CN110239372A - 一种bms预充电路及其控制方法 - Google Patents

一种bms预充电路及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110239372A
CN110239372A CN201910497427.XA CN201910497427A CN110239372A CN 110239372 A CN110239372 A CN 110239372A CN 201910497427 A CN201910497427 A CN 201910497427A CN 110239372 A CN110239372 A CN 110239372A
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection unit
preliminary filling
adc
mcu controller
sampling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910497427.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110239372B (zh
Inventor
应骏
李枫
曾爽
宋强
徐敏豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Normal University
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
Shanghai Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Normal University filed Critical Shanghai Normal University
Priority to CN201910497427.XA priority Critical patent/CN110239372B/zh
Publication of CN110239372A publication Critical patent/CN110239372A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110239372B publication Critical patent/CN110239372B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种BMS预充电路及其控制方法，其中，BMS预充电路包括AFE前端检测单元，MCU控制器，短路检测单元，检测电阻，预充电阻，预充MOS管和主功率MOS管，对应的控制方法，包括以下步骤：S1、采样充电电流；S2、AFE前端检测单元判断采样的充电电流值是否大于或等于预设过流阈值，若判断为是，则执行步骤S3，否则返回步骤S1；S3、执行过流保护；S4、执行预充过程；S5、恢复正常上电。与现有技术相比，本发明在不改变原有连接模式下，即在没有外部点火信号输入情况下，能有效解决上电瞬间由于过流保护导致动力部件无法正常上电的问题。

Description

一种BMS预充电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及电池管理***技术领域，尤其是涉及一种BMS预充电路及其控制方法。
背景技术
锂电池因为能量密度非常高，且内阻非常小，在动力电池领域被不断拓展其使用范围，但由于锂电池的活性较高，需要配合电池管理***(BMS)才能安全使用：外部的动力部件(比如：电机)通常都会与一个较大容量的电容C并联，在动力部件接通主功率MOS管的瞬间，电池电压在50V以上，而电容C的电压接近为0，此时负载电阻值仅为导线的电阻及主功率MOS管的内阻之和，为了提高电池组输出能力，负载电阻值通常是mΩ级别，此时就会导致瞬间电流达到100A甚至1000A以上，根据过流保护规则，BMS将瞬间关闭主功率MOS管，以达到保护目的。
因此，BMS***会增加一路预充电路，预充电路由一个预充MOS管和一个预充电阻串联组成，并且由外部输入的点火信号控制BMS上电逻辑：当有点火信号输入时，表明***已经接通动力部件，先导通预充MOS管，并保持主功率MOS管的断开状态，在预充电阻的限流作用下，此时通过小电流对动力部件的电容C进行充电，等待一段时间，使电容C充满至接近电池电压，然后断开预充MOS管并导通主功率MOS管，这样，输出电路就不会出现大电流冲击，从而保证动力部件正常工作。
