CN220711160U - 一种充放电保护电路及电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充放电保护电路及电池管理系统，该充放电保护电路包括：直流接触器、控制模块、分励脱扣器以及第一断路器；电芯模组的负极线路上串接直流接触器；电芯模组的正极线路上串接第一断路器，分励脱扣器与第一断路器连接；控制模块分别与电芯模组、直流接触器以及分励脱扣器连接。本实用新型设置分励脱扣器与第一断路器连接，并配合直流接触器使用，可以在电芯模组发生保护动作时切断直流接触器，在直流接触器故障时，通过分励脱扣器切断第一断路器，可以避免电路发生保护动作时直流接触器故障导致户用用电设备损坏，并且可以降低成本。

Description

一种充放电保护电路及电池管理系统

技术领域

本实用新型涉及充放电保护技术领域，尤其涉及一种充放电保护电路及电池管理系统。

背景技术

随着能源成本和电价逐年攀升，户用光伏增多，进而使户用储能市场超预期爆发，但是高昂的价格减缓了户用储能的普及，通过技术创新降本并保障锂电池使用安全仍然是我们不断要探索的课题。

传统低压BMS方案通过双排MOS背靠背做充放电保护，贴片电阻检测电流，保险丝做短路保护，虽然成本较低，但是电流很难做大，持续100A基本成为性价比最优点，电流想进一步增大成本会翻倍增加，还可能出现短路炸MOS等风险。

汽车BMS方案通过主正直流接触器，主负直流接触器实现充放电保护，分流器或霍尔传感器检测电流，熔断器做短路保护，虽然可实现大电流，但是成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种充放电保护电路及电池管理系统，设置分励脱扣器与第一断路器连接，并配合直流接触器使用，可以在电芯模组发生保护动作时切断直流接触器，在直流接触器故障时，通过分励脱扣器切断第一断路器，可以避免电路发生保护动作时直流接触器故障导致用电设备损坏，并且可以降低成本。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种充放电保护电路，包括：直流接触器、控制模块、分励脱扣器以及第一断路器；

电芯模组的负极线路上串接所述直流接触器；

所述电芯模组的正极线路上串接所述第一断路器，所述分励脱扣器与所述第一断路器连接；

所述控制模块分别与所述电芯模组、所述直流接触器以及所述分励脱扣器连接；

所述电芯模组的正极线路和负极线路均与户用用电设备连接。

可选的，还包括第二断路器；

所述第二断路器与所述第一断路器并联，所述分励脱扣器还与所述第二断路器连接。

可选的，还包括预充电阻，所述预充电阻与所述直流接触器并联。

可选的，还包括预充MOS管，所述预充MOS管与所述预充电阻串联，与所述直流接触器并联；

所述控制模块还与所述预充MOS管连接。

可选的，还包括分流器，所述分流器串接在所述电芯模组和所述直流接触器之间；

所述控制模块还与所述分流器连接。

可选的，所述电芯模组包括磷酸铁锂电芯。

可选的，所述控制模块包括模拟前端、直流接触器驱动电路、分励脱扣器驱动电路以及主控电路；

所述模拟前端与所述电芯模组连接；

所述直流接触器驱动电路与所述直流接触器连接；

所述分励脱扣器驱动电路与所述分励脱扣器连接；

所述主控电路分别与所述模拟前端、所述直流接触器驱动电路以及所述分励脱扣器驱动电路连接。

可选的，所述第一断路器和所述第二断路器均为125A直流断路器。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电池管理系统，包括如第一方面所述的充放电保护电路、电芯模组以及户用用电设备；

