CN220896351U - 一种动力电池供电电路、电池包和动力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池供电电路、电池包和动力装置，该电路包括：动力电池组、主正继电器、预充继电器、预充电阻和主负继电器，其中，主正继电器和主负继电器均包括第一线圈和第二线圈，第一线圈用于在得电后使自身对应的继电器闭合，第二线圈用于在得电后使自身对应的继电器断开，以此通过控制主正继电器和主负继电器内部不同线圈通电，来实现继电器的断开和闭合，当线圈电源出现波动或者瞬间掉电情况时，仍使继电器保持稳定的闭合，避免了继电器的触点来回弹跳以及主正继电器、主负继电器瞬间闭合造成的冲击电流，从而可靠防止了继电器的粘连，提高了动力电池的供电可靠性，并降低了企业成本损失。

Description

一种动力电池供电电路、电池包和动力装置

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，更具体地，涉及一种动力电池供电电路、电池包和动力装置。

背景技术

动力电池包的高压预充回路及主回路，主要依靠主负继电器、主正继电器和预充继电器来进行回路通断。上电时，先导通预充回路，即闭合主负继电器和预充继电器，这是由于动力电池包连接的外部负载存在有X电容，直接闭合主正继电器会产生大的冲击电流，由于预充回路上包含有预充电阻，可以使电流降至***额定电流，当预充完成后，则闭合主正继电器，然后断开预充继电器，完成动力电池包的上电，对外进行动力输出。

目前，主正继电器、主负继电器和预充继电器采用单线圈模式继电器，通过对继电器内部的线圈通9-12V直流电源产生磁力，来实现继电器的接通和断开。电池管理***通过控制各个继电器线圈是否通电源，按预设控制顺序对各个继电器进行控制。

由于控制继电器一直吸合需要保持对线圈的供电，当外部直流电源在9V左右来回波动时，会造成继电器线圈产生的磁力不稳定，导致继电器的接触点来回弹跳，长时间则会造成继电器粘连无法断开。另外，当外部直流电源突然掉电，然后又瞬间恢复正常时，由于电池管理***的巡检周期较长约10ms，存在无法识别到外部供电异常情况，可能会继续保持主正、主负继电器闭合、预充继电器断开这一指令，造成主负继电器、主正继电器断开后瞬间闭合，由于外部存在X电容，会使主回路产生冲击电流，进而也会造成主正继电器或主负继电器粘连的情况。主正继电器或主负继电器的粘连，对于动力电池包的安全存在一定影响，且后期需要更换BDU(Battery energy Distribution Unit，电池能量分配单元)，造成企业成本损失。

因此，如何提供一种可以可靠防止继电器粘连的动力电池供电电路，是目前有待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提出了一种动力电池供电电路、电池包和动力装置，通过设置双线圈继电器作为主正继电器和主负继电器，用以可靠的防止继电器粘连。

第一方面，提供一种动力电池供电电路，所述电路包括动力电池组、主正继电器、预充继电器、预充电阻和主负继电器，其中，所述主正继电器和所述主负继电器均包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈用于在得电后使自身对应的继电器闭合，所述第二线圈用于在得电后使自身对应的继电器断开，所述主正继电器的触点的一端连接所述动力电池组的正极，所述主正继电器的触点的另一端连接高压输出接口的正输入端，所述预充继电器的触点与所述预充电阻串联后并联在所述主正继电器的触点的两端，所述主负继电器的触点的两端分别连接所述动力电池组的负极和所述高压输出接口的负输入端。

在一些实施例中，还包括：电池管理***，用于控制所述主正继电器、所述预充继电器和所述主负继电器的通断；其中，所述电池管理***分别连接所述主正继电器和所述主负继电器的第一线圈和第二线圈、所述预充继电器的线圈。

在一些实施例中，在所述动力电池组上电时，所述电池管理***使所述预充继电器的线圈和所述主负继电器的第一线圈得电，以使所述预充继电器和所述主负继电器闭合，在所述预充继电器的触点两端的压差小于预设压差时，所述电池管理***使所述主正继电器的第一线圈得电，以使所述主正继电器闭合，并使所述预充继电器的线圈失电，以使所述预充继电器断开。

