CN220830318U - 电池组防打火预放电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池组防打火预放电电路，包括主芯片检测与控制电路、主放电控制电路、主放电电路、预放电电路、电流采样电路以及电压采样电路；主放电电路与预放电电路同时分别连接于电流采样电路与P‑电源端子；在接入适当功率负载时，通过电流采样电路将电路中的电流进行采样；在接入过大或过小功率时，通过电压采样电路将电路中的电压进行采样；电流采样电路与电压采样电路相配合，以适应接入不同功率负载的情况，并根据采样数据，切换放电电路。一方面，通过设有预放电电路，既减少插头的更换频率与维护成本，又解决打火与误触发短路的问题；另一方面，采用电流采样电路与电压采样电路相配合的方式，以适应接入不同功率负载的情况。

Description

电池组防打火预放电电路

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池组防打火预放电电路。

背景技术

在共享换电市场，电动车由于续航需求，每天要进行多次的电池交换，而在电池插头与电动车插头连接的过程中，电池组会瞬间形成一个较大的电流对电动车的容性负载进行充电，而造成插头的接触端子打火，从而氧化或烧损，导致插头接触不良甚至出现开路问题，另外，增加了插头更换的频率以及维护成本。

另一方面，电池接入电动车瞬间产生的大电流也可能导致电池BMS保护板误触发短路保护功能，导致电池不能正常地给整车供电。

而相关技术中，通常采用主放电电路与预放电电路相配合的方式，先通过预放电电路进行放电，以解决打火与误触发短路的问题。但该预放电电路在接入过小功率的负载时，会有无法检测到电路电流的问题；在接入过大功率的负载时，会有损坏预放电电路上的元件的风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种电池组防打火预放电电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种电池组防打火预放电电路，包括主芯片检测与控制电路、主放电控制电路、主放电电路、预放电电路、电流采样电路以及电压采样电路；

所述主放电电路分别连接于所述电流采样电路与P-电源端子，且所述预放电电路分别连接于所述电流采样电路与P-电源端子；

所述电流采样电路还连接于B-电源端子与所述主放电控制电路，所述主放电控制电路还连接于所述主芯片检测与控制电路与所述主放电电路，在接入适当功率负载时，通过所述电流采样电路将电路中的电流进行采样；

所述主芯片检测与控制电路还连接于所述预放电电路与所述电压采样电路，所述预放电电路还连接于所述电压采样电路，在接入过大或过小功率时，通过所述电压采样电路将电路中的电压进行采样；

所述电流采样电路与所述电压采样电路相配合，以适应接入不同功率负载的情况，并根据采样数据，切换放电电路。

在一些实施例中，所述主放电电路可包括电阻R1、二极管D1、电阻R2以及开关管Q1；所述开关管Q1的S极连接于所述电流采样电路的第一端口，所述开关管Q1的D极连接于P-电源端子，所述开关管Q1的G极依次通过所述电阻R2、所述二极管D1以及所述电阻R1连接于所述主放电控制电路的第五端口。

在一些实施例中，所述预放电电路放电时，所述开关管Q1关闭，所述主放电电路呈关闭状态；在切换为所述主放电电路放电时，所述主放电控制电路将控制信号传输至所述开关管Q1，以开启所述开关管Q1，导通所述主放电电路。

在一些实施例中，所述预放电电路可包括电阻R3、开关管Q2、保险丝T1以及电阻R4；所述开关管Q2的S极连接于所述电流采样电路的第一端口，所述开关管Q2的G极通过所述电阻R3连接于所述主芯片检测与控制电路的第三端口，所述开关管Q2的D极通过所述保险丝T1分别连接于所述电阻R4的输出端与所述电压采样电路的第一端口；所述电阻R4的输入端连接于P-电源端子。

在一些实施例中，所述主芯片检测与控制电路将控制信号传输至所述开关管Q2，以控制所述开关管Q2的工作状态。

在一些实施例中，所述预放电电路放电时，所述开关管Q2为开关交替进行的工作状态；所述主放电电路放电时，所述开关管Q2呈关闭状态。

在一些实施例中，所述保险丝T1具有过流过热保护、自动恢复的双重功能，即在线路发生短路或过载时，所述保险丝T1呈高阻状态，以降低线路电流并保护元件；当故障排除后，所述保险丝T1恢复为低阻状态。

