CN218888160U - 一种保护板防打火电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种保护板防打火电路，属于电池管理技术领域，包括电流激励模块、电压采集模块和电流检测模块，电流激励模块对保护板施加保护电流，电压采集模块和电流检测模块与保护板连接；电流激励模块中，电池包BT1的正极经电容CLOAD接入MOS管Q2的S极，MOS管Q2的D极一路接MOS管Q1的D极，另一路接MOS管Q3的D极，MOS管Q1的S极接入电池包BT1的负极，MOS管Q3的S极外接；MOS管Q2的G极结和MOS管Q1的G极接入保护板AFE，MOS管Q3的G极接入AFE的PRE预充电控制脚。本实用新型能够在MOS闭合后检测到负载移除，可以有效防止电池包在应用过程中打火。

Description

一种保护板防打火电路

技术领域

本实用新型涉及电池管理技术领域，具体地说，涉及一种保护板防打火电路。

背景技术

现有保护板(硬件保护板、软件保护板)电池管理***在换电领域应用时，会存在一些不足，特别是电池包从车上取下、充电、再次接到车辆上时会出现接插件打火的问题。而打火容易造成接插件损伤，接触电阻增加，进而大电流充放电时产生高温，容易发生火灾；容易对MOSFET造成应力损伤，造成MOSFET失效。

现有保护板产品普遍防打火能力差，不能有效的甄别电池包负载接入/移除的状态，故不能有效的防止打火现象。

经检索，中国专利申请一种锂电池保护板控制电路及锂电池保护板，申请号202010707104.1，公开日2020年10月23日，公开了一种锂电池保护板控制电路及锂电池保护板。包括充放电控制电路，包括电源负端、负载接入端和关断控制模块，电源负端通过关断控制模块与负载接入端连接，并通过关断控制模块控制电源的充放电；控制电路，输入端与电源连接，输出端与关断控制模块的控制端连接；以及检测电路，包括检测关断模块，检测电路的检测端通过检测关断模块连接在负载接入端处，且检测关断模块的控制端与控制电路连接。该方案虽然能够避免接设备负载时的打火现象，但是在负载存在情况下，MOS已经闭合后，再对负载移除进行检测，检测不到这种情况的负载移除，无法对接下来的容性负载接入做出反应，普遍防打火能力差。

实用新型内容

1.实用新型所要解决的技术问题

针对现有保护板控制电路在MOS闭合后检测不到负载移除，无法对接下来的容性负载接入做出反应，普遍防打火能力差的问题，本实用新型提出一种保护板防打火电路，能够在MOS闭合后检测到负载移除，可以实现有效防止电池包在应用过程中打火，安全性高。

2.技术方案

为了实现上述目的，本实用新型提供一种保护板防打火电路，包括电流激励模块、电压采集模块和电流检测模块，所述电流激励模块中，电池包BT1对保护板AFE施加保护电流，电压采集模块和电流检测模块分别与保护板AFE电连接；所述电流激励模块中，电池包BT1的正极经电容CLOAD接入MOS管Q2的S极，MOS管Q2的D极至少分两路，其中一路接MOS管Q1的D极，另一路接MOS管Q3的D极，MOS管Q1的S极接入电池包BT1的负极，MOS管Q3的S极外接；所述MOS管Q2的G极接入保护板AFE的充电控制端口，MOS管Q1的G极接入保护板AFE的放电控制端口，MOS管Q3的G极接入MOS管Q3的G极接入AFE的PRE预充电控制脚。

进一步的，所述电池包BT1和MOS管Q2之间接入负载RLOAD，负载RLOAD与所述电容CLOAD并联。

进一步的，所述MOS管Q3的S极至少分三路外接，其中一路接所述电流检测模块，一路接所述电池包BT1的负极，一路接预放电模块。

进一步的，所述电流检测模块包括放大器U2，放大器U2的正极输入端与MOS管Q3的S极连接；放大器U2的负极输入端接入放大器U2的输出端，输出端接入显示器显示电流；放大器U2的正电源端接入MCU，负电源端接地。

进一步的，所述电压采集模块包括放大器U1，放大器U1的正极输入端与MOS管Q2的S极连接，通过MOS管Q2检测负载RLOAD的电压；放大器U1的负极输入端接入放大器U1的输出端，输出端接入显示器显示电压；放大器U1的正电源端接入MCU，负电源端接地。

进一步的，所述电池包BT1的负极与MOS管Q1之间还设置有分流电阻R1，电池包BT1的负极接地。

进一步的，所述电流检测模块与MOS管Q3之间还设置有电阻R2。

进一步的，所述电阻R2的输出端至少分两路，其中一路连接分流电阻R1的输入端，另一路连接所述电流检测模块。

进一步的，所述预放电模块包括放大器U3，放大器U3的正极输入端与MOS管Q3的S极连接，放大器U3的负极输入端接入放大器U3的输出端，输出端接入显示器；放大器U3的正电源端接入MCU，负电源端接地。

