本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池包欠壓保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
電動(dòng)運(yùn)動(dòng)器材，例如平衡車在使用過(guò)程中，其能量來(lái)源是電池包，電池包在提供能源的過(guò)程中，其電壓會(huì)逐漸降低，當(dāng)降低到預(yù)置的過(guò)放保護(hù)電壓時(shí)，需要關(guān)斷輸出保護(hù)電池本身，因?yàn)檫^(guò)量放電會(huì)導(dǎo)致電池永久性損壞，這部分工作由電池管理系統(tǒng)(batterymanagementsystem，bms)完成。但如果電池包突然斷電，主板控制系統(tǒng)失去能量來(lái)源會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)器材突然停止，使用者有可能會(huì)失去平衡，導(dǎo)致摔倒受傷。為了避免這種情況的發(fā)生，一般的電動(dòng)運(yùn)動(dòng)器材采用兩級(jí)保護(hù)設(shè)計(jì)，除了bms的過(guò)放保護(hù)，主板控制系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)電池包的輸出電壓，也提供一級(jí)欠壓保護(hù)，該保護(hù)點(diǎn)高于電池包的過(guò)放保護(hù)電壓，當(dāng)檢測(cè)到電池包的輸出電壓等于或低于主板控制系統(tǒng)的欠壓保護(hù)電壓時(shí)，提前采取欠壓保護(hù)，通過(guò)軟停機(jī)的方式關(guān)閉電動(dòng)運(yùn)動(dòng)器材，保護(hù)使用者的安全。
電池包是以單節(jié)電池單元為基本單位組成的電池陣列，首先是由1個(gè)或幾個(gè)單節(jié)電池并聯(lián)成電池組，然后各個(gè)電池組串聯(lián)組成電池包?，F(xiàn)有技術(shù)中，bms檢測(cè)每個(gè)電池組的電壓，無(wú)論哪個(gè)電池組電壓低于過(guò)放保護(hù)電壓，都關(guān)斷整個(gè)電池包輸出；但是主板控制系統(tǒng)是以電池包輸出電壓為判斷標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)電池包輸出電壓低于欠壓保護(hù)電壓時(shí)，則關(guān)機(jī)，設(shè)置欠壓保護(hù)電壓>n*過(guò)放保護(hù)電壓，n為電池組串聯(lián)的個(gè)數(shù)，目的是使得主板控制系統(tǒng)先于bms進(jìn)行欠壓保護(hù)。如果電池包的各個(gè)電池組電壓值保持一致，則只要設(shè)置欠壓保護(hù)電壓>n*過(guò)放保護(hù)電壓，主板控制系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)先于bms進(jìn)行欠壓保護(hù)。但是如果各個(gè)電池組電壓值不一致，而且差異過(guò)大，就有可能出現(xiàn)bms先于主板控制系統(tǒng)進(jìn)行欠壓保護(hù)，如果設(shè)置欠壓保護(hù)電壓>>n*過(guò)放保護(hù)電壓，可以大大降低bms優(yōu)先保護(hù)的幾率，但是電池包的存儲(chǔ)能量利用率會(huì)大大降低，增加了產(chǎn)品的成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提出一種電池包欠壓保護(hù)電路，使得電池包存儲(chǔ)能量被充分利用的基礎(chǔ)上，確保主板控制系統(tǒng)的欠壓保護(hù)功能先于電池管理系統(tǒng)，避免電池管理系統(tǒng)突然斷電導(dǎo)致的傷害事故發(fā)生。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一方面提供了一種電池包欠壓保護(hù)電路，該電池包欠壓保護(hù)電路包括：主板控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)和電池包；所述電池包為由預(yù)置數(shù)量的電池組串聯(lián)形成的電池陣列，所述電池組由預(yù)置數(shù)量的單節(jié)電池并聯(lián)組成；
所述電池管理系統(tǒng)用于按預(yù)置周期檢測(cè)每組電池組的電壓，當(dāng)電池組的電壓小于等于預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓時(shí)關(guān)閉電池包輸出；
所述主板控制系統(tǒng)用于從電池管理系統(tǒng)中獲取所述預(yù)置數(shù)量的電池組中的最低電壓，當(dāng)所述最低電壓小于等于預(yù)置欠壓保護(hù)電壓時(shí)通過(guò)軟停機(jī)方式關(guān)閉主板控制系統(tǒng)；
