CN221282833U - 一种电池故障隔离电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池故障隔离电路，包括多个隔离单元，所述隔离单元包括第一开关，向所述第一开关的第一端输入第一控制信号，所述第一开关的第二端连接一电源负极，所述第一开关的第三端经继电器连接所述电源正极，所述继电器的第一触点经一电池与第二触点连接，所述第二触点与另一个所述隔离单元中的继电器的第三触点连接；多个电压采样单元，所述电压采样单元包括第一电阻，所述第一电阻与第二电阻串联后并联在所述电池的两端，所述第一电阻和所述第二电阻的串联中点输出一电压信号；多个电池通过继电器的触点串联连接组成电池组。本申请结构精简、成本低廉，且在不影响电池组工作的前提下隔离故障电池。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池故障隔离电路。
背景技术
单位电池能量密度较小，为大型设备供电时会占用较大空间，且使用寿命不长，维修更换需要较大的人力成本。现在需要长时间使用、对电池性能要求较高的场合，例如电动汽车、储能系统等，大多采用由多个单位电池串联组成的电池组，其电池电压和能量存储能力较高，同时设计更加科学合理，可以提供更好的安全性能，减少了电池短路、过充等问题的发生。
但是电池组中一个单位电池损坏，就需要更换整个电池组，使用成本较高。
实用新型内容
为了解决上述问题，本申请提供的一种电池故障隔离电路，采用如下的技术方案：
一种电池故障隔离电路，包括多个隔离单元，所述隔离单元包括第一开关，所述第一开关的第一端输入第一控制信号，所述第一开关的第二端连接一电源的负极，
继电器，所述继电器的一端连接所述第一开关的第三端，所述继电器的另一端连接所述电源的正极，所述继电器的第一触点经一电池与所述继电器的第二触点连接，所述继电器的第三触点与所述继电器的第一触点或所述继电器的第二触点连接，所述继电器的第二触点与另一个所述隔离单元中的继电器的第三触点连接；
多个电压采样单元，所述电压采样单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述电池的正极，
第二电阻，所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端连接所述电池的负极，所述第二电阻的第一端输出一电压信号；
多个电池通过继电器的触点串联连接组成电池组。
实现方式可以包括以下任何特征或全部特征。
进一步地，若所述电压采样单元通过所述电压信号检测到所述电池故障，所述第一控制信号为高电平，所述第一开关导通，所述继电器的第三触点与所述继电器的第二触点连接，所述电池组中其余电池跳过所述电池串联连接，所述电池组仍正常工作。
进一步地，所述隔离单元还包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述第一开关的第一端，所述第三电阻的另一端输入第一控制信号。
进一步地，所述隔离单元还包括第四电阻，所述第四电阻的一端连接所述第一开关的第一端，所述第四电阻的另一端连接所述第一开关的第二端。
进一步地，所述隔离单元还包括二极管，所述二极管的阳极连接所述第一开关的第三端，所述二极管的阴极连接所述电源的正极。
进一步地，所述电压采样单元还包括第二开关，所述第二开关的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第二开关的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二开关的第三端输入第二控制信号。
进一步地，当所述电压采样单元不工作时，所述第二控制信号起到保证所述第三电阻和所述第四电阻不取电的作用。
进一步地，还包括保险丝，所述继电器的第一触点经所述电池和所述保险丝与所述继电器的第二触点连接。
本申请上述技术方案中，通过所述电压采样单元采样电池电压，若电池电压不在正常范围，则电池故障，向所述隔离单元输入高电平的所述第一控制信号，使得所述第一开关导通，所述继电器上电吸起，多电池跳过故障电池串联正常工作。
综上所述，本申请的这种电池故障隔离电路，结构精简、成本低廉，且在不影响电池组工作的前提下隔离故障电池，防止因单位电池故障影响设备整体运作。
附图说明
图1显示为本申请一种电池故障隔离电路一具体实施例。
附图标识说明：
11、12…1n-隔离单元；21、22…2n-电压采样单元。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例的附图，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
如图1所示，本申请提供了一种电池故障隔离电路，包括n个隔离单元1和n个电压采样单元2，电源VCC为n个所述隔离单元1供电，n个所述隔离单元1串联连接，一电池串联一保险丝后对应接入一所述隔离单元1中，一所述电压采样单元2对应并联一电池，n个电池(电池BAT1到电池BATn)串联组成电池组，若n个所述电压采样单元2采样检测到n个电池均正常工作时，n个所述隔离单元1未产生作用，所述电池组中无电池被隔离；若所述电压采样单元2采样检测到对应电池发生故障时，该电池所对应的所述隔离单元1产生作用，所述电池组中该电池被隔离，其余电池仍串联连接正常工作。
