CN219154413U

CN219154413U - 一种蓄电池充电控制电路和电动车辆

Info

Publication number: CN219154413U
Application number: CN202223547940.1U
Authority: CN
Inventors: 任德利; 郭亚新; 杨红新; 张建彪; 杨金硕
Original assignee: Dr Octopus Intelligent Technology Shanghai Co Ltd
Current assignee: Dr Octopus Intelligent Technology Shanghai Co Ltd
Priority date: 2022-12-27
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-06-09
Anticipated expiration: 2032-12-27

Abstract

本实用新型公开了一种蓄电池充电控制电路和电动车辆，该电路包括：DC/DC转换器，用于将动力电池输出的第一直流电压转换为第二直流电压，并将第二直流电压输出至蓄电池，以对蓄电池进行充电；充电继电器，用于在闭合时将第一直流电压输入DC/DC转换器，其中，充电继电器在蓄电池的输出电压低于预设下限电压时得电闭合，充电继电器在输出电压高于预设上限电压时失电断开，由于DC/DC转换器直接连接动力电池，在电池管理系统或整车睡眠、待机、行车及异常状态均可对蓄电池进行充电，从而可有效防止蓄电池亏电和过充，实现更加可靠的对蓄电池进行充电控制。

Description

一种蓄电池充电控制电路和电动车辆

技术领域

本申请涉及电动车辆技术领域，更具体地，涉及一种蓄电池充电控制电路和电动车辆。

背景技术

电动汽车的能源系统通常包括动力电池、蓄电池、DC/DC转换器、电池管理系统、充电系统等，蓄电池在电动汽车未启动时作为电动汽车内部的低压用电设备的工作电源，这些低压用电设备包括广播、点烟器、仪表灯光系统、整车控制系统及故障报警等模块，对于电动汽车的正常启动起着至关重要的作用。

现有技术中，在电动汽车行驶时才通过动力电池给蓄电池充电，在电动汽车睡眠及待机时无法给蓄电池进行充电，导致若车辆长时间停放不启动，就会发生蓄电池亏电现象，而此时并不满足给蓄电池充电条件，将会导致蓄电池一直处于亏电状态，降低了蓄电池的寿命，且当蓄电池电压低于车辆的启动阈值电压时，电动汽车将无法启动。

因此，如何更加可靠的对蓄电池进行充电控制，是目前有待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种蓄电池充电控制电路和电动车辆，用以实现更加可靠的对蓄电池进行充电控制。

第一方面，提供一种蓄电池充电控制电路，所述电路包括：

DC/DC转换器，用于将动力电池输出的第一直流电压转换为第二直流电压，并将所述第二直流电压输出至蓄电池，以对所述蓄电池进行充电；

充电继电器，用于在闭合时将所述第一直流电压输入所述DC/DC转换器，其中，所述充电继电器在所述蓄电池的输出电压低于预设下限电压时得电闭合，所述充电继电器在所述输出电压高于预设上限电压时失电断开；

其中，所述充电继电器的开关的第一端连接所述动力电池的正极，所述充电继电器的开关的第二端连接所述DC/DC转换器的第一输入端，所述DC/DC转换器的第二输入端连接所述动力电池的负极，所述DC/DC转换器的第一输出端和第二输出端分别连接所述蓄电池的正极和负极，所述充电继电器的线圈的一端接地。

第二方面，提供电动车辆，包括如第一方面所述的蓄电池充电控制电路。

通过应用以上技术方案，蓄电池充电控制电路包括：DC/DC转换器，用于将动力电池输出的第一直流电压转换为第二直流电压，并将所述第二直流电压输出至蓄电池，以对所述蓄电池进行充电；充电继电器，用于在闭合时将所述第一直流电压输入所述DC/DC转换器，其中，充电继电器在蓄电池的输出电压低于预设下限电压时得电闭合，充电继电器在输出电压高于预设上限电压时失电断开，由于DC/DC转换器直接连接动力电池，在电池管理系统或整车睡眠、待机、行车及异常状态均可对蓄电池进行充电，从而可有效防止蓄电池亏电和过充，实现更加可靠的对蓄电池进行充电控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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示出了本实用新型实施例提出的一种蓄电池充电控制电路的结构示意图；

图2示出了本实用新型另一实施例提出的一种蓄电池充电控制电路的结构示意图；

图3示出了本实用新型又一实施例提出的一种蓄电池充电控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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。

本申请实施例提供一种蓄电池充电控制电路，如图1所示，该电路包括：

DC/DC转换器10，用于将动力电池20输出的第一直流电压转换为第二直流电压，并将第二直流电压输出至蓄电池30，以对蓄电池30进行充电；

充电继电器K，用于在闭合时将第一直流电压输入DC/DC转换器10，其中，充电继电器K在蓄电池30的输出电压低于预设下限电压时得电闭合，充电继电器K在输出电压高于预设上限电压时失电断开；