其中，所述預(yù)置欠壓保護(hù)電壓小于所述預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓。
其中，所述主板控制系統(tǒng)包括有第一比較器，所述第一比較器的正極連接所述最低電壓的輸出端，所述第一比較器的負(fù)極連接所述預(yù)置欠壓保護(hù)電壓的輸出端。
其中，所述電池管理系統(tǒng)包括有第二比較器，所述第二比較器的正極連接電池組的電壓檢測(cè)信號(hào)的輸出端；所述第二比較器的負(fù)極所述預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓的輸出端。
其中，所述電池管理系統(tǒng)還包括有一差分放大器，所述差分放大器的正負(fù)極分別連接所述電池組的電壓檢測(cè)信號(hào)的輸出端的正負(fù)極，所述第二比較器的正極連接所述差分放大器的輸出端。
其中，所述電池管理系統(tǒng)還包括有電阻r5和電阻r6，所述第二比較器的正極通過(guò)電阻r5連接電池組的電壓的輸出端；所述第二比較器的負(fù)極通過(guò)電阻r6所述預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓的輸出端。
其中，所述電池管理系統(tǒng)還包括電阻r1、r2、r3和r4，所述差分放大器的正極通過(guò)電阻r1連接所述電池組的電壓檢測(cè)信號(hào)的輸出端的正極；所述差分放大器的負(fù)極通過(guò)電阻r2連接所述電池組的電壓檢測(cè)信號(hào)的輸出端的負(fù)極；所述電阻r3的一端連接差分放大器的正極，另一端連接差分放大器的vcc端；所述電阻r4的一端連接差分放大器的負(fù)極，另一端連接差分放大器的接地端；差分放大器的輸出端連接差分放大器的vcc端。
另一方面提供了一種電池包欠壓保護(hù)電路，該電池包欠壓保護(hù)電路包括：主板控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)和電池包；所述電池包為由預(yù)置數(shù)量的電池組串聯(lián)形成的電池陣列，所述電池組由預(yù)置數(shù)量的單節(jié)電池并聯(lián)組成；
所述電池管理系統(tǒng)用于按預(yù)置周期檢測(cè)每組電池組的電壓，將每組電池組的電壓進(jìn)行比較得到預(yù)置數(shù)量的電池組中的最低電壓，并將所述最低電壓發(fā)送給主板控制系統(tǒng)，當(dāng)所述最低電壓小于等于預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓時(shí)關(guān)閉電池包輸出；
所述主板控制系統(tǒng)用于接收電池管理系統(tǒng)發(fā)送的最低電壓，當(dāng)所述最低電壓小于等于預(yù)置欠壓保護(hù)電壓時(shí)通過(guò)軟停機(jī)方式關(guān)閉主板控制系統(tǒng)；
其中，所述預(yù)置欠壓保護(hù)電壓小于所述預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明主板控制系統(tǒng)以電池組的輸出電壓為判斷標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)設(shè)置主板控制系統(tǒng)的預(yù)置欠壓保護(hù)電壓小于電池管理系統(tǒng)的預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓，主板控制系統(tǒng)當(dāng)電池組的最低電壓小于預(yù)置欠壓保護(hù)電壓時(shí)通過(guò)軟停機(jī)方式關(guān)機(jī)，確保了主板控制系統(tǒng)的欠壓保護(hù)功能先于電池管理系統(tǒng)，避免因電池管理系統(tǒng)突然斷電而導(dǎo)致的傷害事故發(fā)生，而且以電池組的輸出電壓為判斷標(biāo)準(zhǔn)使得電池包存儲(chǔ)能量被充分利用。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式1提供的一種電池包欠壓保護(hù)電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式1提供的一種電池包欠壓保護(hù)電路的電路圖，如圖1所示，在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，該電池包欠壓保護(hù)電路包括：主板控制系統(tǒng)10、電池管理系統(tǒng)20和電池包30；所述電池包30為由預(yù)置數(shù)量的電池組串聯(lián)形成的電池陣列，所述電池組由預(yù)置數(shù)量的單節(jié)電池并聯(lián)組成，如圖1所示，預(yù)置數(shù)量用n表示，n為正整數(shù)，電池包30包括有第一電池組301、第二電池組302、第三電池組303、……第n電池組30n，而每