但在很多工业设备中，如AGV设备，电动自行车设备，以及大部分原先采用铅酸电池的传统动力设备，其动力部件与电池之间仅有供电电源线的连接，通常不存在后端电路开关信号与前端电池管理***之间的信号传输线，如果不改造原有的连接模式，BMS***将无法获取外部点火信号输入，也就无法得知动力部件上下电的状态，导致预充电路无法发挥作用。因此在这些设备的动力部件上电瞬间，非常容易造成BMS的过流保护，影响动力部件的正常工作。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种BMS预充电路及其控制方法，在不改变设备的原有连接模式下，解决动力部件上电瞬间由于过流保护导致无法正常上电工作的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种BMS预充电路，包括AFE前端检测单元，MCU控制器，短路检测单元，检测电阻，预充电阻，预充MOS管，主功率MOS管，所述AFE前端检测单元的第一输入端连接到检测电阻，用于采样检测电阻的电流、进行过流保护判断以及输出过流保护信号，所述AFE前端检测单元的第一输出端连接到主功率MOS管的门极，以控制主功率MOS管的导通与关断，所述AFE前端检测单元的第二输入端连接到电池组，用于采样电池组数据，所述AFE前端检测单元的第二输出端与MCU控制器的第一输入端连接，以将采样的电池组数据、检测电阻的电流数据和过流保护信号传输给MCU控制器，所述MCU控制器的第二输入端连接到短路检测单元，所述短路检测单元的输入端与动力部件相连接，以采样动力部件的电压并由MCU控制器进行ADC采样，所述MCU控制器的第一输出端连接到预充MOS管的门极，以控制预充MOS管的导通与关断，所述MCU控制器的第二输出端连接到AFE前端检测单元的第三输入端，以输出清除过流保护信号给AFE前端检测单元，所述检测电阻的一端连接到电池组的负极，检测电阻的另一端分别连接到预充电阻的一端和主功率MOS管的源极，所述预充电阻的另一端连接到预充MOS管的源极，所述预充MOS管的漏极和主功率MOS管的漏极均连接到动力部件的负极，动力部件与一个电容相并联，电池组的正极连接到动力部件的正极。
优选的，所述短路检测单元为分压电路，所述分压电路由N个电阻串联组成，其中，N＞1。
优选的，所述AFE前端检测单元为TI公司的BQ76940芯片。
优选的，所述MCU控制器为ST公司的STM32F072芯片。
一种BMS预充控制方法，包括以下步骤：
S1、采样充电电流：AFE前端检测单元实时采样检测电阻的电流；
S2、AFE前端检测单元判断采样的充电电流值是否大于或等于预设过流阈值，若判断为是，则执行步骤S3，否则返回步骤S1；
S3、执行过流保护：AFE前端检测单元存储过流保护标志，并输出关断信号给主功率MOS管、输出过流保护信号给MCU控制器；
S4、执行预充过程：MCU控制器接收过流保护信号后，输出导通信号给预充MOS管，使预充MOS管导通工作；
S5、恢复正常上电：根据短路检测单元输出的电压值，MCU控制器实时进行ADC采样，并结合AFE前端检测单元实时采样的检测电阻电流值，通过控制预充MOS管和主功率MOS管的导通与关断，恢复动力部件的正常上电。
优选的，所述步骤S5具体包括以下步骤：
S51、在预充MOS管导通并持续第一预设时间之后，MCU控制器以第二预设时间为间隔进行M次ADC采样，并依据采样顺序记录对应的ADC采样值，得到包含M个ADC采样值的第一ADC序列，其中，M≥3；
S52、MCU控制器判断第一ADC序列是否为递减序列，若判断为是，则执行步骤S53，否则执行步骤S54；
S53、MCU控制器继续进行实时ADC采样及ADC采样值记录，直至记录的ADC采样值为零，则输出关断信号给预充MOS管，同时输出清除过流保护标志信号给AFE前端检测单元，AFE前端检测单元输出导通信号给主功率MOS管，恢复正常上电；
S54、基于AFE前端检测单元采样的检测电阻电流数据，MCU控制器依次记录检测电阻电流数据，得到充电电流序列，结合充电电流序列以及第一ADC序列进行分析，以控制预充MOS管和主功率MOS管的导通与关断，直至恢复动力部件的正常上电。
优选的，所述步骤S54具体包括以下步骤：
S541、MCU控制器依次记录AFE前端检测单元采样的检测电阻电流数据，得到充电电流序列；
S542、判断充电电流序列是否为递减序列，若判断为是，则执行步骤S53，否则执行步骤S543；
S543、判断第一ADC序列中的ADC采样值是否维持不变，若判断为是，则输出关断信号给预充MOS管，同时输出短路信号给BMS的通信接口，之后执行步骤S544，否则执行步骤S53；
