CN108790892A - 一种电动汽车的充电监控管理装置 - Google Patents

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CN108790892A CN201810639140.1A CN201810639140A CN108790892A CN 108790892 A CN108790892 A CN 108790892A CN 201810639140 A CN201810639140 A CN 201810639140A CN 108790892 A CN108790892 A CN 108790892A
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廖子力
王勇
官健
周继承
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Abstract

本发明申请属于电动车辆的电池管理装置领域，具体公开了一种电动汽车的充电监控管理装置，包括外接电源端口与电池组；外接电源端口与电池组的正、负极电连接形成充电回路；还包括串接在充电回路中的第一MOS管与第二MOS管，用于触发控制第一MOS管、第二MOS管导通状态的控制单元，跨接在外接电源端口上的检测电路以及用于检测电池组电源电压并向控制单元反馈检测信号的测压电路；本发明解决了控制器的性能要求高与制造成本高的问题。

Description

一种电动汽车的充电监控管理装置
技术领域
本发明属于适于电动车辆的电池管理装置，具体涉及一种电动汽车的充电监控管理装置。
背景技术
随着电池性能的逐渐提高，采用其作为动力能源的车辆已越来越多。为使电池组能够最大程度地发挥其优越性能、保证其使用的安全性以及延长使用寿命，人们研究设计了电池管理***；电池管理***能实时检测电池组的电压、电流，防止车载电池的过充与过放实现对电池组的保护。
例如中国专利CN106130112A公开了一种锂电池充、放电管理***，所述***包括微控制器、与微控制器相连接的锂电池监控单元、测量模块与计算模块，对电池组内依次串接的每个电池的检测与计算，外接电源端口与每个电池的正、负极直连形成充电回路，电池组的正、负极与负载直连形成放电回路；当某个电池欠压时，控制器触发串接在充电回路上的选项开关闭合，串接在放电回路上的选项开关断开，实现外接电源对特定电池的充电，否则串接在充电回路上的选项开关断开，串接在放电回路上的选项开关断开，即进行电池对于负载的放电。
上述专利存在如下技术缺陷：
由于需要对每个电池进行单独监控及充放电控制，所采用的控制元器件较多，造成制造成本的提升，而且每个独立监控及与每个电池充放电对应的选项开关均需要微控制器进行调控，对于微控制器的处理速度以及端口数量的要求较高，购买这样高性能的微控制器，对应的购置成本也会增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车的充电监控管理装置，能够对电池组进行集中检测，具备有相对简化的整体线路构造，能够降低对控制器的性能要求与制造成本。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种电动汽车的充电监控管理装置，与负载直连，包括外接电源端口与电池组；外接电源端口与电池组的正、负极电连接形成充电回路；还包括串接在充电回路中的第一MOS管与第二MOS管，用于触发控制第一MOS管、第二MOS管导通状态的控制单元，跨接在外接电源端口上的检测电路以及用于检测电池组电源电压并向控制单元反馈检测信号的测压电路；还包括一组相互串接的配压单元，每个配压单元包括一个阻值相等的配压电阻以及与该配压电阻串接的常开型电磁开关，每个电池均并联有一个所述的配压单元，各常开型电磁开关经并线后集中连接于控制单元的一个统一端口处；
其中检测电路上串接有第三MOS管，第三MOS管的源极与漏极串接在检测电路上，第三MOS管的栅极与电池组的负极直连；电池组负极与外接电源端口的负极之间串接分压电阻；检测电路与控制单元相连；所述电池阻还通过所述第一MOS管、第二MOS管与负载串接形成放电回路。
本基础方案的工作原理在于：
(1当外接电源端口接入外接电源时，通过充电回路，外接电源的电流依次通过电池阻正极、电池阻负极、分压电阻以及外接电源的负极；第三MOS管的栅极电位与加载在分压电阻上的电压相等，由此第三MOS管导通，串接第三MOS管的检测电路也导通，这样控制单元就能收到检测电路上电信号，开始导通第一、二MOS管，充电过程由此开始；控制单元触发常开型电磁开关闭合，这样各配压电阻的电势差相等，也导致各电池的最终电位相等，避免局部过冲。
(2取下外接电源后，控制单元能够通过上述相同线路检测到对应的电压信号；控制单元停止向常开型电磁开关供电，各配压单元失去与电池的电连接，由此电池不再消耗能量给与配压电阻；取下外接电源，接上负载后，控制单元通过测压电路检测到电池阻的正极电压超过或达到额定值时，控制单元会保持第一、二MOS管导通，这样电池组就能通过第一、二MOS管给负载供电。取下外接电源如果负载未接入时，控制单元会只保持第一、二MOS管中的一个MOS管导通。
附图说明
图1是本发明一种电动汽车的充电监控管理装置实施例的电路示意图；
图2是图1中单向二极管的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：。
如图1和图2所示，一种电动汽车的充电监控管理装置，与负载直连，包括外接电源端口与电池组；外接电源端口与电池组的正、负极电连接形成充电回路；还包括串接在充电回路中的第一MOS管与第二MOS管，用于触发控制第一MOS管、第二MOS管导通状态的控制单元，跨接在外接电源端口上的检测电路以及用于检测电池组电源电压并向控制单元反馈检测信号的测压电路；还包括一组相互串接的配压单元，每个配压单元包括一个阻值相等的配压电阻以及与该配压电阻串接的常开型电磁开关，每个电池均并联有一个所述的配压单元，各常开型电磁开关经并线后集中连接于控制单元的一个统一端口处；
