CN216751251U - 锂电池供电系统及电动车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池保护领域，具体涉及一种锂电池供电系统及电动车，包括串联的锂电池包、负载单元、功率MOSFET模块和分流器，还包括：MOSFET驱动单元，与所述功率MOSFET模块连接，用于输出驱动信号至所述功率MOSFET模块；检测控制电路，与所述分流器连接，用于检测流经所述分流器的电流，所述检测控制电路与所述MOSFET驱动单元连接，用于输出控制信号至所述MOSFET驱动单元。采用硬件电路，短路反应快速，而且可自动恢复，非常适合锂电池包短路保护的应用，实现电池包安全性的目标要求。

Description

锂电池供电系统及电动车

技术领域

本申请涉及电池保护领域，具体涉及一种锂电池供电系统及电动车。

背景技术

目前锂电池包过流、短路保护采用集成化的控制方案，如图1所示，包括CPU控制单元103、分流器106、功率MOSFET模块105、MOSFET驱动单元107、信号隔离单元108等。虽然能够实现过流、短路保护的目的，但是锂电池供电系统设计复杂，成本较高，需要CPU控制单元103执行软件逻辑进行判断处理，增加了开发难度，而且短路反应时间缓慢，保护之前产生的短路电流可能对系统已造成损坏。

实用新型内容

因此，本申请要解决锂电池供电系统设计复杂，成本较高，需要CPU控制单元执行软件逻辑进行判断处理的技术问题，从而提供一种锂电池供电系统，包括串联的锂电池包、负载单元、功率MOSFET模块和分流器，还包括：MOSFET驱动单元，与所述功率MOSFET模块连接，用于输出驱动信号至所述功率MOSFET模块；

检测控制电路，与所述分流器连接，用于检测流经所述分流器的电流，所述检测控制电路与所述MOSFET驱动单元连接，用于输出控制信号至所述MOSFET驱动单元。

可选地，所述检测控制电路包括：阈值输入端，用于与设置模块连接。

可选地，所述分流器包括电流检测电阻，用于在流过电流时产生压降，所述检测控制电路与所述电流检测电阻连接。

可选地，检测控制电路还包括：供电输入端，与所述锂电池包连接。

可选地，所述供电输入端包括：供电电源输入端和供电地输入端，所述供电电源输入端与锂电池包的正极连接，所述供电地输入端与锂电池包的负极连接。

可选地，所述检测控制电路包括MAX40056芯片。

又一方面，本申请还提供了一种电动车，采用上述的锂电池供电系统进行供电。

本申请技术方案，具有如下优点：

1.本申请提供的锂电池供电系统，采用检测控制电路对分流器的电流进行监测，在检测电流大于或等于电流阈值时，检测控制电路输出控制信号至MOSFET驱动单元，MOSFET驱动单元接收到控制信号后，向功率MOSFET模块输出驱动信号，以驱动功率MOSFET模块断开，从而保证锂电池供电系统的安全。在检测到锂电池包输出短路的情况下，快速驱动MOSFET驱动单元，保护系统的安全性，并且在外部短路条件解除之后，可以恢复到正常状态。采用硬件电路，短路反应快速，而且可自动恢复，非常适合锂电池包短路保护的应用，实现电池包安全性的目标要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中锂电池供电系统的结构框图；

图2为本申请实施例1中MAX40056芯片的结构示意图；

图3为本申请实施例1锂电池供电系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，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。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。

如图1所示，其示出了现有设计中，锂电池包过流、短路保护的一种系统结构，包括锂电池包101、电源模块102、CPU控制单元103、负载单元104、功率MOSFET模块105、分流器106、MOSFET驱动单元107和信号隔离单元108，电源模块102为CPU控制单元103提供电压，使CPU控制单元103正常工作。CPU控制单元103基于软件逻辑来判断是否发生过流、短路，从而导致系统的设计复杂，成本较高，增加了开发难度。且信号隔离单元108会增加控制信号的传输延时，从而影响短路保护需要的快速时效性，信号隔离单元108同时还会引入EMI信号干扰问题，同时还增加硬件成本。

实施例1

本实施例提供了一种锂电池供电系统，如图3所示，包括串联的锂电池包101、负载单元104、功率MOSFET模块105和分流器106，在本实施例中，锂电池包101、负载单元104、功率MOSFET模块105和分流器106依次串联，在一些实施例中，可更换连接顺序。该锂电池供电系统还包括MOSFET驱动单元107和检测控制电路109，MOSFET驱动单元107与检测控制电路109连接，检测控制电路109与分流器106连接，MOSFET驱动单元107与功率MOSFET模块105连接。

锂电池包101对负载单元104正常供电时，功率MOSFET模块105闭合，锂电池包101对负载单元104进行供电，分流器106流过电流。检测控制电路109检测分流器106的电流，得到检测电流，当检测电流大于或等于电流阈值时，检测控制电路109向MOSFET驱动单元107输出控制信号，MOSFET驱动单元107接收到控制信号后，向功率MOSFET模块105输出驱动信号，以驱动功率MOSFET模块105断开，从而断开锂电池包101对负载单元104的供电，以保障系统的安全。