S544、预充MOS管关断并持续第三预设时间之后，MCU控制器输出导通信号给预充MOS管，预充MOS管导通并持续第四预设时间，再以第五预设时间为间隔进行K次ADC采样，并依据采样顺序记录对应的ADC采样值，得到包含K个ADC采样值的第二ADC序列，其中，K≥3；
S545、MCU控制器判断第二ADC序列是否为递减序列，若判断为是，则输出清除过流保护标志信号给AFE前端检测单元，AFE前端检测单元输出导通信号给主功率MOS管，恢复正常上电，否则返回步骤S544。
优选的，所述第四预设时间与第一预设时间的值一致，所述第五预设时间与第二预设时间的值一致，所述第一预设时间和第四预设时间均为充电时间，第二预设时间和第五预设时间均为采样间隔时间，第三预设时间为短路恢复判断间隔时间。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、本发明的预充电路不需要对原有的BMS***的连接模式进行改造，电路结构简单可靠，即使没有外部点火信号的输入，也能保证对动力部件进行合理的预充和正常上电。
二、本发明采用AFE前端检测单元和检测电阻进行充电电流的采样，采用分压电路和MCU控制器进行电压的ADC采样，结合对充电电流以及ADC采样值的分析，能对动力部件和电容的工作状态进行准确判断，无需根据外部点火信号的输入与否，便能有效控制预充MOS管和主功率MOS管的导通与关断。
三、在判断外部电路发生短路并且关断预充MOS管之后，本发明通过进一步的ADC采样及分析，能及时检测外部电路短路是否移除，从而及时恢复动力部件的正常上电。
附图说明
图1为本发明的电路结构示意图；
图2为本发明的方法流程示意图；
图中标记说明：1、电池组，2、AFE前端检测单元，3、MCU控制器，4、短路检测单元，5、检测电阻，6、预充电阻，7、预充MOS管，8、主功率MOS管，9、动力部件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种BMS预充电路，包括AFE前端检测单元2，MCU控制器3，短路检测单元4，检测电阻5，预充电阻6，预充MOS管7，主功率MOS管8，AFE前端检测单元2的第一输入端连接到检测电阻5，用于采样检测电阻5的电流、进行过流保护判断以及输出过流保护信号，AFE前端检测单元2的第一输出端连接到主功率MOS管8的G极，以控制主功率MOS管8的导通与关断，AFE前端检测单元2的第二输入端连接到电池组1，用于采样电池组1的数据，AFE前端检测单元2的第二输出端与MCU控制器3的第一输入端连接，以将采样的电池组1的数据、检测电阻5的电流数据和过流保护信号传输给MCU控制器3，MCU控制器3的第二输入端连接到短路检测单元4，短路检测单元4的输入端与动力部件9相连接，以采样动力部件9的电压并由MCU控制器3进行ADC采样，MCU控制器3的第一输出端连接到预充MOS管7的G极，以控制预充MOS管7的导通与关断，MCU控制器3的第二输出端连接到AFE前端检测单元2的第三输入端，以输出清除过流保护信号给AFE前端检测单元2，检测电阻5的一端连接到电池组1的负极，检测电阻5的另一端分别连接到预充电阻6的一端和主功率MOS管8的S极，预充电阻6的另一端连接到预充MOS管7的S极，预充MOS管7的D极和主功率MOS管8的D极均连接到动力部件9的负极，动力部件9与一个电容相并联，电池组1的正极连接到动力部件9的正极。
本实施例中，预充MOS管和主功率MOS管均选用N沟道MOS管；
电池组由13个三元锂离子电池串联组成，其中，单个三元锂离子电池的最大电压为4.2V，电池组正极的输出最大电压为13*4.2＝54.6V；
AFE前端检测单元选用TI公司的BQ76940芯片；
MCU控制器选用ST公司内置ADC功能单元的STM32F072芯片；
短路检测单元采用分压电路的形式，具体是由一个阻值为30K的电阻和一个阻值为510K的电阻串联构成的1/18分压电路，其中，阻值为30K的电阻的一端连接到MCU控制器，以将最大电压54.6V分压至3.03V，从而输入MCU控制器进行ADC采样。
图2所示为基于图1所示预充电路的控制方法，包括以下步骤：
S1、采样充电电流：AFE前端检测单元实时采样检测电阻的电流；
S2、AFE前端检测单元判断采样的充电电流值是否大于或等于预设过流阈值，若判断为是，则执行步骤S3，否则返回步骤S1；
S3、执行过流保护：AFE前端检测单元存储过流保护标志，并输出关断信号给主功率MOS管、输出过流保护信号给MCU控制器；
S4、执行预充过程：MCU控制器接收过流保护信号后，输出导通信号给预充MOS管，使预充MOS管导通工作；
