基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动汽车电源控制装置。
【背景技术】
[0002]随着环境污染和能源危机加重，电动汽车得到了飞速发展，同时电动汽车安全问题在全世界范围内受到可极大关注。动力电池组作为电动汽车的唯一动力来源，对电动汽车的安全性能有着重大影响。当电动汽车在高速公路上高速行驶时，如果动力电池组突然失压会对驾驶人员人身财产安全带来重大威胁，一套行之有效的失压防护装置可以有效的预防失压事故的发生。
【发明内容】
[0003]本实用新型是为了避免电动汽车电池组突然失压而造成汽车的稳定性和安全性能差的问题，提出了一种基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置。
[0004]本实用新型所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置，该装置包括采样电路、辅助电池组、电池切换电路、A/D转换电路、DC/DC变换电路、开关驱动电路、电源电路、单片机控制电路、CAN通信接口电路、CAN总线、显示电路和设置电路；
[0005]采样电路用于采集电动汽车主电池组和辅助电池组的电流、电压和温度信号，采样电路的信号输出端连接A/D转换电路的模拟信号输入端，A/D转换电路的数字信号输出端连接单片机控制电路的电池组的状态信号输入端，单片机控制电路的辅助电池组和电动汽车主电池组的开关控制信号输出端连接开关驱动电路的驱动控制信号输入端，开关驱动电路的驱动信号输出端连接电池切换电路的开关控制信号输入端，电池切换电路的主电池组电源信号输入端连接电动汽车主电池组的电源信号输出端，电池切换电路的辅助电源信号输入端连接辅助电池组的电源信号输出端，电池切换电路的正负电源信号输出端之间并联有超级电容；
[0006]辅助电池组的电源信号输出端还连接有DC/DC变换电路的信号输入端，DC/DC变换电路的信号输出端连接电源电路，所述电源电路用于为信号采集电路和单片机控制电路供电，单片机控制电路的CAN通信端口经CAN通信接口电路挂接在CAN总线上，显示电路和设置电路也挂接在CAN总线上。
[0007]本实用新型所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置在电动汽车行驶过程中对电池的电压、电流进行检测，在失压现象发生时自主切换到辅助电池组，同时能够对由于过温、过流造成的动力电池组故障进行防护，该装置采用辅助电池组供电，有效的防止了失压现象所引发的失控现象。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置的电气原理框图；
[0009]图2为【具体实施方式】二所述的电池切换电路的电路结构示意图；
[0010]图3为【具体实施方式】三所述的CAN通信接口电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]【具体实施方式】一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置，该装置包括采样电路1、辅助电池组2、电池切换电路3、A/D转换电路4、DC/DC变换电路5、开关驱动电路6、电源电路7、单片机控制电路8、CAN通信接口电路9、CAN总线、显示电路10和设置电路11 ；
[0012]采样电路I用于采集电动汽车主电池组和辅助电池组2的电流、电压和温度信号，采样电路I的信号输出端连接A/D转换电路4的模拟信号输入端，A/D转换电路4的数字信号输出端连接单片机控制电路8的电池组的状态信号输入端，单片机控制电路8的辅助电池组和电动汽车主电池组的开关控制信号输出端连接开关驱动电路6的驱动控制信号输入端，开关驱动电路6的驱动信号输出端连接电池切换电路3的开关控制信号输入端，电池切换电路3的主电池组电源信号输入端连接电动汽车主电池组的电源信号输出端，电池切换电路3的辅助电源信号输入端连接辅助电池组2的电源信号输出端，电池切换电路3的正负电源信号输出端之间并联有超级电容7 ;
[0013]辅助电池组2的电源信号输出端还连接有DC/DC变换电路5的信号输入端，DC/DC变换电路5的信号输出端连接电源电路7，所述电源电路用于为信号采集电路I和单片机控制电路8供电，单片机控制电路8的CAN通信端口经CAN通信接口电路9挂接在CAN总线上，显示电路10和设置电路11也挂接在CAN总线上。