在一些实施例中，在所述预放电电路关闭时，负载与所述电阻R4、以及所述分压采样电路中的电阻串联分压，当所述主芯片检测与控制电路检测到电路中的电压达到预定值时，发送控制信号以切换为所述主放电电路进行放电。

在一些实施例中，所述电流采样电路可包括电阻R5、电阻R6以及电阻R7；所述电阻R5的输入端分别连接于所述主放电电路的第二端口、所述预放电电路的第二端口、以及通过所述电阻R7连接于所述主放电控制电路的第二端口；所述电阻R5的输出端分别连接于B-电源端子、以及通过所述电阻R6连接于所述主放电控制电路的第一端口。

在一些实施例中，所述电压采样电路可包括电阻R8以及电阻R9；所述电阻R8的输入端连接于所述预放电电路的第四端口，所述电阻R8的输出端分别连接于所述主芯片检测与控制电路的第四端口、以及通过所述电阻R9接地。

实施本实用新型具有以下有益效果：一方面，通过设置有预放电电路，既减少了插头的更换频率与维护成本，又解决打火与误触发短路的问题；另一方面，采用电流采样电路与电压采样电路相配合的方式，以适应接入不同功率负载的情况。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型一些实施例中的电池组防打火预放电电路的电路原理框图；

图2为图1所示的电池组防打火预放电电路的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

图1示出了本实用新型在一些实施例中的电池组防打火预放电电路，其可包括主芯片检测与控制电路1、主放电控制电路2、主放电电路3、预放电电路4、电流采样电路5以及电压采样电路6。

车辆部分的P-电源端子分别连接于主放电电路3的第一端口、预放电电路4的第一端口；电流采样电路5的第一端口分别连接于主放电电路3的第二端口、预放电电路4的第二端口；电流采样电路5的第二端口连接于电池的B-电源端子，电池的B+电源端子连接于车辆部分的P+电源端子。

电流采样电路5的第三端口与第四端口分别连接于主放电控制电路2的第一端口与第二端口，主放电控制电路2的第三端口连接于主芯片检测与控制电路1的第一端口，主芯片检测与控制电路1的第二端口连接于主放电控制电路2的第四端口，主放电控制电路2的第五端口连接于主放电电路3的第三端口。

主芯片检测与控制电路1的第三端口连接于预放电电路4的第三端口，预放电电路4的第四端口连接于电压采样电路6的第一端口，电压采样电路6的第二端口连接于主芯片检测与控制电路1的第四端口。

在一些实施例中，主芯片检测与控制电路1用于接收并处理数据信息，并输出对应的控制信号；主放电控制电路2用于将数据信息传输至主芯片检测与控制电路1，以及将主芯片检测与控制电路1的控制信号传输至主放电电路3；主放电电路3与预放电电路4用于在接入负载时进行放电，先通过预放电电路4进行放电，以避免直接接通主放电电路3而发生打火现象；电流采样电路5用于收集电路中电流的数据信息并传输至主放电控制电路2；电压采样电路6用于收集电路中电压的数据信息并传输至主芯片检测与控制电路1。

具体地，如图2所示，主放电电路3在一些实施例中可包括电阻R1、二极管D1、电阻R2以及开关管Q1。开关管Q1的D极连接于P-电源端子，开关管Q1的S极连接于电流采样电路5的第一端口，开关管Q1的D极连接于P-电源端子，开关管Q1的G极依次通过电阻R2、二极管D1以及电阻R1连接于主放电控制电路2的第五端口。开关管Q1用于实现主放电电路3的开启与关闭的效果。