S5、恢复正常上电：根据短路检测单元输出的电压值，MCU控制器实时进行ADC采样，并结合AFE前端检测单元实时采样的充电电流值，通过控制预充MOS管和主功率MOS管的导通与关断，恢复动力部件的正常上电。
本实施中，步骤S5的具体过程为：
S51、在预充MOS管导通并持续一段时间T1之后，MCU控制器以时间T2为间隔进行4次ADC采样，并依据采样顺序记录对应的ADC采样值，得到包含4个ADC采样值的第一ADC序列；
S52、MCU控制器判断第一ADC序列是否为递减序列，若判断为是，则执行步骤S53，否则执行步骤S54；
S53、MCU控制器继续进行实时ADC采样及ADC采样值记录，直至记录的ADC采样值为零，则输出关断信号给预充MOS管，同时输出清除过流保护标志信号给AFE前端检测单元，AFE前端检测单元输出导通信号给主功率MOS管，恢复正常上电；
S54、基于AFE前端检测单元采样的检测电阻电流数据，MCU控制器依次记录检测电阻电流数据，得到充电电流序列，结合充电电流序列以及第一ADC序列进行分析，以控制预充MOS管和主功率MOS管的导通与关断，直至恢复动力部件的正常上电。
其中，步骤S54的具体过程为：
S541、MCU控制器依次记录AFE前端检测单元采样的检测电阻电流数据，得到充电电流序列；
S542、判断充电电流序列是否为递减序列，若判断为是，则执行步骤S53，否则执行步骤S543；
S543、判断第一ADC序列中的ADC采样值是否维持不变，若判断为是，则输出关断信号给预充MOS管，同时输出短路信号给BMS的通信接口，之后执行步骤S544，否则执行步骤S53；
S544、预充MOS管关断并持续一段时间T3之后，MCU控制器输出导通信号给预充MOS管，预充MOS管导通并持续一段时间T1，再以时间T2为间隔进行4次ADC采样，依据采样顺序记录对应的ADC采样值，得到包含4个ADC采样值的第二ADC序列；
S545、MCU控制器判断第二ADC序列是否为递减序列，若判断为是，则输出清除过流保护标志信号给AFE前端检测单元，AFE前端检测单元输出导通信号给主功率MOS管，恢复正常上电，否则返回步骤S544。
上述控制方法应用在本发明预充电路的具体工作原理为：AFE前端检测单元通过检测电阻采样的电流即为充电电流，MCU控制器通过短路检测单元采样的ADC值对应的是充电电压，当后端的动力部件上电时，由于电容充电导致瞬间大电流，AFE前端检测单元通过检测电阻采样到该大电流，从而触发过流保护，关断主功率MOS管通路，并通知MCU控制器此次过流保护事件，在具体实际应用中，所有的预设时间都可以通过通信接口由用户进行设置；
MCU控制器输出控制信号以导通预充MOS管，并通过短路检测单元开始ADC采样，在预充MOS管导通持续一段时间T1后，MCU控制器对依次采样的ADC值进行比较：
1、若依次采样的ADC值在不断降低，则认为外部确实为与动力部件并联的大电容，需要维持预充MOS管为导通状态，直至采样的ADC值为零，即短路检测单元输出电压接近地线电压“零值”，之后关断预充MOS管，由MCU控制器通知AFE前端检测单元，过流保护事件标志清除，重新导通主功率MOS管，以恢复正常上电；
2、若依次采样的ADC值均维持为高压状态不变，则需要结合由AFE前端检测单元通过检测电阻采样的充电电流进行分析：
2.1、若依次采样的充电电流值在持续降低，则判断动力部件并联的电容容量较大，需要维持预充MOS管为导通状态，同时延长充电时间等待采样的ADC值减小；
2.2、若依次采样的充电电流值维持为最高电流状态，其值接近V电池组/(R检测电阻+R预充电阻)，并且依次采样的ADC值也维持不变，则判断为外部电路发生短路，可经过多次分析判断证实短路之后，MCU控制器输出控制信号以关断预充MOS管，从而切断预充电路，并通过BMS外部通信接口通知发生短路；
此后，每间隔一段时间T3后，MCU控制器会输出控制信号以导通预充MOS管，并重新进行ADC采样，以判断外部短路是否移除，一旦判断外部短路已经移除，则清除AFE前端检测单元中的过流保护事件标志，关断预充MOS管、导通主功率MOS管，从而恢复动力部件的正常上电。
采用本发明提出的预充电路及控制方法，能够不改变BMS***原有的连接方式，在没有外部点火信号输入的情况下，解决由于过流保护导致动力部件无法正常上电的问题。

Claims (8)