其中检测电路上串接有第三MOS管，第三MOS管的源极与漏极串接在检测电路上，第三MOS管的栅极与电池组的负极直连；电池组负极与外接电源端口的负极之间串接分压电阻；检测电路与控制单元相连；所述电池阻还通过所述第一MOS管、第二MOS管与负载串接形成放电回路。
取下外接电源后，控制单元能够通过上述相同线路检测到对应的电压信号；控制单元停止向常开型电磁开关供电，各配压单元失去与电池的电连接，由此电池不再消耗能量给与配压电阻；取下外接电源，接上负载后，控制单元通过测压电路检测到电池阻的正极电压超过或达到额定值时，控制单元会保持第一、二MOS管导通，这样电池组就能通过第一、二MOS管给负载供电。取下外接电源，电池阻的正极电压超过或达到额定值时，控制单元会只保持第一、二MOS管中的第一MOSQ6管导通。第一MOS管Q6、第二MOS管Q5、第三MOS管Q9均为N沟通MOS管。
实施例二
在实施例一或仅基于实施例中的检测电路及其连接的控制单元的基础上，本实施例在分压电阻与外接电源端口负极之间设置单向二极管D11。
如图2所示本发明中的单向二极管包括：基板10，在基板10上表面形成的n型氮化物半导体层21，在n型氮化物半导体层21上表面的一部分区域形成的活性层23，在活性层上表面形成p型氮化物半导体层25，在p型氮化物半导体层25上表面形成的p型电极70；在n型氮化物半导体21上表面另一部分区域形成的n型电极60；在与n型电极60相邻的p型氮化物半导体层25和活性层23的侧面以及p型氮化物半导体层25上表面的局部位置形成的绝缘层30；在n型电极60的上端面与侧面、绝缘层30的上端面与侧面形成的金属桥40，且金属桥40沿n型电极60的上端面、n型电极60的侧面、绝缘层30的侧面以及绝缘层30的上端面连续设置。
单向二极管包括绝缘层和多个金属桥。上述绝缘层在与n型电极相邻的p型氮化物半导体层的上表面局部形成，并且覆盖在靠近n型电极的p型氮化物半导体层和活性层的侧表面。金属桥覆盖在绝缘层上，并且一端与n型电极相连。金属桥可以通过绝缘层与p型氮化物半导体层的上表面形成电绝缘，或者可以延伸到绝缘层的区域之外，以与p型氮化物半导体层的上表面形成肖特基接触。金属桥与p型氮化物半导体层形成肖特基接触，而n型电极与n型氮化物半导体层，p型电极与p型氮化物半导体层形成欧姆接触。因此，为了形成n型电极和p型电极的欧姆接触，可以在电极层和半导体层之间的界面层再添加一个欧姆接触层。金属桥的一端连接到n型电极，另一端部覆盖在p型氮化物半导体层的上表面。
当金属桥与p型电极之间的距离减小时，静电放电不通过氮化物界半导体层，而直接通过金属桥的概率将增大。因此，p型电极可以包括向n型电极方向延伸的扩展电极和从扩展电极的端部分出的多个分支电极。金属桥则处在分支电极尾部和n型电极中心点的所在的直线上，从而使金属桥的末端和n电极的距离达到最短，从而使晶格缺陷引起的静电放电尽可能的被最小化。当金属桥延伸超过绝缘层与p型氮化物半导体层的上表面形成肖特基接触时，可以在p型氮化物半导体层的上表面和金属桥之间形成肖特基势垒。当施加反向电压时，比起氮化物半导体PN结的击穿电压的绝对值，肖特基接触的击穿电压绝对值更小，因此，电流可以流经金属桥，从而避免因静电放电造成的损害。
金属桥使用的材料与n型电极相同，以便与n型电极形成更好的电连接，并且能在形成n型电极工艺阶段中同步成型，从而简化制造流程。当金属桥通过绝缘层与p型氮化物半导体层的上表面电绝缘时，在p型氮化物半导体层上形成的绝缘层可以称为绝缘薄膜。当逆向对氮化物基发光二极管施加高压时，电流可能不流经氮化物半导体层的晶体缺陷，而是经过金属桥与绝缘薄膜的概率更大。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种电动汽车的充电监控管理装置，与负载直连，包括外接电源端口与电池组；外接电源端口与电池组的正、负极电连接形成充电回路；还包括串接在充电回路中的第一MOS管与第二MOS管，用于触发控制第一MOS管、第二MOS管导通状态的控制单元，跨接在外接电源端口上的检测电路以及用于检测电池组电源电压并向控制单元反馈检测信号的测压电路；还包括一组相互串接的配压单元，每个配压单元包括一个阻值相等的配压电阻以及与该配压电阻串接的常开型电磁开关，每个电池均并联有一个所述的配压单元，各常开型电磁开关经并线后集中连接于控制单元的一个统一端口处。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车的充电监控管理装置，其特征在于，其中检测电路上串接有第三MOS管，第三MOS管的源极与漏极串接在检测电路上，第三MOS管的栅极与电池组的负极直连。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车的充电监控管理装置，其特征在于，电池组负极与外接电源端口的负极之间串接分压电阻；检测电路与控制单元相连。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车的充电监控管理装置，其特征在于，；所述电池阻还通过所述第一MOS管、第二MOS管与负载串接形成放电回路。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车的充电监控管理装置，其特征在于，在分压电阻与外接电源端口负极之间设置有单向二极管。
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