进一步的，所述放大器U1、放大器U2和放大器U3接入的MCU均提供3.3V电压。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种保护板防打火电路，由于电容CLOAD的存在，在负载RLOAD接入时，BMS检测到负载RLOAD接入，闭合MOS管Q3，对电容CLOAD进行预充电，然后再次闭合MOS管Q1、MOS管Q2时，进入放电状态。由于电容CLOAD已经充电，故不会产生打火现象。同时，在负载RLOAD接入后，闭合MOS管Q1、MOS管Q2，电流检测模块检测到负载电流，电压采集模块检测到负载电压。在负载移除时，电流检测模块能够检测到电流小于一定值，比如0.1A时，可以认为保护板控制电路处于空闲/负载移除状态；同时，电压采集模块检测到电压V1为0，通过以上手段用户可以在不影响其使用的情况下有效甄别负载是否移除，可以对接下来的容性负载接入做出反应，有效防止电池包在应用过程中打火，安全性高。

(2)本实用新型的一种保护板防打火电路，检测到负载RLOAD移除后，断开MOS管Q1、MOS管Q2，再次接入负载RLOAD后，电压采集模块能够检测到V1电压升高。闭合MOS管Q3对电容CLOAD进行预充电后再闭合MOS管Q1、MOS管Q2，保护板控制电路通过预放电模块进入放电状态，有效解决了电池包在插拔过程中的打火现象，增加了电动车在换电或租电场合下的安全性。

(3)本实用新型的一种保护板防打火电路，在MOS管Q1、MOS管Q2都断开的情况下，接入负载RLOAD，电池包BT1的电压通过RLOAD施加到PACK-端，电压采集模块的放大器U1的输出端能够显示V1电压变高，从而提醒用户负载接入并做出反应，防止电池包在插拔过程中打火。

附图说明

在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。

图1是本实用新型防打火装置电路示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，其他方式同样落入本实用新型的范围。

实施例

本实施例提供一种保护板防打火电路，参考图1，电路主要包括电流激励模块、电压采集模块、电流检测模块和预放电模块。电流激励模块对保护板AFE施加保护电流，电压采集模块、电流检测模块和预放电模块分别与保护板AFE电性连接。通过以上各个模块的配合，本电路能够在MOS闭合后检测到负载移除，可以实现有效防止电池包在应用过程中打火，安全性高。现在结合附图对本实施例的电路中的各个模块进行说明。

参考图1，电流激励模块中，电池包BT1的正极经电容CLOAD接入MOS管Q2的S极，MOS管Q2的D极分两路，其中一路接MOS管Q1的D极，另一路接MOS管Q3的D极。MOS管Q1的S极接入电池包BT1的负极，MOS管Q3的S极外接。MOS管Q2的G极接入保护板AFE的充电控制端口，MOS管Q1的G极接入保护板AFE的放电控制端口，MOS管Q3的G极接入AFE的PRE预充电控制脚。电池包BT1的负极与MOS管Q1之间还设置有分流电阻R1，电池包BT1的负极接地。在电池包BT1与MOS管Q2之间接入负载RLOAD，负载RLOAD与电容CLOAD并联。由于电容CLOAD的存在，在负载RLOAD接入时，BMS检测到负载RLOAD接入，闭合MOS管Q3，对电容CLOAD进行预充电，由于电容CLOAD已经充电，故不会产生打火现象。同时，在负载RLOAD接入后，闭合MOS管Q1、MOS管Q2，电流检测模块检测到负载电流，电压采集模块检测到负载电压。通过以上手段用户可以在不影响其使用的情况下有效甄别负载是否移除，可以对接下来的容性负载接入做出反应，有效防止电池包在应用过程中打火，安全性高。

需要说明的是，本实施例中，参考图1，在MOS管Q3的S极分三路外接，其中一路接电流检测模块，一路接电池包BT1的负极，另一路接预放电模块。其中，电流检测模块包括放大器U2，放大器U2的正极输入端与MOS管Q3的S极连接，放大器U2和MOS管Q3之间还设置有电阻R2，电阻R2的输出端分两路，其中一路连接分流电阻R1的输入端，另一路连接放大器U2的正极输入端。放大器U2的负极输入端接入放大器U2的输出端，输出端接入显示器显示电流；放大器U2的正电源端接入MCU，负电源端接地。

本实施例中，电压采集模块包括放大器U1，放大器U1的正极输入端与MOS管Q2的S极连接，通过MOS管Q2检测负载RLOAD的电压；放大器U1的负极输入端接入放大器U1的输出端，输出端接入显示器显示电压；放大器U1的正电源端接入MCU，负电源端接地。

