CN109435765A - 电池包无触点控制***及工作方法 - Google Patents

电池包无触点控制***及工作方法 Download PDF

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CN109435765A CN201910062722.2A CN201910062722A CN109435765A CN 109435765 A CN109435765 A CN 109435765A CN 201910062722 A CN201910062722 A CN 201910062722A CN 109435765 A CN109435765 A CN 109435765A
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徐广达
施华军
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Tianchen New Energy Co Ltd
Changzhou Engineering and Technology Institute of Jiangsu University
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Tianchen New Energy Co Ltd
Changzhou Engineering and Technology Institute of Jiangsu University
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Abstract

本发明公开了一种电池包无触点控制***,包括BMS电池管理***和无触点控制装置,所述BMS电池管理***的采样端口与电池包相连;所述无触点控制装置的输入端与电池包的正输出端和负输出端相连,所述无触点控制装置的控制端与BMS电池管理***的控制端相连,所述无触点控制装置的输出端连接负载。本发明提供一种电池包无触点控制***及工作方法,它通过BMS电池管理***和两个无触点控制装置的配合,控制电池包输出的通断。

Description

电池包无触点控制***及工作方法
技术领域
本发明涉及一种电池包无触点控制***及工作方法,属于电动汽车领域。
背景技术
目前,电池包电气控制采用的是继电器、控制器等元件及其他电器组成的有触点控制***,通过控制继电器的吸合和断开从而达到控制电池包的电压、电流输出来驱动电动汽车。有触点控制技术的缺陷和不足:1、继电器的触点在接通与断开时,尤其在断开瞬间,不可避免要出现飞弧现象,使主触点灼伤;2、继电器触头在吸合时必定会有弹跳,这个大大缩短触头寿命,同时会产生大的电气噪声;3、继电器的触点机械动作响应慢、抗振动和冲击性能差以及电气噪声大;4、电池包维护带来不便,同时也带来相关的成本增加以及整体性能下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的不足,提供一种电池包无触点控制***及工作方法,它通过BMS电池管理***和两个无触点控制装置的配合,控制电池包输出的通断。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种电池包无触点控制***,包括:
BMS电池管理***,所述BMS电池管理***的采样端口与电池包相连;
无触点控制装置,所述无触点控制装置的输入端与电池包的正输出端和负输出端相连,所述无触点控制装置的控制端与BMS电池管理***的控制端相连,所述无触点控制装置的输出端连接负载。
进一步,所述无触点控制装置包括绝缘栅双极型晶体管Q1、光电耦合器U1和三极管Q2,所述绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与无触点控制装置的输入端IN相连,所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极与无触点控制装置的输出端OUT相连,所述绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和发射极之间并联有二极管D1和电容C1,所述光电耦合器U1的2端与绝缘栅双极型晶体管Q1的栅极相连,所述光电耦合器U1的3端与+5V电压源相连,所述光电耦合器U1的K端与三极管Q2的集电极相连,所述光电耦合器U1的A端通过电阻R3与+5V电压源相连,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极通过电阻R1与+5V电压源相连,所述三极管Q2的基极通过电阻R2与无触点控制装置的控制端J相连。
本发明还提供了一种电池包无触点控制***的工作方法,它包含如下步骤:
BMS电池管理***的控制端输出控制信号至无触点控制装置的控制端J,使无触点控制装置的控制端J获得电压;
根据无触点控制装置的控制端J获得的电压,控制绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断;
通过绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断,来控制无触点控制装置的输出端OUT的输出;其中,
所述根据所述无触点控制装置的控制端J获得的电压,控制绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断的步骤为:
当无触点控制装置的控制端J为高电位,三极管Q2导通,三极管Q2导通后控制光电耦合器U1的K端由高电位变成低电位,光电耦合器U1的2端输出有效使能信号,绝缘栅双极型晶体管Q1接收光电耦合器U1输出的有效使能信号后导通;当无触点控制装置的控制端J为低电位,三极管Q2关断,光电耦合器U1的K端为高电位,光电耦合器U1的2端不输出信号,绝缘栅双极型晶体管Q1关断;
所述通过绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断,来控制无触点控制装置的输出端OUT的输出的步骤为:
当绝缘栅双极型晶体管Q1导通,无触点控制装置的输入端IN的电池包直流电压,通过绝缘栅双极型晶体管Q1从无触点控制装置的输出端OUT输出;当绝缘栅双极型晶体管Q1关断,无触点控制装置的输出端OUT没有输出。
采用了上述技术方案,本发明通过BMS电池管理***来无触点控制装置的控制端J的电压,根据该电压的高低控制绝缘栅双极型晶体管Q1的通断,从而控制电池包输出的通断;本发明具有耐振动、耐冲击、寿命长、无火花干扰、无噪声、开关响应快的有点,工作可靠,维护简单。
附图说明
图1为本发明的电池包无触点控制***的原理框图;
图2为图1的等效电路图;
图3为本发明的无触点控制装置的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1~3所示,一种电池包无触点控制***,包括:
