CN220306976U - 一种电池模组保护电路的梯次利用*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池模组保护电路的梯次利用***，包括：采集模块、比较模块、控制模块、电压基准电路、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路；所述采集模块的输出端、所述电压基准电路的输出端分别与所述比较模块连接，所述比较模块的输出端、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路的输出端连接所述控制模块的输入端；所述采集模块的输入端通过所述电池模组自带的电压和温度信号线束、电流采集电路线束连接。本实用新型在搭建电路时会用到退役动力电池模组上自带的信号线束，直接将相应的每节电池电压和温度信号传到芯片中，充分利用现有资源降低了电路的整体成本，节约了资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池模组保护电路的梯次利用***。
背景技术
国内外许多公司都开发了不同类型的锂离子电池保护芯片，发展较为成熟。国内外的退役动力锂电池充放电保护和退役动力电池梯次利用一样，都处于起步阶段。面对更加复杂的电池不一致性，以及更低功耗的要求，现有的保护还存在一定的差距。
退役动力电池在进行梯次利用的过程中，原有汽车BMS电池管理***由于电池包拆分造成的CAN地址丢失以及再造成本过高等原因已然不再适用于退役动力电池的梯次利用上，所以就需要另外考虑一种既有效又节约成本的保护措施用以针对退役动力电池梯次利用的安全问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提出一种电池模组保护电路的梯次利用***，旨在利用退役动力电池模组上自带的信号线束直接将相应的每节电池电压和温度信号传到芯片中，降低功耗，节约能量资源。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种电池模组保护电路的梯次利用***，包括：采集模块、比较模块、控制模块、电压基准电路、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路；
所述采集模块的输出端、所述电压基准电路的输出端分别与所述比较模块连接，所述比较模块的输出端、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路的输出端连接所述控制模块的输入端；
所述采集模块的输入端通过所述电池模组自带的电压和温度信号线束、电流采集电路线束连接。
本实用新型的进一步技术方案是，还包括恢复控制模块，所述恢复控制模块的输入端连接所述控制模块，输出端连接所述采集模块的输入端。
本实用新型的进一步技术方案是，所述控制模块采用BM3451UNDC-T28A芯片。
本实用新型电池模组保护电路的梯次利用***的有益效果是：本实用新型通过上述技术方案，包括：采集模块、比较模块、控制模块、电压基准电路、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路；所述采集模块的输出端、所述电压基准电路的输出端分别与所述比较模块连接，所述比较模块的输出端、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路的输出端连接所述控制模块的输入端；所述采集模块的输入端通过所述电池模组自带的电压和温度信号线束、电流采集电路线束连接，在搭建电路时会用到退役动力电池模组上自带的信号线束，直接将相应的每节电池电压和温度信号传到芯片中，充分利用现有资源降低了电路的整体成本，节约了资源。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本实用新型电池模组保护电路的梯次利用***较佳实施例的结构框图；
图2是本实用新型电池模组保护电路的梯次利用***较佳实施例的线路连接示意图；
图3是本实用新型电池模组保护电路的梯次利用***较佳实施例中控制模块的结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
请参照图1至图3，本实用新型提出一种电池模组保护电路的梯次利用***。
车用动力电池***是由电芯、电池模组、电池包三级部件组成。退役拆解时只需要对电池包进行一级拆解，即由电池包拆解到模组，然后对模组进行筛选作为梯次利用的储能部件，每个模组上都自带有信号线束，将该线束上的信号传输到保护芯片中r，然后芯片经过比较计算给出控制信号传输给控制MOS管，通过MOS管的关断从而控制充放电的关断，以解决退役动力电池在梯次利用过程中所遇到的安全问题。
本实用新型电池模组保护电路的梯次利用***的保护电路主要由采集、比较和控制三大环节组成，其模块组成框图如图1所示。