組電池組由n個(gè)單節(jié)電池并聯(lián)組成，例如第一電池組301由單節(jié)電池cell11、cell21、……、celln1，共n個(gè)單節(jié)電池并聯(lián)組成；所述電池管理系統(tǒng)用于按預(yù)置周期檢測(cè)每組電池組的電壓，當(dāng)電池組的電壓小于等于預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓vbl_b時(shí)關(guān)閉電池包輸出；所述主板控制系統(tǒng)用于從電池管理系統(tǒng)中獲取所述預(yù)置數(shù)量的電池組中的最低電壓vcell_low，當(dāng)所述最低電壓vcell_low小于等于預(yù)置欠壓保護(hù)電壓vbl_m時(shí)通過(guò)軟停機(jī)方式關(guān)閉主板控制系統(tǒng)10；其中，所述預(yù)置欠壓保護(hù)電壓vbl_m小于所述預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓vbl_b。
主板控制系統(tǒng)10用于從電池管20按預(yù)置周期檢測(cè)每組電池組的電壓，將每組電池組的電壓進(jìn)行比較得到預(yù)置數(shù)量的電池組中的最低電壓vcell_low，并將所述最低電壓vcell_low發(fā)送給主板控制系統(tǒng)20；也可以是電池管理系統(tǒng)20按預(yù)置周期檢測(cè)每組電池組的電壓，并將每組電池組的電壓發(fā)送給主板控制系統(tǒng)10，主板控制系統(tǒng)10用于將每組電池組的電壓進(jìn)行比較得到預(yù)置數(shù)量的電池組中的最低電壓vcell_low。預(yù)置周期可以為1s、5s、10s、1min等，電池組電壓檢測(cè)的預(yù)置周期由用戶根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，這里不做限定。
本發(fā)明中，主板控制系統(tǒng)以電池組的輸出電壓為判斷標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)設(shè)置主板控制系統(tǒng)的預(yù)置欠壓保護(hù)電壓小于電池管理系統(tǒng)的預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓，主板控制系統(tǒng)當(dāng)電池組的最低電壓小于預(yù)置欠壓保護(hù)電壓時(shí)通過(guò)軟停機(jī)方式關(guān)機(jī)，確保了主板控制系統(tǒng)的欠壓保護(hù)功能先于電池管理系統(tǒng)，避免因電池管理系統(tǒng)突然斷電而導(dǎo)致的傷害事故發(fā)生，而且以電池組的輸出電壓為判斷標(biāo)準(zhǔn)使得電池包存儲(chǔ)能量被充分利用。
如圖1所示，在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，主板控制系統(tǒng)10包括有第一比較器u1，所述第一比較器u1的正極連接所述最低電壓vcell_low的輸出端，所述第一比較器u1的負(fù)極連接所述預(yù)置欠壓保護(hù)電壓vbl_m的輸出端。第一比較器u1將預(yù)置數(shù)量的電池組中的最低電壓vcell_low與預(yù)置欠壓保護(hù)電壓vbl_m作比較，當(dāng)所述最低電壓vcell_low小于等于預(yù)置欠壓保護(hù)電壓vbl_m時(shí)，主板控制系統(tǒng)10通過(guò)軟停機(jī)方式關(guān)機(jī)。如圖1所示，在電路設(shè)計(jì)中，電池包電壓輸出端的負(fù)極vb-連接第一比較器u1的接地端，在電路設(shè)計(jì)上電池包和主板控制系統(tǒng)功能性地連接在一起，vb+為電池包電壓輸出端的正極，第一比較器u1的輸出端為vbl_mp。
如圖1所示，在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池管理系統(tǒng)20包括有第二比較器u2，所述第二比較器u2的正極連接電池組的電壓檢測(cè)信號(hào)(vcell_n)的輸出端；所述第二比較器u2的負(fù)極所述預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓vbl_b的輸出端。電池組的電壓檢測(cè)信號(hào)vcell_n的輸出端依次將每組電池組的電壓傳輸?shù)降诙容^器u2的正極，第二比較器u2將依次將電池組的電壓與預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓vbl_b作比較，若出現(xiàn)電池組的電壓小于等于預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓vbl_b時(shí)，電池管理系統(tǒng)20關(guān)閉電池包30的輸出。第二比較器u2的輸出端為vbl_bp。預(yù)置欠壓保護(hù)電壓vbl_m小于預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓vbl_b，確保了主板控制系統(tǒng)10能先于電池管理系統(tǒng)20執(zhí)行欠壓保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了電池包儲(chǔ)能的最大效率使用，避免了突然斷電導(dǎo)致的用戶傷害事故發(fā)生。