所述电芯模组与所述充放电保护电路连接，所述充放电保护电路还与所述户用用电设备连接。

本实用新型实施例提供了一种充放电保护电路及电池管理系统，该充放电保护电路包括：直流接触器、控制模块、分励脱扣器以及第一断路器。电芯模组的负极线路上串接直流接触器。电芯模组的正极线路上串接第一断路器，分励脱扣器与第一断路器连接。控制模块分别与电芯模组、直流接触器以及分励脱扣器连接。设置分励脱扣器与第一断路器连接，并配合直流接触器使用，可以在电芯模组发生保护动作时切断直流接触器，在直流接触器故障时，通过分励脱扣器切断第一断路器，可以避免电路发生保护动作时直流接触器故障导致户用用电设备损坏，并且可以降低成本。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种充放电保护电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种充放电保护电路的结构示意图；

图3本实用新型实施例提供的一种控制模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型实施例提供的一种充放电保护电路的结构示意图，参考图1，充放电保护电路200包括：直流接触器230、控制模块240、分励脱扣器250以及第一断路器210。

继续参考图1，电芯模组100的负极线路上串接直流接触器230。电芯模组100的正极线路上串接第一断路器210，分励脱扣器250与第一断路器210连接。控制模块240分别与电芯模组100、直流接触器230以及分励脱扣器250连接。电芯模组100的正极线路和负极线路均与户用用电设备300连接。

具体的，本实用新型实施例中，分励脱扣器250通过连杆机构与第一断路器210物理连接且分励脱扣器250的电磁线圈并联在第一断路器210的电源侧，在需要进行分闸操作时，控制模块240施加信号使分励脱扣器250的电磁铁得电吸动衔铁，通过连杆机构使第一断路器210掉闸。

本实用新型实施例中，控制模块240用于当电芯模组100发生保护动作时切断直流接触器230，若控制模块240检测到直流接触器230发生故障，控制电路240通过分励脱扣器250切断第一断路器210。

可以理解的是，当电芯模组100过压或过流或过温等情况时，电芯模组100发生保护动作。

本实用新型实施例设置分励脱扣器250与第一断路器210连接，代替传统充放电保护电路在电芯模组正极线路设置主正接触器和熔断器的方案，由于接触器的成本是断路器的5-6倍，本实用新型实施例降低成本的同时可以实现与传统充放电保护电路相同的功能。并且本实用新型实施例的方案可以在电芯模组100发生保护动作时切断直流接触器230，在直流接触器230故障时，通过分励脱扣器250切断第一断路器210，可以避免电路发生保护动作时直流接触器230故障导致户用用电设备300损坏。由于断路器本身就带有短路保护的功能，且不会对断路器造成损坏，用户自己就可对设备进行恢复，不像传统熔断器，发生短路保护后，需要专业人员上门拆机维修，成本很高，熔断器的成本是断路器2～3倍，从器件和维修两方面都降低了成本。

图2为本实用新型实施例提供的另一种充放电保护电路的结构示意图，可选的，在上述实施例的基础上，参考图2，该电路还包括第二断路器220。

第二断路器220与第一断路器210并联，分励脱扣器250还与第二断路器220连接。

具体的，分励脱扣器250通过连杆机构与第一断路器210以及第二断路器220物理连接，且分励脱扣器250的电磁线圈并联在第二断路器220的电源侧，在需要进行分闸操作时，控制模块240施加信号使分励脱扣器250的电磁铁得电吸动衔铁，通过连杆机构使第二断路器220掉闸。

本实用新型实施例中，设置第二断路器220与第一断路器210并联可以实现大电流通过。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2，该电路还包括预充电阻270，预充电阻270与直流接触器230并联。

本实用新型实施例设置预充电阻270与直流接触器230并联可以在电路启动的时候保护电路。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2，该电路还包括预充MOS管280，预充MOS管280与预充电阻270串联，与直流接触器230并联，控制模块240还与预充MOS管280连接。

本实用新型实施例中，设置预充MOS管280与预充电阻270串联，与直流接触器230并联，控制模块240还与预充MOS管280连接用于控制预充MOS管280打开或关闭，当电路上电时，控制模块240控制预充MOS管280打开，上电预设时间后，控制模块240控制预充MOS管280关闭，从而实现电路的缓启动。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2，该电路还包括分流器260，分流器260串接在电芯模组100和直流接触器230之间。控制模块240还与分流器260连接。