在一些实施例中，在所述动力电池组下电时，所述电池管理***使所述主正继电器和所述主负继电器的第二线圈得电，以使所述主正继电器和所述主负继电器断开。

在一些实施例中，所述电池管理***还连接预设低压电源，所述电池管理***通过所述预设低压电源，使所述主正继电器和所述主负继电器的第一线圈和第二线圈、所述预充继电器的线圈得电。

在一些实施例中，所述电池管理***通过低压通讯接口连接所述预设低压电源，所述主正继电器和所述主负继电器的第二线圈还连接所述低压通讯接口。

在一些实施例中，所述电路还包括分流器，所述分流器的第一端和第二端，串联在所述动力电池组的负极和所述主负继电器的触点之间，所述分流器的第三端和第四端连接所述电池管理***。

在一些实施例中，所述电路还包括熔断器，所述熔断器串联在所述动力电池组的正极和所述主正继电器的触点之间。

第二方面，提供一种电池包，包括如第一方面所述的动力电池供电电路。

第三方面，提供一种动力装置，包括如第二方面所述的电池包。

通过应用以上技术方案，动力电池供电电路包括动力电池组、主正继电器、预充继电器、预充电阻和主负继电器，其中，主正继电器和主负继电器均包括第一线圈和第二线圈，第一线圈用于在得电后使自身对应的继电器闭合，第二线圈用于在得电后使自身对应的继电器断开，主正继电器的触点的一端连接动力电池组的正极，主正继电器的触点的另一端连接高压输出接口的正输入端，预充继电器的触点与预充电阻串联后并联在主正继电器的触点的两端，主负继电器的触点的两端分别连接动力电池组的负极和高压输出接口的负输入端，以此通过控制主正继电器和主负继电器内部不同线圈通电，来实现继电器的断开和闭合，无需对第一线圈进行持续供电，即可使继电器持续闭合，从而降低了能耗，同时当线圈电源出现波动或者瞬间掉电情况时，仍使继电器保持稳定的闭合，避免了继电器的触点来回弹跳以及主正继电器、主负继电器瞬间闭合造成的冲击电流，从而可靠防止了继电器的粘连，提高了动力电池的供电可靠性，并降低了企业成本损失。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例提出的一种动力电池供电电路的结构示意图；

图2示出了本实用新型另一实施例提出的一种动力电池供电电路的结构示意图；

图3示出了本实用新型又一实施例提出的一种动力电池供电电路的结构示意图；

图4示出了本实用新型又一实施例提出的一种动力电池供电电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种动力电池供电电路，如图1所示，该电路包括动力电池组BT、主正继电器K1、预充继电器K2、预充电阻R和主负继电器K3，其中，

主正继电器K1和主负继电器K3均包括第一线圈和第二线圈，第一线圈用于在得电后使自身对应的继电器闭合，第二线圈用于在得电后使自身对应的继电器断开，主正继电器K1的触点的一端连接动力电池组BT的正极，主正继电器K1的触点的另一端连接高压输出接口10的正输入端，预充继电器K2的触点与预充电阻R串联后并联在主正继电器K1的触点的两端，主负继电器K3的触点的两端分别连接动力电池组BT的负极和高压输出接口10的负输入端。

本实施例中，动力电池组BT由多个单体电池组成，高压输出接口10连接外部负载，主正继电器K1和主负继电器K3均为双线圈继电器。双线圈继电器由两个独立的线圈、一个铁芯和一组触点组成。其中，一个线圈是用于吸合铁芯，而另一个线圈则用于释放铁芯。当通过任意一组线圈通入电流时，铁芯就会被吸合或释放，从而使触点闭合或断开。例如，当第一个线圈通入电流时，铁芯就会被吸合，触点也随之闭合。在这种情况下，第二个线圈需要通入相反的电流才能够使铁芯回到原来的位置并断开触点。

主正继电器K1和主负继电器K3均包括第一线圈和第二线圈，第一线圈用于在得电后使自身对应的继电器闭合，第二线圈用于在得电后使自身对应的继电器断开，以此通过控制主正继电器K1和主负继电器K3内部不同线圈通电，来实现继电器的断开和闭合，无需对第一线圈进行持续供电，即可使继电器持续闭合，从而降低了能耗，同时当线圈电源出现波动或者瞬间掉电情况时，仍使继电器保持稳定的闭合，避免了继电器的触点来回弹跳以及主正继电器K1、主负继电器K3瞬间闭合造成的冲击电流，从而可靠防止了继电器的粘连，提高了动力电池的供电可靠性，并降低了企业成本损失。