隔离单元11包括电阻R11，开关Q11，电阻R21，二极管D11和继电器J11，所述电阻R11的一端输入控制信号SIG1(控制信号SIG1对应所述电池BAT1，依次顺序对应，控制信号SIGn对应所述电池BATn)，所述电阻R11的另一端连接所述开关Q11的栅极，所述电阻R11起到限流的作用，所述电阻R21的一端连接所述开关Q11的栅极，所述电阻R21的另一端连接所述开关Q11的源极，所述电阻R21起到为所述开关Q11提供偏置电压以及泻放电阻保护所述开关Q11的作用，所述开关Q11的源极连接所述电源VCC的负极，所述开关Q11的漏极连接所述二极管D11的阳极，所述二极管D11的阴极连接所述电源VCC的正极，所述二极管D11起到保护元件不被感应电压击穿或烧坏的作用，所述继电器J11与所述二极管D11并联，一保险丝F1与一电池BAT1串联(保险丝F1对应所述电池BAT1，依次顺序对应，保险丝Fn对应所述电池BATn)，所述继电器J11的触点N经所述保险丝F1和所述电池BAT1与所述继电器J11的触点M连接，所述继电器J11的触点M与隔离单元12中的继电器J12的触点P连接。可选地，所述开关Q11为N沟道增强型MOSFET。n个所述隔离单元1通过前一个所述隔离单元1中的继电器的触点M与下一个所述隔离单元1中的继电器的触点P连接，实现n个所述隔离单元1的串联连接。
电压采样单元21包括电阻R31，开关Q21和电阻R41，所述电阻R31的一端连接所述电池BAT1的正极，所述电阻R31的另一端连接所述开关Q21的漏极，所述开关Q21的栅极输入一控制信号VS1(控制信号VS1对应开关Q21，依次顺序对应，控制信号VSn对应开关Q2n)，当所述电压采样单元21不工作时，所述控制信号VS1起到保证所述电阻R31和所述电阻R41不取电的作用，所述开关Q21的源极输出电压信号SAM1(电压信号SAM1对应电池BAT1，依次顺序对应，电压信号SAMn对应电池BATn)，所述电阻R41的一端连接所述开关Q21的源极，所述电阻R41的另一端连接所述电池BAT1的负极。可选地，所述开关Q21为N沟道增强型MOSFET。
工作原理如下：所述电压采样单元2采用电阻分压的形式，采样得到相关的电压信号，已知所述电阻R3的阻值和所述电阻R4的阻值，可以得到电池端实时电压；一旦采样检测到该电池电压不在合理范围，该电池对应的所述隔离单元1的所述控制信号为高电平，所述开关Q1导通，继电器上电吸起，即所述触点P断开与所述触点N的连接，所述触点P与所述触点M连接，n个电池跳过该电池串联连接，所述电池组仍保证正常工作。
可以理解的是，以上关于本申请的具体描述，仅用于说明本申请而并非受限于本申请实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本申请进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电池故障隔离电路，其特征在于：包括多个隔离单元，所述隔离单元包括第一开关，所述第一开关的第一端输入第一控制信号，所述第一开关的第二端连接一电源的负极，
继电器，所述继电器的一端连接所述第一开关的第三端，所述继电器的另一端连接所述电源的正极，所述继电器的第一触点经一电池与所述继电器的第二触点连接，所述继电器的第三触点与所述继电器的第一触点或所述继电器的第二触点连接，所述继电器的第二触点与另一个所述隔离单元中的继电器的第三触点连接；
多个电压采样单元，所述电压采样单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述电池的正极，
第二电阻，所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端连接所述电池的负极，所述第二电阻的第一端输出一电压信号；
多个电池通过继电器的触点串联连接组成电池组。
2.根据权利要求1所述的一种电池故障隔离电路，其特征在于：若所述电压采样单元通过所述电压信号检测到所述电池故障，所述第一控制信号为高电平，所述第一开关导通，所述继电器的第三触点与所述继电器的第二触点连接，所述电池组中其余电池跳过所述电池串联连接，所述电池组仍正常工作。
3.根据权利要求2所述的一种电池故障隔离电路，其特征在于：所述隔离单元还包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述第一开关的第一端，所述第三电阻的另一端输入第一控制信号。
4.根据权利要求2所述的一种电池故障隔离电路，其特征在于：所述隔离单元还包括第四电阻，所述第四电阻的一端连接所述第一开关的第一端，所述第四电阻的另一端连接所述第一开关的第二端。
5.根据权利要求2所述的一种电池故障隔离电路，其特征在于：所述隔离单元还包括二极管，所述二极管的阳极连接所述第一开关的第三端，所述二极管的阴极连接所述电源的正极。
6.根据权利要求2所述的一种电池故障隔离电路，其特征在于：所述电压采样单元还包括第二开关，所述第二开关的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第二开关的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二开关的第三端输入第二控制信号。
7.根据权利要求6所述的一种电池故障隔离电路，其特征在于：当所述电压采样单元不工作时，所述第二控制信号起到保证第三电阻和第四电阻不取电的作用。
8.根据权利要求1所述的一种电池故障隔离电路，其特征在于：还包括保险丝，所述继电器的第一触点经所述电池和所述保险丝与所述继电器的第二触点连接。
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