图3为本实用新型实施例提供的一种控制模块的结构示意图，参考图3，控制模块240包括电流采样电路245。

本实用新型实施例中，控制模块240通过电流采样电路245与分流器260连接，主控电路246与电流采样电路245连接，用于通过分流器260判断系统是否上电。

具体的，电流采样电路245通过差分信号线与分流器260连接。

可选的，电芯模组100包括磷酸铁锂电芯。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图3，所述控制模块240还包括模拟前端243、直流接触器驱动电路242以及分励脱扣器驱动电路241，主控电路246分别与模拟前端243、直流接触器驱动电路242以及分励脱扣器驱动电路241连接。

本实用新型实施例中，控制模块240通过模拟前端243与电芯模组100连接，通过直流接触器驱动电路242与直流接触器230连接，通过分励脱扣器驱动电路241与分励脱扣器250连接。

具体的，模拟前端243通过采样线与电芯模组100连接，直流接触器驱动电路242通过板对线连接器与直流接触器230连接，分励脱扣器驱动电路241通过板对线连接器与分励脱扣器250连接。

可选的，在上述实施例的基础上，预充MOS管280包括NMOS管。

在上述实施例的基础上，继续参考图3，控制模块240还包括预充MOS驱动电路244，主控电路246与预充MOS驱动电路244连接。

本实用新型实施例中，控制模块240通过预充MOS驱动电路244与预充MOS管280连接。

可选的，在上述实施例的基础上，第一断路器210和第二断路器220均为125A直流断路器。

图4为本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图，参考图4，该电池管理系统包括上述实施例的充放电保护电路200、电芯模组100以及户用用电设备300。

电芯模组100与充放电保护电路200连接，充放电保护电路200还与户用用电设备300连接。

由于本实用新型实施例包括上述实施例的所有技术特征，所以具备同样的技术效果，在此不再赘述。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充放电保护电路，其特征在于，包括：直流接触器、控制模块、分励脱扣器以及第一断路器；

电芯模组的负极线路上串接所述直流接触器；

所述电芯模组的正极线路上串接所述第一断路器，所述分励脱扣器与所述第一断路器连接；

所述控制模块分别与所述电芯模组、所述直流接触器以及所述分励脱扣器连接；

所述电芯模组的正极线路和负极线路均与户用用电设备连接。

2.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，还包括第二断路器；

所述第二断路器与所述第一断路器并联，所述分励脱扣器还与所述第二断路器连接。

3.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，还包括预充电阻，所述预充电阻与所述直流接触器并联。

4.根据权利要求3所述的充放电保护电路，其特征在于，还包括预充MOS管，所述预充MOS管与所述预充电阻串联，与所述直流接触器并联；

所述控制模块还与所述预充MOS管连接。

5.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，还包括分流器，所述分流器串接在所述电芯模组和所述直流接触器之间；

所述控制模块还与所述分流器连接。

6.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，所述电芯模组包括磷酸铁锂电芯。

7.根据权利要求1所述的充放电保护电路，其特征在于，所述控制模块包括模拟前端、直流接触器驱动电路、分励脱扣器驱动电路以及主控电路；

所述模拟前端与所述电芯模组连接；

所述直流接触器驱动电路与所述直流接触器连接；

所述分励脱扣器驱动电路与所述分励脱扣器连接；

所述主控电路分别与所述模拟前端、所述直流接触器驱动电路以及所述分励脱扣器驱动电路连接。

8.根据权利要求4所述的充放电保护电路，其特征在于，所述预充MOS管包括NMOS管。

9.根据权利要求2所述的充放电保护电路，其特征在于，所述第一断路器和所述第二断路器均为125A直流断路器。

10.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的充放电保护电路、电芯模组以及户用用电设备；

所述电芯模组与所述充放电保护电路连接，所述充放电保护电路还与所述户用用电设备连接。