一种电池包放电限流输出保护电路的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，更具体地说是指一种电池包放电限流输出保护电路。

背景技术：

电池包作为电动汽车等领域中是提供电源的器件，电池包在放电使用过程中，如果出现电动汽车过载或爬坡等需要大电流的情况时，需要进行放电限流，以使得输出的电流在正常工作范围内，一方面是为了保护电机，另一方面还限制电池包的输出电流，保证电流输出在电池包承受的范围内。

目前电池包的放电限流方案大多采用由检测电阻、储能电感、mos管、mos管驱动、pwm控制器、第一隔离器、第二隔离器、运放放大器、精密电阻以及分压电阻等构成的电路，但是这个放电限流方案成本较高，且元器件较多，电路较为复杂。

因此，有必要设计一种新的电路，实现以较少的元器件满足短时放电电流需求，且成本低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电池包放电限流输出保护电路。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种电池包放电限流输出保护电路，包括主控单元、放电限流单元、电池包、等效负载以及充放电控制单元，所述主控单元分别与所述放电限流单元以及所述充放电控制单元连接，所述电池包与所述等效负载连接，所述放电限流单元以及所述充放电控制单元分别与所述电池包连接。

其进一步技术方案为：所述放电限流单元包括放电限流mos管q6，所述放电限流mos管q6的栅极与所述主控单元连接，所述放电限流mos管q6的源极和漏极分别连接在所述电池包的负极和所述等效负载之间。

其进一步技术方案为：所述主控单元包括主控芯片以及afe控制器，所述主控芯片与所述放电限流单元连接，所述主控芯片与所述afe控制器连接，所述afe控制器分别与所述充放电控制单元连接。

其进一步技术方案为：所述充放电控制单元包括充电控制子单元以及放电控制子单元，所述放电控制子单元以及所述放电限流单元并联。

其进一步技术方案为：所述放电控制子单元包括放电控制mos管q2，所述放电控制mos管q2的栅极与所述afe控制器连接，所述放电控制mos管q2的源极和漏极分别连接在所述电池包的负极和所述等效负载之间；所述放电控制mos管q2与所述放电限流mos管q6并联。

其进一步技术方案为：所述充电控制子单元包括充电控制mos管q4，所述充电控制mos管q4的栅极与所述afe控制器连接，所述充电控制mos管q4的源极和栅极分别连接在所述电池包的负极和所述等效负载之间。

其进一步技术方案为：所述充电控制mos管q4的漏极与所述放电控制mos管q2的源极连接。

其进一步技术方案为：所述放电限流mos管q6的源极与所述电池包的正极之间还连接有滤波电容c2，所述放电限流mos管q6的漏极与所述电池包的正极之间连接有二极管d4。

其进一步技术方案为：所述滤波电容c2的两端还并联有电容c3。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型通过设置控制单元、放电限流单元以及充放电控制单元，充放电控制单元包括充电控制子单元以及放电控制子单元，放电控制子单元以及放电限流单元并联，当出现输出电流过大时，放电控制子单元断开，放电限流单元在控制单元输出的pwm信号的调节下工作，以使得电流保持一定的占空比输出且具备续流的能力，实现以较少的元器件满足短时放电电流需求，且成本低。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的一种电池包放电限流输出保护电路的示意性框图；

图2为本实用新型具体实施例提供的一种电池包放电限流输出保护电路的具体电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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应理解为必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1～2所示的具体实施例，本实施例提供的一种电池包放电限流输出保护电路，可运用在以电池包30作为电源提供者的设备中。解决负载电机在特定情况下如爬坡此时负载功率增加，电池包30输出电流过大，进入过流保护模式，继而断开放电mos，停止输出。且在实际处理过程中保持有一定的电流工作，用于满足爬坡的需要，也就是放电限流。

请参阅图1，上述的一种电池包放电限流输出保护电路，包括主控单元10、放电限流单元20、电池包30、等效负载40以及充放电控制单元50，主控单元10分别与放电限流单元20以及充放电控制单元50连接，电池包30与等效负载40连接，放电限流单元20以及充放电控制单元50分别与电池包30连接。

在本实施例中，等效负载40包括负载电阻r9，该负载电阻r9的两端分别与电池包30的正极和负极连接。

在一实施例中，上述的放电限流单元20包括放电限流mos管q6，放电限流mos管q6的栅极与主控单元10连接，放电限流mos管q6的源极和漏极分别连接在电池包30的负极和等效负载40之间。

具体地，由主控单元10输出pwm信号，通过电平转换控制放电限流mos管q6，使得放电限流mos管q6在pwm信号的调节下开启和关闭，这样可以让电流在放电限流回路中保持一定的占空比输出，保持20a的平均电流范围，满足放电保持的需要。