1.一种BMS预充电路，其特征在于，包括AFE前端检测单元，MCU控制器，短路检测单元，检测电阻，预充电阻，预充MOS管，主功率MOS管，所述AFE前端检测单元的第一输入端连接到检测电阻，用于采样检测电阻的电流、进行过流保护判断以及输出过流保护信号，所述AFE前端检测单元的第一输出端连接到主功率MOS管的门极，以控制主功率MOS管的导通与关断，所述AFE前端检测单元的第二输入端连接到电池组，用于采样电池组数据，所述AFE前端检测单元的第二输出端与MCU控制器的第一输入端连接，以将采样的电池组数据、检测电阻的电流数据和过流保护信号传输给MCU控制器，所述MCU控制器的第二输入端连接到短路检测单元，所述短路检测单元的输入端与动力部件相连接，以采样动力部件的电压并由MCU控制器进行ADC采样，所述MCU控制器的第一输出端连接到预充MOS管的门极，以控制预充MOS管的导通与关断，所述MCU控制器的第二输出端连接到AFE前端检测单元的第三输入端，以输出清除过流保护信号给AFE前端检测单元，所述检测电阻的一端连接到电池组的负极，检测电阻的另一端分别连接到预充电阻的一端和主功率MOS管的源极，所述预充电阻的另一端连接到预充MOS管的源极，所述预充MOS管的漏极和主功率MOS管的漏极均连接到动力部件的负极，动力部件与一个电容相并联，电池组的正极连接到动力部件的正极。
2.根据权利要求1所述的一种BMS预充电路，其特征在于，所述短路检测单元为分压电路，所述分压电路由N个电阻串联组成，其中，N＞1。
3.根据权利要求1所述的一种BMS预充电路，其特征在于，所述AFE前端检测单元为TI公司的BQ76940芯片。
4.根据权利要求1所述的一种BMS预充电路，其特征在于，所述MCU控制器为ST公司的STM32F072芯片。
5.一种采用权利要求1所述的BMS预充电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采样充电电流：AFE前端检测单元实时采样检测电阻的电流；
S2、AFE前端检测单元判断采样的充电电流值是否大于或等于预设过流阈值，若判断为是，则执行步骤S3，否则返回步骤S1；
S3、执行过流保护：AFE前端检测单元存储过流保护标志，并输出关断信号给主功率MOS管、输出过流保护信号给MCU控制器；
S4、执行预充过程：MCU控制器接收过流保护信号后，输出导通信号给预充MOS管，使预充MOS管导通工作；
S5、恢复正常上电：根据短路检测单元输出的电压值，MCU控制器实时进行ADC采样，并结合AFE前端检测单元实时采样的检测电阻电流值，通过控制预充MOS管和主功率MOS管的导通与关断，恢复动力部件的正常上电。
6.根据权利要求5所述的一种控制方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下步骤：
S51、在预充MOS管导通并持续第一预设时间之后，MCU控制器以第二预设时间为间隔进行M次ADC采样，并依据采样顺序记录对应的ADC采样值，得到包含M个ADC采样值的第一ADC序列，其中，M≥3；
S52、MCU控制器判断第一ADC序列是否为递减序列，若判断为是，则执行步骤S53，否则执行步骤S54；
S53、MCU控制器继续进行实时ADC采样及ADC采样值记录，直至记录的ADC采样值为零，则输出关断信号给预充MOS管，同时输出清除过流保护标志信号给AFE前端检测单元，AFE前端检测单元输出导通信号给主功率MOS管，恢复正常上电；
S54、基于AFE前端检测单元采样的检测电阻电流数据，MCU控制器依次记录检测电阻电流数据，得到充电电流序列，结合充电电流序列以及第一ADC序列进行分析，以控制预充MOS管和主功率MOS管的导通与关断，直至恢复动力部件的正常上电。
7.根据权利要求6所述的一种控制方法，其特征在于，所述步骤S54具体包括以下步骤：
S541、MCU控制器依次记录AFE前端检测单元采样的检测电阻电流数据，得到充电电流序列；
S542、判断充电电流序列是否为递减序列，若判断为是，则执行步骤S53，否则执行步骤S543；
S543、判断第一ADC序列中的ADC采样值是否维持不变，若判断为是，则输出关断信号给预充MOS管，同时输出短路信号给BMS的通信接口，之后执行步骤S544，否则执行步骤S53；
S544、预充MOS管关断并持续第三预设时间之后，MCU控制器输出导通信号给预充MOS管，预充MOS管导通并持续第四预设时间，再以第五预设时间为间隔进行K次ADC采样，并依据采样顺序记录对应的ADC采样值，得到包含K个ADC采样值的第二ADC序列，其中，K≥3；
S545、MCU控制器判断第二ADC序列是否为递减序列，若判断为是，则输出清除过流保护标志信号给AFE前端检测单元，AFE前端检测单元输出导通信号给主功率MOS管，恢复正常上电，否则返回步骤S544。
8.根据权利要求7所述的一种控制方法，其特征在于，所述第四预设时间与第一预设时间的值一致，所述第五预设时间与第二预设时间的值一致，所述第一预设时间和第四预设时间均为充电时间，第二预设时间和第五预设时间均为采样间隔时间，第三预设时间为短路恢复判断间隔时间。