[0014]本实施方式所述的单片机控制电路实现数字量比较器的功能、温度、电流电压显示功能和设置的功能，均为现有单片机的常用固有功能，采样电路通过电压电流传感器采集电动汽车主电池组和辅助电池组的电流和电压，同时采用多个温度传感器采集采集电动汽车主电池组和辅助电池组的温度信号，为了传输方便，温度传感器采用DS18B20温度传感器，DS18B20是美国DALLS半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成数字信号供处理器处理。DS18B20电压范围在3.0V到5.5V，测温范围_55°C?125°C，在-10°C?+85°C时精度为±0.5°C。通过温度采集当遇到动力电池组温度异常时，在BMS温度保护启动前通过主动切换备用电池组避免了失压现象的产生，同时保障了电池组的使用寿命。电源电路，采用辅助电池组作为供电电源，经DC/DC变换电路变换降压处理，然后通过电源芯片产生控制电路和检测电路需要的稳定电压值。本实用新型电源电路为控制器和需要5V电压的芯片、传感器供电。5V电压转换电路通过LMZ10503芯片设计，该芯片具有15W最大输出功率，输出电流高达3A，输入电压范围在2.95至5.5V，满足电池输出电压对其的要求。拥有外部软启动、跟踪和高精度使能端，可以实现灵活的上电时序控制。此外该芯片还具有抗干扰能力强，效率高可以减少热量的产生的优点。
[0015]本实用新型采用辅助电池组设计的电源电路供电，避免了由于动力电池组失压造成的控制电路失控的现象，提高了装置的稳定性与安全性。本装置在采样电路中对工作电池组的电压、电流和温度进行采样，当某一指标超出额定范围设定值时可自主切换到备用电池组，在失压保护的同时，防止了电池组由于过流和过温造成断路失压的现象，一定程度上增强了电池组的使用寿命。
[0016]【具体实施方式】二、结合图2说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】一所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置的进一步说明，电池切换电路3包括电阻R1、电阻R2、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2、开关管TV1、开关管TV2、二极管Dl和二极管D2 ；
[0017]电感LI的一端同时连接电动汽车主电池组的正向电源信号输出端和电阻Rl的一端，电感LI的另一端同时连接二极管Dl的正极和开关管TVl的漏极，二极管Dl的负极同时连接电阻Rl的另一端和电容Cl的一端，电容Cl的另一端同时连接电容C2的一端和开关管TVl的源极，开关管TVl的栅极连接开关驱动电路6的一个驱动信号输出端，电容C2的另一端接地；
[0018]电感L2的一端同时连接辅助电池组2的正向电源信号输出端和电阻R2的一端，电感L2的另一端同时连接二极管D2的正极和开关管TV2的漏极，二极管D2的负极同时连接电阻R2的另一端和电容C3的一端，电容C3的另一端同时连接电容C4的一端和开关管TV2的源极，开关管TV2的栅极连接开关驱动电路6的另一个驱动信号输出端，电容C4的另一端接地；
[0019]辅助电池组2的负向电源信号输出端连接电动汽车主电池组的负向电源信号输出端。
[0020]本实施方式所述的电池切换电路采用功率开关管控制供电的电池组，避免了主电池组没电对汽车的影响，电动汽车电池组关断后要迅速接通辅助电池组，在快速切换过程中需要控制冲击电压和冲击电流的大小。当开关管开通时C3上的电荷通过R2释放，同时由于电感的存在减缓了电流的上升，在开关管关断时，负载电流向C3分流，减轻了开关管的负担。图中C2为超级电容，在开通与关断过渡过程中，超级电容即可以起到稳压的作用，也可以短暂供能提高了系统的稳定性。
[0021]【具体实施方式】三、结合图3说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】一或【具体实施方式】二所述的基于自主失压保护的电动汽车电源控制装置的进一步说明，CAN通信接口电路9包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C5、电容C6、电容C7、高速光耦Ul、高速光耦U2、