在本申请一些实施例中，如图2所示，还包括：

电池管理***20，用于控制主正继电器K1、预充继电器K2和主负继电器K3的通断；

其中，电池管理***20分别连接主正继电器K1和主负继电器K3的第一线圈和第二线圈、预充继电器K2的线圈。

本实施例中，电池管理***20(Battery Management System，BMS)是一种能够对电池进行监控和管理的电子装置，通过对电压、电流、温度以及SOC等参数采集、计算，进而控制电池的充放电过程，实现对电池的保护、提升电池的综合性能。电池管理***20分别连接主正继电器K1和主负继电器K3的第一线圈(对应线圈接线端3和4)和第二线圈(对应线圈接线端5和6)、预充继电器K2的线圈(对应线圈接线端3和4)，通过对各线圈进行控制，控制主正继电器K1、预充继电器K2和主负继电器K3的通断，从而提高了电路可靠性。

在本申请一些实施例中，在动力电池组BT上电时，电池管理***20使预充继电器K2的线圈和主负继电器K3的第一线圈得电，以使预充继电器K2和主负继电器K3闭合，在预充继电器K2的触点两端的压差小于预设压差时，电池管理***20使主正继电器K1的第一线圈得电，以使主正继电器K1闭合，并使预充继电器K2的线圈失电，以使预充继电器K2断开。

本实施例中，在动力电池组BT上电时，电池管理***20先闭合预充回路，具体为使预充继电器K2的线圈和主负继电器K3的第一线圈得电，以使预充继电器K2和主负继电器K3闭合，开始进行预充电，电池管理***20监测预充继电器K2的触点两端的压差，若预充继电器K2的触点两端的压差小于预设压差时，说明预充完成，电池管理***20闭合主回路并断开预充回路，具体为使主正继电器K1的第一线圈得电，以使主正继电器K1闭合，并使预充继电器K2的线圈失电，以使预充继电器K2断开，使动力电池组BT开始对外部负载进行供电。

在本申请一些实施例中，在动力电池组BT下电时，电池管理***20使主正继电器K1和主负继电器K3的第二线圈得电，以使主正继电器K1和主负继电器K3断开。

本实施例中，在动力电池组BT下电时，电池管理***20分别使主正继电器K1和主负继电器K3的第二线圈得电，从而断开主正继电器K1和主负继电器K3，使动力电池组BT停止对外部负载供电。

在本申请一些实施例中，如图3所示，电池管理***20还连接预设低压电源30，电池管理***20通过预设低压电源30，使主正继电器K1和主负继电器K3的第一线圈和第二线圈、预充继电器K2的线圈得电。

本实施例中，电池管理***20连接预设低压电源30，预设低压电源30提供的电源在电池管理***20内部重新分配，电池管理***20按预设控制顺序使主正继电器K1和主负继电器K3的第一线圈和第二线圈、预充继电器K2的线圈得电，从而提高了电路的可靠性。

可选的，预设低压电源30可以为12V蓄电池，也可以为除蓄电池以外的9-12V直流电源。

在本申请一些实施例中，如图4所示，电池管理***20通过低压通讯接口40连接预设低压电源30，主正继电器K1和主负继电器K3的第二线圈还连接低压通讯接口40。

本实施例中，电池管理***20通过低压通讯接口40连接预设低压电源30，主正继电器K1和主负继电器K3的第二线圈除了与电池管理***20连接外，还连接低压通讯接口40，从而可以在需要断开主正继电器K1和/或主负继电器K3且电池管理***20出现故障时，通过低压通讯接口40直接对主正继电器K1和/或主负继电器K3的第二线圈通电，断开相应的继电器，从而进一步提高了电路的可靠性和安全性。