在一实施例中，请参阅图2，上述的主控单元10包括主控芯片以及afe控制器，主控芯片与放电限流单元20连接，主控芯片与afe控制器连接，afe控制器分别与充放电控制单元50连接。

在本实施例中，afe控制器将信号传输给一个或多个数据转换器。afe(整流/回馈单元，activefrontend)也可以是多数为数字电路、少数为模拟电路器件，包括一个或多个数据转换器并带有其他微控制器外设。

在本实施例中，主控芯片的型号为但不局限于ds2762。

在一实施例中，请参阅图2，充放电控制单元50包括充电控制子单元以及放电控制子单元，放电控制子单元以及放电限流单元20并联。

上述的放电控制子单元与放电限流单元20并联，主控芯片控制至放电限流单元20闭合或断开，以断开放电控制子单元的闭合，以使得电池包30经过放电控制子单元与负载电阻r9的通路断开，电池包30输出的电流只能经过放电限流单元20输入至负载电阻r9。

在一实施例中，请参阅图2，上述的放电控制子单元包括放电控制mos管q2，放电控制mos管q2的栅极与afe控制器连接，放电控制mos管q2的源极和漏极分别连接在电池包30的负极和等效负载40之间；放电控制mos管q2与放电限流mos管q6并联。

通过主控芯片驱动afe控制器工作，以控制放电控制mos管q2的导通或截断，依据负载电阻r9的电阻值的大小。

在一实施例中，请参阅图2，上述的充电控制子单元包括充电控制mos管q4，充电控制mos管q4的栅极与afe控制器连接，充电控制mos管q4的源极和栅极分别连接在电池包30的负极和等效负载40之间。

充电控制mos管q4的漏极与放电控制mos管q2的源极连接。

通过控制充电控制mos管q4的导通或截断，以使得对电池包30的充电与否。

在一实施例中，请参阅图2，上述的放电限流mos管q6的源极与电池包30的正极之间还连接有滤波电容c2，放电限流mos管q6的漏极与电池包30的正极之间连接有二极管d4。

具体地，滤波电容c2的两端还并联有电容c3。

由于放电限流mos管q6在关断的时候，需要保持续流，以确保电动汽车等用电设备的正常工作，电池包30输出的电流通过二极管d4和滤波电容c2、电容c3进行续流。

具体地，设定放电保护电流为60a，输出短路保护值为200a；当负载电阻r9值较大时，输出电流小于50a，则放电控制mos管q2和充电控制mos管q4闭合，放电限流mos管q6断开，此时并不会进行放电限流，电池包30输出出的电流经过放电控制mos管q2后，输入至负载电阻r9；当负载电阻r9较小时，输出电流大于50a，且小于200a时；放电控制mos管q2断开，触发放电限流mos管q6开启工作模式；放电限流mos管q6工作模式如下：由主控芯片输出pwm信号，通过电平转换控制放电限流mos管q6的栅极，使得放电限流mos管q6的栅极在pwm信号的调节下开启和关闭，这样可以让电流在放电限流回路中保持一定的占空比输出，保持20a的平均电流，满足放电保持的需要。由于放电限流mos管q6在关断的时候，需要保持续流，电流通过二极管和电容进行续流，整个保护电路设计电路简单，使用的元器件较少，制作成本低。

在一实施例中，充放电控制单元50是由afe直接控制主回路充放电mos管，能够在极短的时间处理电池反馈的故障，对主回路的充放电mos管关闭和开启的操作。放电限流功能的开启时机一般是使用者处于爬坡中，或者类似爬坡的状态下。这就要求主回路供电过程中切断主回路的时候需要保持电流的连续性，放电限流的开启需要较快的速度。本实施例中控制限流开启，采用mos管驱动芯片，可以在较低的延迟情况下，快速开启和关闭mos管，以达到电流连续的目的。

当经过等效负载40的电流小于第一阈值时，充放电控制单元50闭合，放电限流单元20断开；当经过等效负载40的电流不小于第一阈值且小于第二阈值，主控单元10输出pwm信号，以控制放电限流单元20闭合或者断开，以使得经过等效负载40的电流保持在平均电流范围内。

上述的一种电池包放电限流输出保护电路，通过设置控制单元、放电限流单元20以及充放电控制单元50，充放电控制单元50包括充电控制子单元以及放电控制子单元，放电控制子单元以及放电限流单元20并联，当出现输出电流过大时，放电控制子单元断开，放电限流单元20在控制单元输出的pwm信号的调节下工作，以使得电流保持一定的占空比输出且具备续流的能力，实现以较少的元器件满足短时放电电流需求，且成本低。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。