其中，充电继电器K的开关的第一端连接动力电池20的正极，充电继电器K的开关的第二端连接DC/DC转换器10的第一输入端，DC/DC转换器10的第二输入端连接动力电池20的负极，DC/DC转换器10的第一输出端和第二输出端分别连接蓄电池30的正极和负极，充电继电器K的线圈的一端接地。

本实施例中，在蓄电池30的输出电压低于预设下限电压时，说明蓄电池30的输出电压过低，为避免蓄电池30亏电，需要对蓄电池30进行充电，因此，使充电继电器K得电闭合，使动力电池20将第一直流电压输出至DC/DC转换器10，DC/DC转换器10将第一直流电压转换为第二直流电压，并将第二直流电压输出至蓄电池30，以对蓄电池30进行充电；在蓄电池30的输出电压高于预设上限电压时，说明蓄电池30的输出电压过高，为避免蓄电池30过充，需要停止对蓄电池30充电，因此，使充电继电器K失电断开，进而使DC/DC转换器10停止对蓄电池30充电。由于DC/DC转换器10直接连接动力电池20，在电池管理系统或整车睡眠、待机、行车及异常状态均可对蓄电池30进行充电，从而可有效防止蓄电池30亏电和过充，实现更加可靠的对蓄电池30进行充电控制。

为了保证充电继电器K的可靠性，在本申请一些实施例中，充电继电器K的工作电源由蓄电池30提供。

为了保证可靠的对蓄电池30进行充电控制，在本申请一些实施例中，如图2所示，该电路还包括：

第一开关单元41，用于采集输出电压，并在输出电压低于预设下限电压时进入导通状态，在输出电压高于预设上限电压时进入截止状态；

第二开关单元42，用于在第一开关单元41为导通状态时使充电继电器K得电闭合，在第一开关单元41为截止状态时使充电继电器K失电断开；

电压转换单元43，用于将蓄电池30的输出电压转换为供电电压，并基于供电电压对第一开关单元41和第二开关单元42供电；

其中，电压转换单元43的第一端和第二端分别连接蓄电池30的正极和负极，电压转换单元43的第三端连接第一开关单元41第一端，电压转换单元43的第四端连接第一开关单元41第二端，电压转换单元43的第五端连接第二开关单元42的第一端，第二开关单元42的第二端连接蓄电池30的正极，第二开关单元42的第三端连接充电继电器K的线圈的另一端，第二开关单元42的第四端连接第一开关单元41的第三端，第一开关单元41的第四端和第五端共接于蓄电池30的正极，第一开关单元41的第六端连接第二开关单元42的第三端。

为了保证第一开关单元41的可靠性，在本申请一些实施例中，如图3所示，第一开关单元41包括第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3、三极管Q1、第一光耦O1、第二光耦O2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12，其中，

第一电阻R1的一端接地，第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的一端共接于第三运算放大器A3的反相输入端，第二电阻R2的另一端接电源，第三电阻R3的一端接地，第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的一端共接于第三运算放大器A3的正相输入端，第四电阻R4的另一端为第一开关单元41的第四端，第三运算放大器A3的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极和第一光耦O1的光敏三极管的集电极共接于第一开关单元41的第三端，三极管Q1的集电极接地，第一光耦O1的发光二极管的阳极为第一开关单元41的第二端，第一光耦O1的发光二极管的阴极连接第一运算放大器A1的输出端，第五电阻R5的一端接地，第五电阻R5的另一端和第六电阻R6的一端共接于第一运算放大器A1的反相输入端，第六电阻R6的另一端接电源，第七电阻R7的一端接地，第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的一端共接于第一运算放大器A1的正相输入端，第八电阻R8的另一端为第一开关单元41的第五端，第一光耦O1的光敏三极管的发射极连接第二光耦O2的光敏三极管的集电极，第二光耦O2的光敏三极管的发射极接地，第二光耦O2的发光二极管的阳极为第一开关单元41的第一端，第二光耦O2的发光二极管的阴极连接第二运算放大器A2的输出端，第九电阻R9的一端接地，第九电阻R9的另一端和第十电阻R10的一端共接于第二运算放大器A2的正相输入端，第十电阻R10的另一端接电源，第十一电阻R11的一端接地，第十一电阻R11的另一端和第十二电阻R12的一端共接于第二运算放大器A2的反相输入端，第十二电阻R12的另一端为第一开关单元41的第六端，第一运算放大器A1、第二运算放大器A2和第三运算放大器A3的正电源端均接电源，第一运算放大器A1、第二运算放大器A2和第三运算放大器A3的负电源端均接地，可选的，上述电源为5V电源。