再如图2所示，预放电电路4在一些实施例中可包括电阻R3、开关管Q2、保险丝T1以及电阻R4。开关管Q2的S极连接于电流采样电路5的第一端口，开关管Q2的G极通过电阻R3连接于主芯片检测与控制电路1的第三端口，开关管Q2的D极通过保险丝T1分别连接于电阻R4的输出端与电压采样电路6的第一端口，电阻R4的输入端连接于P-电源端子。保险丝T1为过流电子保护元件，用于在过载时保护预放电电路4上的电子元件；在一些实施例中，保险丝T1可具有过流过热保护、自动恢复的双重功能，具体地，当线路发生短路或过载时，大电流经过的保险丝T1呈高阻状态，电流迅速减小，从而对电路进行限制和保护；当故障排除后，保险丝T1恢复为低阻状态。开关管Q2用于实现预放电电路4的开启与关闭的效果；电阻R4可为限流电阻，用于限制预放电电路4的电流大小。

又如图2所示，电流采样电路5在一些实施例中可包括电阻R5、电阻R6以及电阻R7。电阻R5的输入端分别连接于主放电电路3的第二端口、预放电电路4的第二端口、以及通过电阻R7连接于主放电控制电路2的第二端口，电阻R5的输出端分别连接于B-电源端子、以及通过电阻R6连接于主放电控制电路2的第一端口。电阻R5可为电流检测电阻，用于对流经预放电电路4的电流进行采样。

电压采样电路6在一些实施例中可包括电阻R8以及电阻R9。电阻R8的输入端连接于预放电电路4的第四端口，电阻R8的输出端分别连接于主芯片检测与控制电路1的第四端口、以及通过电阻R9接地。电阻R8与电阻R9可为分压采样电阻，用于对预放电电路4的电压进行采样。

该电池组防打火预放电电路在一些实施例中的工作流程如下：

S1：在接入负载时，主放电电路3处于关闭状态，即开关管Q1处于关闭状态，先使用预放电电路4进行放电，即开关管Q2处于开启状态时，电阻R4对通过预放电电路4的电流起限流作用，以对负载电容缓慢地充电，避免直接接通主放电电路3而产生打火现象；

S2：电流经过电流采样电路5时，经过电阻R5输入端的电流通过电阻R7进入主放电控制电路2，经过电阻R5输出端的电流通过电阻R6进入主放电控制电路2，主放电控制电路2再将采样到的电流的相关数据传输至主芯片检测与控制电路1，以对该数据进行处理分析；

S3：当满足由主放电电路3进行放电的条件时，主芯片检测与控制电路1向预放电电路4传输控制信号，开关管Q2关闭；且通过主放电控制电路2向主放电电路3传输控制信号，开关管Q1开启，切换为主放电电路3进行放电。

进一步地，在接入过小功率的负载时，采样电流过小，主放电控制电路2无法检测到电流的大小，此时：

在预放电电路4放电时，开关管Q2为开关交替进行的工作状态，在开关管Q2处于关闭状态时，电流经过电压采样电路6，即负载与电阻R4、电阻R8、电阻R9串联分压，主芯片检测与控制电路1检测电阻R8的输出端电压；当主芯片检测与控制电路1检测到电路中的电压达到设定值时，才发送控制信号，以切换为主放电电路3进行放电；以此避免在接入过小功率负载的情况下，因无法检测到电流而直接接通主放电电路3产生打火现象。

再进一步地，在接入过大功率的负载时，经过预放电电4的电流过大，此时：

电流经过保险丝T1，该电流大于保险丝T1的维持电流，保险丝T1由低阻状态转换为高阻状态，以减小线路电流，并保护预放电电路4的电子元件；此时，负载与电阻R4、电阻R8、电阻R9串联分压，主芯片检测与控制电路1检测电阻R8的输出端电压；当检测到电路中的电压达到设定值时，才发送控制信号，以切换为主放电电路3进行放电；以此避免在接入过大功率负载的情况下，因电流过大而损坏预放电电路4上的电子元件。

可以理解地，电流采样电路5与电压采样电路6相配合，以适应接入不同功率负载的情况。

可以理解地，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种电池组防打火预放电电路，其特征在于，包括主芯片检测与控制电路(1)、主放电控制电路(2)、主放电电路(3)、预放电电路(4)、电流采样电路(5)以及电压采样电路(6)；