综上所述，采用检测控制电路109对分流器106的电流进行监测，在检测电流大于或等于电流阈值时，检测控制电路输出控制信号至MOSFET驱动单元107，MOSFET驱动单元107接收到控制信号后，向功率MOSFET模块105输出驱动信号，以驱动功率MOSFET模块105断开，从而保证锂电池供电系统的安全。在检测到锂电池包输出短路的情况下，快速驱动MOSFET驱动单元107，保护系统的安全性，并且在外部短路条件解除之后，可以恢复到正常状态。采用硬件电路，短路反应快速，而且可自动恢复，非常适合锂电池包短路保护的应用，实现电池包安全性的目标要求。

在一个或多个实施例中，如图2所示，检测控制电路109包括阈值输入端1096。阈值输入端1096与设置模块(未示出)连接，设置模块可用于向检测控制电路109输入电流阈值，以此更改检测控制电路109的电流阈值。在一些实施例中，检测控制电路109包括阈值电阻，通过改变阈值电阻的阈值来改变电流阈值的大小。

在一个或多个实施例中，分流器106包括电流检测电阻(未示出)，检测控制电路109连接在电流检测电阻的两端，电流在流过电流检测电阻时，会产生压降，检测控制电路可通过检测电流检测电阻两端的差分电压，判断回路中电流的大小，以此得到检测电流。采用精密的电流检测电阻，可增加电流检测精度。

在一个或多个实施例中，检测控制电路109还包括供电输入端，所述供电输入端与锂电池包101连接，以对检测控制电路109进行供电，使检测控制电路109能够正常工作。在一些实施例中，检测控制电路109的供电输入端可与外接电源连接。

在一个或多个实施例中，如图2所示，供电输入端包括：供电电源输入端1093和供电地输入端1097，供电电源输入端1093与锂电池包的正极连接，供电地输入端1097与锂电池包的负极连接。

如图2和图3所示，检测控制电路109还包括分流器电阻正极输入端1091、分流器电阻负极输入端1095、故障触发反馈输出端1092、充、放电电流输出端1094、基准电压输出端1098，为设置电流保护阈值提供一个3V基站源。其中，故障触发反馈输出端1092与MOSFET驱动单元107的输入端连接，分流器电阻正极输入端1091和分流器电阻负极输入端1095连接在分流器106的电流检测电阻的两端。基准电压输出端1098可提供3伏的基准电压，可以通过电阻分压的方式设置保护电流阈值触发输出。在一个或多个实施例中，检测控制电路109包括MAX40056芯片。MAX40056芯片通过各个引脚与锂电池包101、分流器106及MOSFET驱动单元107等连接。

锂电池供电系统集成有电流检测和MOS功率开关回路，以及可通过硬件设置的过流保护阈值。在检测到锂电池包短路出现的瞬间，反馈输出给MOSFET驱动单元107，瞬间快速关闭功率MOSFET模块105，不会对系统产生影响，保护系统的安全性，并且可以在外部短路条件解除之后，自动恢复到正常工作状态，不需要人为的干预。不需要借助任何软件逻辑和算法，完全纯硬件的短路保护方案，简化系统方案设计、电路稳定，短路反应迅速、可靠性高。

基于MAX40056芯片设计的锂电池包供电系统，模块方案简化，成本更低，采用纯硬件结构，不需要借助CPU软件逻辑即可实现保护功能，缩短了开发周期，而且电路反应迅速，可靠性好高。

本申请的锂电池供电系统工作原理如下：功率MOSFET模块105未闭合的情况下，检测控制电路109通过MOSFET驱动单元107驱动打开功率MOSFET模块105，此时电流流过分流器106，检测控制电路109通过检测分流器106两端的差分电压确定回路的电流大小，通过与预设的短路保护电流阈值进行对比，确认是否达到保护条件，如果未达到保护条件，则表明系统工作正常，如果判断达到了短路触发条件，检测控制电路109通过MOSFET驱动单元107关闭MOSFET功率模块105，进而切断回路，待系统短路状态恢复之后，可以自动恢复到正常状态，不需要软件接入。

实施例2

本实施例提供了一种电动车，采用实施例1提供的锂电池供电系统对电动车进行供电，以驱动电动车运行。需要说明的是，如图3所示，负载单元104位电动车的驱动装置(未示出)。

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创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种锂电池供电系统，包括串联的锂电池包、负载单元、功率MOSFET模块和分流器，其特征在于，还包括：

MOSFET驱动单元，与所述功率MOSFET模块连接，用于输出驱动信号至所述功率MOSFET模块；

检测控制电路，与所述分流器连接，用于检测流经所述分流器的电流，所述检测控制电路与所述MOSFET驱动单元连接，用于输出控制信号至所述MOSFET驱动单元。

2.如权利要求1所述的锂电池供电系统，其特征在于，所述检测控制电路包括：

阈值输入端，用于与设置模块连接。

3.如权利要求1所述的锂电池供电系统，其特征在于，所述分流器包括电流检测电阻，用于在流过电流时产生压降，所述检测控制电路与所述电流检测电阻连接。

4.如权利要求1所述的锂电池供电系统，其特征在于，所述检测控制电路还包括：供电输入端，与所述锂电池包连接。

5.如权利要求4所述的锂电池供电系统，其特征在于，还包括：所述供电输入端包括：供电电源输入端和供电地输入端，所述供电电源输入端与锂电池包的正极连接，所述供电地输入端与锂电池包的负极连接。

6.如权利要求1-5任一所述的锂电池供电系统，其特征在于，所述检测控制电路包括MAX40056芯片。

7.一种电动车，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的锂电池供电系统进行供电。

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