为了保证第一开关单元41的可靠性，在本申请一些实施例中，三极管Q1为PNP型三极管。

为了保证第二开关单元42的可靠性，在本申请一些实施例中，如图3所示，第二开关单元42包括第三光耦O3，第三光耦O3的光敏三极管的发射极为第二开关单元42的第三端，第三光耦O3的光敏三极管的集电极为第二开关单元42的第二端，第三光耦O3的发光二极管的阴极为第二开关单元42的第四端，第三光耦O3的发光二极管的阳极连接第二开关单元42的第一端。

为了进一步提高第二开关单元42的可靠性，在本申请一些实施例中，如图3所示，第二开关单元42还包括第十三电阻R13，第十三电阻R13串联在第二开关单元42的第一端。

为了保证第一开关单元41的可靠性，在本申请一些实施例中，如图3所示，第一运算放大器A1的反相输入端的电压Vu为3V，第二运算放大器A2的正相输入端的电压Vh为2V，第三运算放大器A3的反相输入端的电压Vd为1.8V，电压转换单元43为SBC(system basischip，系统基础芯片)电源。

为了保证蓄电池30的可靠性，在本申请一些实施例中，预设下限电压为9V，预设上限电压为15V。

以下结合图3对本申请实施例中的蓄电池充电控制电路的工作原理进行说明。

如图3所示，假设第二电阻R2＝18k，第一电阻R1＝32k，第四电阻R4＝18k，第三电阻R3＝72k；第六电阻R6＝30k，第五电阻R5＝20k，第八电阻R8＝18k，第七电阻R7＝72k；第十电阻R10＝20k，第九电阻R9＝30k，第十二电阻R12＝30k，第十一电阻R11＝20k，蓄电池30的输出电压为V0，充电继电器K的线圈的电压为V4，蓄电池30的预设下限电压为9V，蓄电池30的预设上限电压为15V。

则，第三运算放大器A3的反相输入端的电压Vd＝1.8V；第一运算放大器A1的反相输入端的电压Vu＝3V；第二运算放大器A2的正相输入端的电压Vh＝2V。

第一运算放大器A1的正相输入端的电压V1＝V0*R8/(R8+R7)＝V0/5；

第三运算放大器A3的正相输入端的电压V3＝V0*R4/(R4+R3)＝V0/5；

第二运算放大器A2的反相输入端的电压V2＝V4*R12/(R12+R11)＝3*V4/5；

当输出电压V0＜9V，也即V3＜1.8V，说明此时V0过低，需要对蓄电池30进行充电。此时，V3＜Vd,第三运算放大器A3的输出端的电压为0V，三极管Q1导通，进而使第三光耦O3的发光二极管导通，并使第三光耦O3的光敏三极管导通，V4变为5V，充电继电器K的线圈得电，使充电继电器K闭合，DC/DC转换器开始对蓄电池30充电。另外，V4变为5V后，V2变为3V，V2＞Vh，第二运算放大器A2的输出端为0V，使第二光耦O2导通；V0＜9V，即V1＜1.8V，V1＜Vu,第一运算放大器A1的输出端为0V，使第一光耦O1导通，因此，此时第一开关单元41进入导通状态，具体包括两路导通回路，第一路为依次经电压转换单元43、第三光耦O3和三极管Q1导通到地，第二路为依次经电压转换单元43、第三光耦O3、第一光耦O1和第二光耦O2导通到地。

在对蓄电池30的充电过程中，当9V＜V0＜15V，此时V3＞1.8V，即V3＞Vd，第三运算放大器A3的输出端为5V，三极管Q1截止，但此时V1＜3V，即V1＜Vu，第一运算放大器A1的输出端为0V，第一光耦O1保持导通；V4为5V，V2为3V，即V2＞Vh，第二运算放大器V2的输出端仍为0V，第二光耦O2保持导通，因此，此时第一开关单元41保持导通状态，具体为依次经电压转换单元43、第三光耦O3、第一光耦O1和第二光耦O2导通到地，充电继电器K保持在闭合状态。

当V0＞15V，V1＞3V，说明此时V0过高，需要停止对蓄电池30进行充电，此时V1＞Vu，第一运算放大器A1的输出端为5V，第一光耦O1不导通，导致第三光耦O3不导通，使V4变为0V，充电继电器K的线圈失电，使充电继电器K断开，DC/DC转换器停止对蓄电池30充电。另外V2为0V，即V2＜Vh，第二运算放大器的输出端为5V，第二光耦O2不导通，因此，此时第一开关单元41进入截止状态。