可选的，动力电池供电电路应用于电动汽车时，低压通讯接口40为整车低压通讯接口40。

在本申请一些实施例中，如图4所示，该电路还包括分流器Rsh，分流器Rsh的第一端和第二端，串联在动力电池组BT的负极和主负继电器K3的触点之间，分流器Rsh的第三端和第四端连接电池管理***20。

本实施例中，电池管理***20可通过分流器Rsh监测主回路的电流，从而进一步提高了电路可靠性。

在本申请一些实施例中，如图4所示，该电路还包括熔断器FU，熔断器FU串联在动力电池组BT的正极和主正继电器K1的触点之间。

本实施例中，通过设置熔断器FU进行过流保护，进一步提高了电路安全性。

本申请实施例中的动力电池供电电路，包括动力电池组、主正继电器、预充继电器、预充电阻和主负继电器，其中，主正继电器和主负继电器均包括第一线圈和第二线圈，第一线圈用于在得电后使自身对应的继电器闭合，第二线圈用于在得电后使自身对应的继电器断开，主正继电器的触点的一端连接动力电池组的正极，主正继电器的触点的另一端连接高压输出接口的正输入端，预充继电器的触点与预充电阻串联后并联在主正继电器的触点的两端，主负继电器的触点的两端分别连接动力电池组的负极和高压输出接口的负输入端，以此通过控制主正继电器和主负继电器内部不同线圈通电，来实现继电器的断开和闭合，无需对第一线圈进行持续供电，即可使继电器持续闭合，从而降低了能耗，同时当线圈电源出现波动或者瞬间掉电情况时，仍使继电器保持稳定的闭合，避免了继电器的触点来回弹跳以及主正继电器、主负继电器瞬间闭合造成的冲击电流，从而可靠防止了继电器的粘连，提高了动力电池的供电可靠性，并降低了企业成本损失。

本申请实施例还提出了一种电池包，包括如上所述的动力电池供电电路。

本申请实施例还提出了一种动力装置，该动力装置例如为电动汽车、混合动力汽车、电瓶车、机器人和无人机等，该动力装置包括如上所述的电池包。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“进入”、“相连”、“连接”、等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种动力电池供电电路，其特征在于，所述电路包括动力电池组、主正继电器、预充继电器、预充电阻和主负继电器，其中，

所述主正继电器和所述主负继电器均包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈用于在得电后使自身对应的继电器闭合，所述第二线圈用于在得电后使自身对应的继电器断开，所述主正继电器的触点的一端连接所述动力电池组的正极，所述主正继电器的触点的另一端连接高压输出接口的正输入端，所述预充继电器的触点与所述预充电阻串联后并联在所述主正继电器的触点的两端，所述主负继电器的触点的两端分别连接所述动力电池组的负极和所述高压输出接口的负输入端。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：

电池管理***，用于控制所述主正继电器、所述预充继电器和所述主负继电器的通断；

其中，所述电池管理***分别连接所述主正继电器和所述主负继电器的第一线圈和第二线圈、所述预充继电器的线圈。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，在所述动力电池组上电时，所述电池管理***使所述预充继电器的线圈和所述主负继电器的第一线圈得电，以使所述预充继电器和所述主负继电器闭合，在所述预充继电器的触点两端的压差小于预设压差时，所述电池管理***使所述主正继电器的第一线圈得电，以使所述主正继电器闭合，并使所述预充继电器的线圈失电，以使所述预充继电器断开。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，在所述动力电池组下电时，所述电池管理***使所述主正继电器和所述主负继电器的第二线圈得电，以使所述主正继电器和所述主负继电器断开。

5.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电池管理***还连接预设低压电源，所述电池管理***通过所述预设低压电源，使所述主正继电器和所述主负继电器的第一线圈和第二线圈、所述预充继电器的线圈得电。

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电池管理***通过低压通讯接口连接所述预设低压电源，所述主正继电器和所述主负继电器的第二线圈还连接所述低压通讯接口。

7.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括分流器，所述分流器的第一端和第二端，串联在所述动力电池组的负极和所述主负继电器的触点之间，所述分流器的第三端和第四端连接所述电池管理***。

8.如权利要求1-7任一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括熔断器，所述熔断器串联在所述动力电池组的正极和所述主正继电器的触点之间。

9.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的动力电池供电电路。

10.一种动力装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池包。