通，从而利用DC/DC模块102将动力电池200的高电压降压为12V，为电池管理系统300供电。而且，开关控制器301能够控制第一预充继电器1022先导通、第一主继电器1021截止，利用第一预充电路预先实现动力电池200与DC/DC模块102之间的导通，由于设置了第一预充电阻1023，能够实现分压作用，从而避免动力电池200的高压直接冲击到DC/DC模块102，当DC/DC模块102内部电路结构在第一预充电路导通时已经是达到工作电压时，开关控制器301再控制第一预充继电器1022断开、第一主继电器1021截止即可。开关控制器301内部可以预先存储好控制时序逻辑，开关控制器301直接按照该时序对第一预充继电器和第一主继电器进行控制即可。
在一些实施例中，电池包断路控制单元100中还可以包括DC/DC保险丝103，所述DC/DC保险丝103串联于所述DC/DC模块102的第一输出端与所述供电模块302的第一输入端之间，或者串联于所述DC/DC模块102的第二输出端与所述供电模块302的第二输入端之间，图中所示为第一种情况。DC/DC保险丝103能够在所述DC/DC模块102输出的电压产生大幅度升高波动时及时断开，避免高电压对电池管理系统300带来冲击产生不利影响。
结合图1、图2和图3所示，所述电池包断路控制单元100中还包括主开关回路，所述主开关回路的第一端与所述动力电池200的第一电极连接，所述主开关回路的第二端与其他车辆部件400的第一供电端连接，所述其他车辆部件400的第二供电端与所述动力电池200的第二电极连接；所述开关控制器301在接收到所述车辆熄火信号后控制所述主开关回路断开。本方案中，所述主开关回路包括第二主继电器1041和与所述第二主继电器1041并联的第二预充电路；所述第二预充电路包括串联连接的第二预充电阻1043和第二预充继电器1042；所述第二主继电器1041的被控端和所述第二预充继电器1042的被控端均与所述开关控制器301的输出端连接。开关控制器301能够控制第二预充继电器1042先导通、第二主继电器1041截止，利用第二预充电路预先为其他车辆部件400进行供电，由于设置了第二预充电阻1043，能够实现分压作用，从而避免动力电池200的高压直接冲击到其他车辆部件400，当其他车辆部件400内部电路结构在第二预充电路导通时已经接近工作电压时，开关控制器301再控制第二预充继电器1042断开、第二主继电器1041截止即可。开关控制器301内部可以预先存储好控制时序逻辑，开关控制器301直接按照该时序对第二预充继电器1042和第二主继电器1041进行控制即可。
以上方案中，DC/DC模块102是独立于动力电池高压系统主回路的，具有单独的预充回路和保险丝，当整车控制器发送下电请求后电池管理系统主动闭合DC/DC模块的第一预充回路，预充完成后闭合第一主继电器，使得DC/DC模块所在回路正常工作满足为电池管理系统供电的要求。
在一些实施例中，电池包断路控制单元100还可以包括主回路保险丝105，所述主回路保险丝105串联于所述主开关回路的第二输出端与所述其他车辆部件400的第一供电端之间。主回路保险丝105能够在动力电池输出电流超过设定阈值时及时断开，避免高电压对其他车辆部件400带来冲击产生不利影响。
在一些实施例中，电池包断路控制单元100还可以包括第二电极继电器106，所述DC/DC模块102的第二输入端与所述其他车辆部件400的第二供电端在第二交汇点H2处连接；所述第二电极继电器106串接于所述动力电池200的第二电极与所述第二交汇点H2之间。
如图所示，所述的电池包断路控制单元100还可以包括接插件107，所述接插件107的第一输入端与所述DC/DC模块102的第一输出端连接，所述接插件107的第二输入端与所述DC/DC模块102的第二输出端连接；所述接插件107的第一输出端与所述供电模块302的第一输入端连接；所述接插件107的第二输出端与所述供电模块302的第二输入端连接。以上方案中，第一端和第二端是用于区分正极端和负极端所进行的限定，并不存在其他区别。接插件107可以采用常规的低压接插件实现。通过接插件107实现所述DC/DC模块102与供电模块302之间的电连接，能够简化电路布线设计，确保电路稳定性。
如图3所示，所述主开关回路的第一端与所述开关回路的第一端在第一交汇点H1处连接；所述电池包断路控制单元还包括电流传感器108，所述电流传感器108串接于所述动力电池200的第一电极与所述第一交汇点H1之间，所述电流传感器108检测所述动力电池200的输出电流值并将其发送至所述电池管理系统300。电流传感器108可以采用霍尔器件实现，通过对动力电池200输出电流进行检测，能够对动力电池工作时的状态进行实时监控。