如圖1所示，在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池管理系統(tǒng)20還包括有一差分放大器u3，所述差分放大器u3的正負(fù)極分別連接所述電池組的電壓檢測(cè)信號(hào)的輸出端的正負(fù)極(分別為vcell_n+和vcell_n-)，所述第二比較器u2的正極連接所述差分放大器u3的輸出端。
如圖1所示，在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池管理系統(tǒng)20還包括有電阻r5和電阻r6，所述第二比較器u2的正極通過(guò)電阻r5連接電池組的電壓的輸出端；所述第二比較器u2的負(fù)極通過(guò)電阻r6所述預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓vbl_b的輸出端。電阻r5和電阻r6起到限流作用。
如圖1所示，在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池管理系統(tǒng)20還包括電阻r1、r2、r3和r4，所述差分放大器u3的正極通過(guò)電阻r1連接所述電池組的電壓檢測(cè)信號(hào)的輸出端的正極；所述差分放大器的負(fù)極通過(guò)電阻r2連接所述電池組的電壓檢測(cè)信號(hào)的輸出端的負(fù)極；所述電阻r3的一端連接差分放大器的正極，另一端連接差分放大器的vcc端；所述電阻r4的一端連接差分放大器的負(fù)極，另一端連接差分放大器的接地端；差分放大器的輸出端連接差分放大器的vcc端。
作為一個(gè)并列的實(shí)施例，電池包欠壓保護(hù)電路包括：主板控制系統(tǒng)10、電池管理系統(tǒng)20和電池包30；所述電池包30為由預(yù)置數(shù)量的電池組串聯(lián)形成的電池陣列，所述電池組由預(yù)置數(shù)量的單節(jié)電池并聯(lián)組成；所述電池管理系統(tǒng)20用于按預(yù)置周期檢測(cè)每組電池組的電壓，將每組電池組的電壓進(jìn)行比較得到預(yù)置數(shù)量的電池組中的最低電壓，并將所述最低電壓發(fā)送給主板控制系統(tǒng)10，當(dāng)所述最低電壓小于等于預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓時(shí)關(guān)閉電池包20輸出；所述主板控制系統(tǒng)10用于接收電池管理系統(tǒng)20發(fā)送的最低電壓，當(dāng)所述最低電壓小于等于預(yù)置欠壓保護(hù)電壓時(shí)通過(guò)軟停機(jī)方式關(guān)閉主板控制系統(tǒng)10；其中，所述預(yù)置欠壓保護(hù)電壓小于所述預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓。即主板控制系統(tǒng)與電池包管理系統(tǒng)都是以預(yù)置數(shù)量的電池組中的最低電壓作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，同樣也可實(shí)現(xiàn)電池包存儲(chǔ)能量能被充分利用，并確保主板控制系統(tǒng)的欠壓保護(hù)功能先于電池管理系統(tǒng)，避免電池管理系統(tǒng)突然斷電導(dǎo)致的傷害事故發(fā)生。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明主板控制系統(tǒng)以電池組的輸出電壓為判斷標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)設(shè)置主板控制系統(tǒng)的預(yù)置欠壓保護(hù)電壓小于電池管理系統(tǒng)的預(yù)置過(guò)放保護(hù)電壓，主板控制系統(tǒng)當(dāng)電池組的最低電壓小于預(yù)置欠壓保護(hù)電壓時(shí)通過(guò)軟停機(jī)方式關(guān)機(jī)，確保了主板控制系統(tǒng)的欠壓保護(hù)功能先于電池管理系統(tǒng)，避免因電池管理系統(tǒng)突然斷電而導(dǎo)致的傷害事故發(fā)生，而且以電池組的輸出電壓為判斷標(biāo)準(zhǔn)使得電池包存儲(chǔ)能量被充分利用。
以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。