当蓄电池30因放电至9V＜V0＜15V时，此时V3＞1.8V，即V3＞Vd，第三运算放大器A3的输出端为5V，三极管Q1不导通；同时，V4为0V，V2为0V，即V2＜Vh，第二运算放大器的输出端为5V，第二光耦O2不导通，第一开关单元41保持在截止状态，充电继电器K保持在断开状态。

通过应用以上技术方案，DC/DC转换器直接连接动力电池，在电池管理系统或整车睡眠、待机、行车及异常状态均可对蓄电池进行充电，从而可有效防止蓄电池亏电和过充，并且，通过硬件电路设计满足了对蓄电池充电的控制要求，不需要软件逻辑的介入，实现更加可靠的对蓄电池进行充电控制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“进入”、“相连”、“连接”、等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种蓄电池充电控制电路，其特征在于，所述电路包括：

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述充电继电器的工作电源由所述蓄电池提供。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

第一开关单元，用于采集所述输出电压，并在所述输出电压低于所述预设下限电压时进入导通状态，在所述输出电压高于所述预设上限电压时进入截止状态；

第二开关单元，用于在所述第一开关单元为导通状态时使所述充电继电器得电闭合，在所述第一开关单元为截止状态时使所述充电继电器失电断开；

电压转换单元，用于将所述蓄电池的输出电压转换为供电电压，并基于所述供电电压对所述第一开关单元和所述第二开关单元供电；

其中，所述电压转换单元的第一端和第二端分别连接所述蓄电池的正极和负极，所述电压转换单元的第三端连接所述第一开关单元的第一端，所述电压转换单元的第四端连接所述第一开关单元的第二端，所述电压转换单元的第五端连接所述第二开关单元的第一端，所述第二开关单元的第二端连接所述蓄电池的正极，所述第二开关单元的第三端连接所述充电继电器的线圈的另一端，所述第二开关单元的第四端连接所述第一开关单元的第三端，所述第一开关单元的第四端和第五端共接于所述蓄电池的正极，所述第一开关单元的第六端连接所述第二开关单元的第三端。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、三极管、第一光耦、第二光耦、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻，其中，

所述第一电阻的一端接地，所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端共接于所述第三运算放大器的反相输入端，所述第二电阻的另一端接电源，所述第三电阻的一端接地，所述第三电阻的另一端和所述第四电阻的一端共接于所述第三运算放大器的正相输入端，所述第四电阻的另一端为所述第一开关单元的第四端，所述第三运算放大器的输出端连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极和所述第一光耦的光敏三极管的集电极共接于所述第一开关单元的第三端，所述三极管的集电极接地，所述第一光耦的发光二极管的阳极为所述第一开关单元的第二端，所述第一光耦的发光二极管的阴极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻的另一端和所述第六电阻的一端共接于所述第一运算放大器的反相输入端，所述第六电阻的另一端接电源，所述第七电阻的一端接地，所述第七电阻的另一端和所述第八电阻的一端共接于所述第一运算放大器的正相输入端，所述第八电阻的另一端为所述第一开关单元的第五端，所述第一光耦的光敏三极管的发射极连接所述第二光耦的光敏三极管的集电极，所述第二光耦的光敏三极管的发射极接地，所述第二光耦的发光二极管的阳极为所述第一开关单元的第一端，所述第二光耦的发光二极管的阴极连接所述第二运算放大器的输出端，所述第九电阻的一端接地，所述第九电阻的另一端和所述第十电阻的一端共接于所述第二运算放大器的正相输入端，所述第十电阻的另一端接电源，所述第十一电阻的一端接地，所述第十一电阻的另一端和所述第十二电阻的一端共接于所述第二运算放大器的反相输入端，所述第十二电阻的另一端为所述第一开关单元的第六端，所述第一运算放大器、所述第二运算放大器和所述第三运算放大器的正电源端均接电源，所述第一运算放大器、所述第二运算放大器和所述第三运算放大器的负电源端均接地。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述三极管为PNP型三极管。

6.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第二开关单元包括第三光耦，所述第三光耦的光敏三极管的发射极为所述第二开关单元的第三端，所述第三光耦的光敏三极管的集电极为所述第二开关单元的第二端，所述第三光耦的发光二极管的阴极为所述第二开关单元的第四端，所述第三光耦的发光二极管的阳极连接第二开关单元的第一端。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第二开关单元还包括第十三电阻，所述第十三电阻串联在所述第二开关单元的第一端。

8.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一运算放大器的反相输入端的电压为3V，所述第二运算放大器的正相输入端的电压为2V，所述第三运算放大器的反相输入端的电压为1.8V，所述电压转换单元为SBC电源。

9.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述预设下限电压为9V，所述预设上限电压为15V。

10.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的蓄电池充电控制电路。