在一些实施例中，电池包断路控制单元100还配置有为动力电池200进行充电的电路部分，该电路部分与充电模块401和动力电池200连接，该电路部分包括串联连接的第三主继电器403和充电电路保险丝404。另外，以上方案中的其他车辆部件400可以为车辆IPU(电机控制器)，对于电动车辆来说，在车辆正常工作时，动力电池200还可以为电机驱动单元402供电。动力电池200与电机驱动单元402之间设置有第四主继电器405和电机供电保险丝406。并且，供电模块302还可以通过主接插件500与外界12V直流电源连接。上述电路结构，可以使用现有电路结构即可，在此不再详细叙述。
本申请一些实施例中还提供一种电动车辆，所述电动车辆包括以上任一项所述的电池包断路控制单元100。本申请中的车辆在整车休眠状态下通过DC/DC模块将动力电池的高压转换成低压，然后单独供电给电池管理系统，实现整车休眠情况下电池管理系统能够长时间监测动力电池状态的目的，从而提高动力电池安全性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电池包断路控制单元，其特征在于，包括开关电路和DC/DC模块，其中：
所述开关电路的第一端与动力电池的第一电极连接，所述开关电路的第二端与所述DC/DC模块的第一输入端连接；
所述DC/DC模块的第二输入端与所述动力电池的第二电极连接；所述DC/DC模块的第一输出端和第二输出端与电池管理系统中的供电模块连接；
所述电池管理系统中的开关控制器在接收到车辆熄火信号后控制所述开关电路导通；所述DC/DC模块在所述开关电路导通时，将所述动力电池的高电压转换为适于为所述供电模块供电的低电压。
2.根据权利要求1所述的电池包断路控制单元，其特征在于：
所述开关电路包括第一主继电器和与所述第一主继电器并联的第一预充电路；
所述第一预充电路包括串联连接的第一预充电阻和第一预充继电器；
所述第一主继电器的被控端和所述第一预充继电器的被控端均与所述开关控制器的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的电池包断路控制单元，其特征在于，还包括：
DC/DC保险丝，所述DC/DC保险丝串联于所述DC/DC模块的第一输出端与所述供电模块的第一输入端之间，或者串联于所述DC/DC模块的第二输出端与所述供电模块的第二输入端之间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池包断路控制单元，其特征在于，还包括：
接插件，所述接插件的第一输入端与所述DC/DC模块的第一输出端连接，所述接插件的第二输入端与所述DC/DC模块的第二输出端连接；所述接插件的第一输出端与所述供电模块的第一输入端连接；所述接插件的第二输出端与所述供电模块的第二输入端连接。
5.根据权利要求4所述的电池包断路控制单元，其特征在于，还包括：
主开关回路，所述主开关回路的第一端与所述动力电池的第一电极连接，所述主开关回路的第二端与其他车辆部件的第一供电端连接，所述其他车辆部件的第二供电端与所述动力电池的第二电极连接；
所述开关控制器在接收到所述车辆熄火信号后控制所述主开关回路断开。
6.根据权利要求5所述的电池包断路控制单元，其特征在于：
所述主开关回路包括第二主继电器和与所述第二主继电器并联的第二预充电路；
所述第二预充电路包括串联连接的第二预充电阻和第二预充继电器；
所述第二主继电器的被控端和所述第二预充继电器的被控端均与所述开关控制器的输出端连接。
7.根据权利要求6所述的电池包断路控制单元，其特征在于，还包括：
主回路保险丝，所述主回路保险丝串联于所述主开关回路的第二输出端与所述其他车辆部件的第一供电端之间。
8.根据权利要求7所述的电池包断路控制单元，其特征在于：
所述主开关回路的第一端与所述开关回路的第一端在第一交汇点处连接；
所述电池包断路控制单元还包括电流传感器，所述电流传感器串接于所述动力电池的第一电极与所述第一交汇点之间，所述电流传感器检测所述动力电池的输出电流值并将其发送至所述电池管理系统。
9.根据权利要求8所述的电池包断路控制单元，其特征在于，还包括第二电极继电器：
所述DC/DC模块的第二输入端与所述其他车辆部件的第二供电端在第二交汇点处连接；
所述第二电极继电器串接于所述动力电池的第二电极与所述第二交汇点之间。
10.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆包括权利要求1-9任一项所述的电池包断路控制单元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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