BMS电池管理***,所述BMS电池管理***的采样端口与电池包通过采样线相连,监测每块电池的工作状态,所述BMS电池管理***的型号为DKX917-42T10N4,所述电池包由96块三元锂电池组成,电池包电压为350V;
无触点控制装置,所述无触点控制装置的输入端与电池包的正输出端和负输出端相连,所述无触点控制装置的控制端与BMS电池管理***的控制端相连,所述无触点控制装置的输出端连接负载,电池包的电流从无触点控制装置的输入端IN进入,经过控制从无触点控制装置的输出端OUT流出,无触点控制装置的控制端J是由BMS电池管理***控制,根据整车的需求来控制电池包的电流是否输出,从而达到控制电池包对外的无触点控制输出,如图2所示,此无触点控制装置相当于一个开关,无触点控制装置的控制端J用来控制开关的接通和关断。
如图3所示,所述无触点控制装置包括绝缘栅双极型晶体管Q1、光电耦合器U1和三极管Q2,三极管Q2型号为9013,光电耦合器U1型号为H11D1S-TA1,所述绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与无触点控制装置的输入端IN相连,所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极与无触点控制装置的输出端OUT相连,所述绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和发射极之间并联有二极管D1和电容C1,所述光电耦合器U1的2端与绝缘栅双极型晶体管Q1的栅极相连,所述光电耦合器U1的3端与+5V电压源相连,所述+5V电压源由BMS电池管理***提供,所述光电耦合器U1的K端与三极管Q2的集电极相连,所述光电耦合器U1的A端通过电阻R3与+5V电压源相连,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极通过电阻R1与+5V电压源相连,所述三极管Q2的基极通过电阻R2与无触点控制装置的控制端J相连。
实施例二
如图1~3所示,一种电池包无触点控制***的工作方法,它包含如下步骤:
BMS电池管理***的控制端输出控制信号至无触点控制装置的控制端J,使无触点控制装置的控制端J获得电压;
根据无触点控制装置的控制端J获得的电压,控制绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断;
通过绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断,来控制无触点控制装置的输出端OUT的输出;其中,
所述根据所述无触点控制装置的控制端J获得的电压,控制绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断的步骤为:
当无触点控制装置的控制端J为高电位,三极管Q2导通,三极管Q2导通后控制光电耦合器U1的K端由高电位变成低电位,光电耦合器U1的2端输出有效使能信号,绝缘栅双极型晶体管Q1接收光电耦合器U1输出的有效使能信号后导通;当无触点控制装置的控制端J为低电位,三极管Q2关断,光电耦合器U1的K端为高电位,光电耦合器U1的2端不输出信号,绝缘栅双极型晶体管Q1关断;
所述通过绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断,来控制无触点控制装置的输出端OUT的输出的步骤为:
当绝缘栅双极型晶体管Q1导通,无触点控制装置的输入端IN的电池包直流电压,通过绝缘栅双极型晶体管Q1从无触点控制装置的输出端OUT输出;当绝缘栅双极型晶体管Q1关断,无触点控制装置的输出端OUT没有输出。
以上所述的具体实施例,对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电池包无触点控制***,其特征在于,包括:
BMS电池管理***,所述BMS电池管理***的采样端口与电池包相连;
无触点控制装置,所述无触点控制装置的输入端与电池包的正输出端和负输出端相连,所述无触点控制装置的控制端与BMS电池管理***的控制端相连,所述无触点控制装置的输出端连接负载。
2.根据权利要求1所述的电池包无触点控制***,其特征在于:所述无触点控制装置包括绝缘栅双极型晶体管Q1、光电耦合器U1和三极管Q2,所述绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与无触点控制装置的输入端IN相连,所述绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极与无触点控制装置的输出端OUT相连,所述绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和发射极之间并联有二极管D1和电容C1,所述光电耦合器U1的2端与绝缘栅双极型晶体管Q1的栅极相连,所述光电耦合器U1的3端与+5V电压源相连,所述光电耦合器U1的K端与三极管Q2的集电极相连,所述光电耦合器U1的A端通过电阻R3与+5V电压源相连,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极通过电阻R1与+5V电压源相连,所述三极管Q2的基极通过电阻R2与无触点控制装置的控制端J相连。
3.一种如权利要求1至2中任一项所述的电池包无触点控制***的工作方法,其特征在于,它包含如下步骤:
BMS电池管理***的控制端输出控制信号至无触点控制装置的控制端J,使无触点控制装置的控制端J获得电压;
根据无触点控制装置的控制端J获得的电压,控制绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断;
通过绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断,来控制无触点控制装置的输出端OUT的输出;其中,
所述根据所述无触点控制装置的控制端J获得的电压,控制绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断的步骤为:
当无触点控制装置的控制端J为高电位,三极管Q2导通,三极管Q2导通后控制光电耦合器U1的K端由高电位变成低电位,光电耦合器U1的2端输出有效使能信号,绝缘栅双极型晶体管Q1接收光电耦合器U1输出的有效使能信号后导通;当无触点控制装置的控制端J为低电位,三极管Q2关断,光电耦合器U1的K端为高电位,光电耦合器U1的2端不输出信号,绝缘栅双极型晶体管Q1关断;
所述通过绝缘栅双极型晶体管Q1的导通和关断,来控制无触点控制装置的输出端OUT的输出的步骤为:
当绝缘栅双极型晶体管Q1导通,无触点控制装置的输入端IN的电池包直流电压,通过绝缘栅双极型晶体管Q1从无触点控制装置的输出端OUT输出;当绝缘栅双极型晶体管Q1关断,无触点控制装置的输出端OUT没有输出。
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