CN201910497427.XA 2019-06-10 2019-06-10 一种bms预充电路及其控制方法 Active CN110239372B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910497427.XA CN110239372B (zh) 2019-06-10 2019-06-10 一种bms预充电路及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910497427.XA CN110239372B (zh) 2019-06-10 2019-06-10 一种bms预充电路及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110239372A true CN110239372A (zh) 2019-09-17
CN110239372B CN110239372B (zh) 2021-10-22

Family

ID=67886405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910497427.XA Active CN110239372B (zh) 2019-06-10 2019-06-10 一种bms预充电路及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110239372B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111864842A (zh) * 2020-07-24 2020-10-30 宝能(广州)汽车研究院有限公司 预充电阻的过热保护方法、装置、***及存储介质
CN112491302A (zh) * 2020-12-03 2021-03-12 深圳市吉毅创能源科技有限公司 电机控制装置及电机启动控制方法
CN112557936A (zh) * 2020-12-27 2021-03-26 深圳市德兰明海科技有限公司 一种电池组内外部总电压检测***和电池组
CN113765084A (zh) * 2021-09-10 2021-12-07 华为技术有限公司 一种供电设备、供电***及服务器机柜
CN113899954A (zh) * 2021-08-31 2022-01-07 博科能源***(深圳)有限公司 负载检测方法及电池管理***
CN117394502A (zh) * 2023-12-08 2024-01-12 深圳问鼎新能源技术有限公司 一种新能源电池短路智能保护***

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070096645A (ko) * 2006-03-27 2007-10-02 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
CN102318176A (zh) * 2009-02-17 2012-01-11 新神户电机株式会社 电源装置
EP2490316A1 (en) * 2011-02-18 2012-08-22 Rohm Co., Ltd. A method and circuit for controlling a gate-source voltage of a reverse polarity protection MOSFET
CN103618361A (zh) * 2013-12-06 2014-03-05 广州吉欧电子科技有限公司 自适应充电方法及充电器
CN207021726U (zh) * 2017-06-30 2018-02-16 惠州市蓝微新源技术有限公司 一种集成式bms的预充电路
CN208324913U (zh) * 2018-04-10 2019-01-04 郑州宇通客车股份有限公司 车载充电***以及汽车

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070096645A (ko) * 2006-03-27 2007-10-02 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
CN102318176A (zh) * 2009-02-17 2012-01-11 新神户电机株式会社 电源装置
EP2490316A1 (en) * 2011-02-18 2012-08-22 Rohm Co., Ltd. A method and circuit for controlling a gate-source voltage of a reverse polarity protection MOSFET