本实施例中，预放电模块包括放大器U3，放大器U3的正极输入端与MOS管Q3的S极连接，放大器U3的负极输入端接入放大器U3的输出端，输出端接入显示器；放大器U3的正电源端接入MCU，负电源端接地。此外，放大器U1、放大器U2和放大器U3接入的MCU均提供3.3V电压，该电压值为本实施例中根据实际电路情况设定的，也可以根据具体的电路情况选取其他数值的电压值。

通过以上的电路各个模块的连接关系，参考图1，本实施例通过对负载RLOAD移除或接入进行检测。在BMS检测到负载RLOAD接入后，闭合MOS管Q1、Q2，电流检测模块同时检测负载电流，当显示器显示的负载电流小于一定值(如0.1A)时，认为保护板控制电路处于空闲/负载移除状态，此时断开Q2，负载依然可以通过Q1和Q2的寄生二极管形成回路，不影响用户使用。此时如果移除负载RLOAD，电压采集模块的显示器显示电压V1＝0。如果负载RLOAD未移除，则V1＝0.6V左右，通过此方法可以在不影响用户使用的情况下有效甄别负载是否移除。

当检测到负载RLOAD被移除后，断开MOS管Q1、Q2。然后再次接入负载RLOAD，电池BT1电压通过负载RLOAD施加到PACK-端，V1电压变高，负载RLOAD接入被检测到。然后闭合MOS管Q3，对负载电容CLOAD进行预充电后再闭合Q1、Q2，通过预放电模块进入放电状态。由于负载电容CLOAD已经充电，故不会产生打火现象。

以上示意性地对本实用新型创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本实用新型的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。附图中所示的也只是本实用新型创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种保护板防打火电路，其特征在于，包括电流激励模块、电压采集模块和电流检测模块，所述电流激励模块中，电池包BT1对保护板AFE施加保护电流，电压采集模块和电流检测模块分别与保护板AFE电连接；所述电流激励模块中，电池包BT1的正极经电容CLOAD接入MOS管Q2的S极，MOS管Q2的D极至少分两路，其中一路接MOS管Q1的D极，另一路接MOS管Q3的D极，MOS管Q1的S极接入电池包BT1的负极，MOS管Q3的S极外接；所述MOS管Q2的G极接入保护板AFE的充电控制端口，MOS管Q1的G极接入保护板AFE的放电控制端口，MOS管Q3的G极接入AFE的PRE预充电控制脚。

2.根据权利要求1所述的一种保护板防打火电路，其特征在于，所述电池包BT1和MOS管Q2之间接入负载RLOAD，负载RLOAD与所述电容CLOAD并联。

3.根据权利要求2所述的一种保护板防打火电路，其特征在于，所述MOS管Q3的S极至少分三路外接，其中一路接所述电流检测模块，一路接所述电池包BT1的负极，一路接预放电模块。

4.根据权利要求2或3所述的一种保护板防打火电路，其特征在于，所述电流检测模块包括放大器U2，放大器U2的正极输入端与MOS管Q3的S极连接；放大器U2的负极输入端接入放大器U2的输出端，输出端接入显示器显示电流；放大器U2的正电源端接入MCU，负电源端接地。

5.根据权利要求4所述的一种保护板防打火电路，其特征在于，所述电压采集模块包括放大器U1，放大器U1的正极输入端与MOS管Q2的S极连接，通过MOS管Q2检测负载RLOAD的电压；放大器U1的负极输入端接入放大器U1的输出端，输出端接入显示器显示电压；放大器U1的正电源端接入MCU，负电源端接地。

6.根据权利要求1所述的一种保护板防打火电路，其特征在于，所述电池包BT1的负极与MOS管Q1之间还设置有分流电阻R1，电池包BT1的负极接地。

7.根据权利要求1所述的一种保护板防打火电路，其特征在于，所述电流检测模块与MOS管Q3之间还设置有电阻R2。

8.根据权利要求7所述的一种保护板防打火电路，其特征在于，所述电阻R2的输出端至少分两路，其中一路连接分流电阻R1的输入端，另一路连接所述电流检测模块。

9.根据权利要求3所述的一种保护板防打火电路，其特征在于，所述预放电模块包括放大器U3，放大器U3的正极输入端与MOS管Q3的S极连接，放大器U3的负极输入端接入放大器U3的输出端，输出端接入显示器；放大器U3的正电源端接入MCU，负电源端接地。

10.根据权利要求9所述的一种保护板防打火电路，其特征在于，所述放大器U1、放大器U2和放大器U3接入的MCU均提供3.3V电压。

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