所述主放电电路(3)分别连接于所述电流采样电路(5)与P-电源端子，且所述预放电电路(4)分别连接于所述电流采样电路(5)与P-电源端子；

所述电流采样电路(5)还连接于B-电源端子与所述主放电控制电路(2)，所述主放电控制电路(2)还连接于所述主芯片检测与控制电路(1)与所述主放电电路(3)，在接入适当功率负载时，通过所述电流采样电路(5)将电路中的电流进行采样；

所述主芯片检测与控制电路(1)还连接于所述预放电电路(4)与所述电压采样电路(6)，所述预放电电路(4)还连接于所述电压采样电路(6)，在接入过大或过小功率时，通过所述电压采样电路(6)将电路中的电压进行采样；

所述电流采样电路(5)与所述电压采样电路(6)相配合，以适应接入不同功率负载的情况，并根据采样数据，切换放电电路；

所述预放电电路(4)包括电阻R3、开关管Q2、保险丝T1以及电阻R4；所述开关管Q2的S极连接于所述电流采样电路(5)的第一端口，所述开关管Q2的G极通过所述电阻R3连接于所述主芯片检测与控制电路(1)的第三端口，所述开关管Q2的D极通过所述保险丝T1分别连接于所述电阻R4的输出端与所述电压采样电路(6)的第一端口；所述电阻R4的输入端连接于P-电源端子。

2.根据权利要求1所述的电池组防打火预放电电路，其特征在于，所述主放电电路(3)包括电阻R1、二极管D1、电阻R2以及开关管Q1；所述开关管Q1的S极连接于所述电流采样电路(5)的第一端口，所述开关管Q1的D极连接于P-电源端子，所述开关管Q1的G极依次通过所述电阻R2、所述二极管D1以及所述电阻R1连接于所述主放电控制电路(2)的第五端口。

3.根据权利要求2所述的电池组防打火预放电电路，其特征在于，所述预放电电路(4)放电时，所述开关管Q1关闭，所述主放电电路(3)呈关闭状态；在切换为所述主放电电路(3)放电时，所述主放电控制电路(2)将控制信号传输至所述开关管Q1，以开启所述开关管Q1，导通所述主放电电路(3)。

4.根据权利要求1所述的电池组防打火预放电电路，其特征在于，所述主芯片检测与控制电路(1)将控制信号传输至所述开关管Q2，以控制所述开关管Q2的工作状态。

5.根据权利要求4所述的电池组防打火预放电电路，其特征在于，所述预放电电路(4)放电时，所述开关管Q2为开关交替进行的工作状态；所述主放电电路(3)放电时，所述开关管Q2呈关闭状态。

6.根据权利要求1所述的电池组防打火预放电电路，其特征在于，所述保险丝T1具有过流过热保护、自动恢复的双重功能，即在线路发生短路或过载时，所述保险丝T1呈高阻状态，以降低线路电流并保护元件；当故障排除后，所述保险丝T1恢复为低阻状态。

7.根据权利要求5或6所述的电池组防打火预放电电路，其特征在于，在所述预放电电路(4)关闭时，负载与所述电阻R4、以及所述电压采样电路(6)中的电阻串联分压，当所述主芯片检测与控制电路(1)检测到电路中的电压达到预定值时，发送控制信号以切换为所述主放电电路(3)进行放电。

8.根据权利要求1所述的电池组防打火预放电电路，其特征在于，所述电流采样电路(5)包括电阻R5、电阻R6以及电阻R7；所述电阻R5的输入端分别连接于所述主放电电路(3)的第二端口、所述预放电电路(4)的第二端口、以及通过所述电阻R7连接于所述主放电控制电路(2)的第二端口；所述电阻R5的输出端分别连接于B-电源端子、以及通过所述电阻R6连接于所述主放电控制电路(2)的第一端口。

9.根据权利要求1所述的电池组防打火预放电电路，其特征在于，所述电压采样电路(6)包括电阻R8以及电阻R9；所述电阻R8的输入端连接于所述预放电电路(4)的第四端口，所述电阻R8的输出端分别连接于所述主芯片检测与控制电路(1)的第四端口、以及通过所述电阻R9接地。