请参照图1，本实用新型电池模组保护电路的梯次利用***较佳实施例包括：采集模块、比较模块、控制模块、电压基准电路、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路。
所述采集模块的输出端、所述电压基准电路的输出端分别与所述比较模块连接，所述比较模块的输出端、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路的输出端连接所述控制模块的输入端。
所述采集模块的输入端通过所述电池模组自带的电压和温度信号线束、电流采集电路线束连接。
作为一种实施方案，本实施例还包括恢复控制模块，所述恢复控制模块的输入端连接所述控制模块，输出端连接所述采集模块的输入端。
本实施例中，所述控制模块采用BM3451UNDC-T28A芯片。
以下结合图2和图3对本实用新型电池模组保护电路的梯次利用***的工作原理进行阐述。
本实用新型利用了动力电池模组的信号线，以5个电池模组为例，如图2、3所示，为本申请的保护电路与信号线束连接图以及具体实现原理图，其中主控芯片U1的型号为BM3451UNDC-T28A；其接线关系可以参照图2完成接线。
如图3所示，当动力电池梯次回收利用时，其保护原理如下：
过电流保护：电池充电且VIN引脚电压低于充电过流保护阈值即未发生充电过流时，只要Vb1、(Vb2-Vb1)、(Vb3-Vb2)、(Vb4-Vb3)、(Vb+-Vb4)中任意电压值高过过充电保护阈值并持续了一段过充电保护延时的时间，CO端由高电平被拉至低电平，将充电控制MOS管关断，停止充电。
过放电保护：电池放电且VIN引脚电压低于放电过流保护阈值即未发生放电过流时，只要Vb1、(Vb2-Vb1)、(Vb3-Vb2)、(Vb4-Vb3)、(Vb+-Vb4)中任意电压值低于过放电保护阈值并持续了一段过放电保护延时的时间，DO端由高电平变为低电平，将充放电控制MOS管关断，停止放电。
放电过电流：在放电时，VIN引脚电压随着放电电流的增大而增大。当VIN引脚电压高于过流保护阈值并持续了一段放电过流保护延时的时间,即认为出现了过电流，DO由高电平变为低电平，关断放电控制MOS管停止放电，同时，过流锁定端子VM端内部下拉电阻接入。此时断开负载即可解除锁定。
温度保护：温度信号直接由模组自带的温度传感器将温度信号通过信号线传到保护板中，当充电温度高于保护温度时，CO被外接电阻下拉至低电平，充电控制MOS管关断停止充电，当电芯温度低于充电保护温度5℃(设置的充电过温保护迟滞温度)时，CO变为高电平，充电控制MOS重新开启；当放电温度高于保护温度时，DO变为低电平，放电MOS管关断停止放电，同时充电MOS管也关断禁止充电，当电芯温度低于放电保护温度15℃(设置的放电过温保护迟滞温度)时，DO变为高电平，CO变为高电平，充放电控制MOS重新开启。
汽车BMS电池管理***通过CAN总线智能化管理及维护各个电池单元，而退役的动力电池包在拆分时会造成电池CAN地址的丢失，其再造成本太高，不适合在用于退役的动力电池模组梯次利用之上；其他低动力性能要求场景中的动力电池用到的保护电路基本都是围绕保护芯片搭建***电路构成的，其需要相应的采集电路采集信号传输到芯片中进行比较计算，多功能需求下的电路的过多搭建也抬高了其造价成本。本申请依然采取围绕保护IC搭建相应保护电路的方法，不过在搭建电路时会用到退役动力电池模组上自带的信号线束，直接将相应的每节电池电压和温度信号传到芯片中，充分利用现有资源以降低电路的整体成本。
另外，现有技术中由于保护结构和电路的复杂导致功耗较高，而本发明在利用退役动力电池模组上自带的信号线束直接将相应的每节电池电压和温度信号传到芯片中，可以降低一部分功耗，节约能量资源。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种电池模组保护电路的梯次利用***，其特征在于，包括：采集模块、比较模块、控制模块、电压基准电路、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路；
所述采集模块的输出端、所述电压基准电路的输出端分别与所述比较模块连接，所述比较模块的输出端、放电MOS管控制电路和充电MOS管控制电路的输出端连接所述控制模块的输入端；
所述采集模块的输入端通过所述电池模组自带的电压和温度信号线束、电流采集电路线束连接。
2.根据权利要求1所述的电池模组保护电路的梯次利用***，其特征在于，还包括恢复控制模块，所述恢复控制模块的输入端连接所述控制模块，输出端连接所述采集模块的输入端。
3.根据权利要求1所述的电池模组保护电路的梯次利用***，其特征在于，所述控制模块采用BM3451UNDC-T28A芯片。
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