CN103618361A (zh) * 2013-12-06 2014-03-05 广州吉欧电子科技有限公司 自适应充电方法及充电器
CN207021726U (zh) * 2017-06-30 2018-02-16 惠州市蓝微新源技术有限公司 一种集成式bms的预充电路
CN208324913U (zh) * 2018-04-10 2019-01-04 郑州宇通客车股份有限公司 车载充电***以及汽车

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111864842A (zh) * 2020-07-24 2020-10-30 宝能(广州)汽车研究院有限公司 预充电阻的过热保护方法、装置、***及存储介质
CN112491302A (zh) * 2020-12-03 2021-03-12 深圳市吉毅创能源科技有限公司 电机控制装置及电机启动控制方法
CN112557936A (zh) * 2020-12-27 2021-03-26 深圳市德兰明海科技有限公司 一种电池组内外部总电压检测***和电池组
CN113899954A (zh) * 2021-08-31 2022-01-07 博科能源***(深圳)有限公司 负载检测方法及电池管理***
CN113899954B (zh) * 2021-08-31 2024-04-09 博科能源***(深圳)有限公司 负载检测方法及电池管理***
CN113765084A (zh) * 2021-09-10 2021-12-07 华为技术有限公司 一种供电设备、供电***及服务器机柜
CN117394502A (zh) * 2023-12-08 2024-01-12 深圳问鼎新能源技术有限公司 一种新能源电池短路智能保护***
CN117394502B (zh) * 2023-12-08 2024-03-26 深圳问鼎新能源技术有限公司 一种新能源电池短路智能保护***

Also Published As

Publication number Publication date
CN110239372B (zh) 2021-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110239372A (zh) 一种bms预充电路及其控制方法
CN100397741C (zh) 多节锂电池串联电池组保护方法及其电路
CN114128078A (zh) 一种终端设备的供电***、方法、芯片及终端设备
CN203205845U (zh) 具有放电过流保护后自恢复功能的电池保护电路
CN102315492A (zh) 动力电池组维护装置及其工作方法
CN109449890A (zh) 单节锂电池保护ic和单节锂电池保护电路
US11296516B2 (en) Battery management system
CN106026244B (zh) 锂离子电池充放电保护电路及锂离子电池***
CN103995175A (zh) 一种过流检测电路
CN115579999B (zh) 一种电池运行管理***及电池运行管理方法
CN102967788B (zh) 一种电池断线检测电路及其检测方法
CN205622257U (zh) 电动车车载锂电池组的放电电流硬件保护电路
CN111731123B (zh) 电池***的预检方法、电池***及电池管理***
CN111186338A (zh) 一种快速响应的储能蓄电池bms***
CN113899954B (zh) 负载检测方法及电池管理***
CN108896902B (zh) 一种bms单体采集电路故障诊断电路、***和方法
CN106230075B (zh) 一种安防监控移动终端电池电量的显示方法
CN211744030U (zh) Dc输出保护装置
CN201044372Y (zh) 太阳能充放电控制器
CN219600994U (zh) 一种电助力车的电池保护装置
CN114884182B (zh) 一种锂电池上车判断方法、存储介质及判断装置
CN214674467U (zh) 一种锂电池充放电管理电路
CN104242412A (zh) 一种蓄电池的充电状态检测装置及方法
CN218415885U (zh) 锂电池及其充电超压检测电路
CN219436645U (zh) 锂电池集成式保护板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant