一种电池模组的电路保护装置及方法与流程

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组的电路保护装置及方法。

背景技术：

动力电池具有高电压，大电流的特点，为了达到电动车的功率要求，需要将多个单体电池通过串并联方式组合成电池模组。现有的电池模组用保险丝进行安全保护，当出现故障或电池异常时，保险丝只有通过额定熔断电流以上时才能快速熔断，可能会损坏电池，而且保险丝熔断后不可恢复，维修不方便、成本高。

鉴于此，实有必要提供一种新型的电池模组的电路保护装置及方法来克服以上缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电池模组的电路保护装置及方法以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种电池模组的电路保护装置，包括保护结构、继电器、电流传感器及控制器；所述保护结构连接于所述继电器与电流传感器之间，所述控制器连接于所述继电器与电流传感器之间并与所述保护结构连接；所述保护结构包括第一锡层、第二锡层、位于所述第一锡层与第二锡层之间的第一保护单元及第二保护单元；所述继电器用于通断电池模组的电路，所述电流传感器用于检测电池模组的电流，所述第一保护单元用于调控电池模组的电流的大小，所述第二保护单元用于检测第一保护单元的温度，所述第一锡层与第二锡层均用于包裹所述第一保护单元及第二保护单元，所述控制器用于接收所述电池传感器检测到的电流信息及第二保护单元检测到的温度信息并根据接收到的电流信息及温度信息给所述继电器发出通断指令；当电池模组有电流增大现象时，所述第一保护单元的温度快速升高且内阻快速增大；当所述第二保护单元检测第一保护单元的温度升高时，所述第二保护单元的内阻快速减小并将内阻变化信息上传给所述控制器，所述控制器通过所述第二保护单元的内阻变化根据计算出第一保护单元的温度值；若所述第一保护单元的温度值处于所述控制器的预设温度范围内时，所述控制器发出报警信息；若所述电流传感器检测到电池模组的电流值达到所述控制器的预设电流范围的最大值时，所述控制器发出指令使所述继电器断开电路；若所述电流传感器检测电池模组的电流值处于所述控制器的电流预设范围内时，所述控制器发出报警信息；若所述控制器根据所述第二保护单元的内阻变化计算出第一保护单元的温度值达到所述控制器的预设温度范围的最大值时，所述控制器发出指令使所述继电器断开电路，则所述第一保护单元的温度下降；若第二保护单元重新检测所述第一保护单元的温度恢复正常，则所述控制器撤消指令使所述继电器闭合电路。

在一个优选实施方式中，所述第一保护单元为ptc热敏电阻，第二保护单元为ntc热敏电阻。

在一个优选实施方式中，所述电池模组的电流保护装置还包括与所述控制器电性连接的显示屏，所述显示屏用于显示所述控制器接收到的电流信息、温度信息及报警信息；所述报警信息包括电流异常报警、提示检修报警及温度异常报警。

在一个优选实施方式中，若所述第一保护单元的温度值处于所述控制器的预设温度范围内时，所述控制器发出温度异常报警及提示检修报警；若所述电流传感器检测电池模组的电流值处于所述控制器的电流预设范围内时，所述控制器发出电流异常报警及提示检修报警；若第二保护单元重新检测所述第一保护单元的温度恢复正常，则所述控制器撤消指令使所述继电器闭合电路，并消除温度异常报警及电流异常报警；所述显示屏显示温度异常报警、电流异常报警及提示检修报警。

本发明还提供一种电池模组的电路保护方法，包括如下步骤：

s1：电流传感器将检测到电池模组的电流信息上传给控制器，当电流传感器检测到电池模组有电流增大现象时，所述第一保护单元的温度快速升高且内阻快速增大；

s2：所述第二保护单元检测到所述第一保护单元的温度升高时，所述第二保护单元的内阻减小并将内阻变化信息上传给所述控制器，所述控制器根据所述第二保护单元的内阻变化计算出第一保护单元的温度值；若所述第一保护单元的温度值处于所述控制器的预设温度范围内时，所述控制器发出报警信息；若所述第一保护单元的温度值达到所述控制器的预设温度范围的最大值时，所述控制器发出指令使所述继电器断开电路；所述显示屏显示出报警信息；

s3：若所述电流传感器检测电池模组的电流值处于所述控制器的电流预设范围内时，所述控制器发出报警信息；若所述电流传感器检测电池模组的电流值达到所述控制器的电流预设范围的最大值时，所述控制器发出指令使所述继电器断开电路，则所述第一保护单元的温度下降；所述显示屏显示出报警信息；

s4：若第二保护单元重新检测所述第一保护单元的温度恢复正常，则所述控制器撤消指令使所述继电器闭合电路，并消除报警信息，所述显示屏显示电流信息及温度信息。

在一个优选实施方式中，若所述第一保护单元的温度值处于所述控制器的预设温度范围内时，所述控制器发出温度异常报警及提示检修报警，所述显示屏显示出温度异常报警及提示检修报警；若所述电流传感器检测电池模组的电流值处于所述控制器的电流预设范围内时，所述控制器发出电流异常报警及提示检修报警，所述显示屏显示出电流异常报警及提示检修报警；若第二保护单元重新检测所述第一保护单元的温度恢复正常，则所述控制器撤消指令使所述继电器闭合电路，并消除温度异常报警、电流异常报警及提示检修报警。

与现有技术相比，本发明提供的一种电池模组的电路保护装置及方法，具有反应速度快，可实时检测电流信息及温度信息，并通过保护结构的第一保护单元的温度变化通断电路且具有自动恢复性特点。

【附图说明】

图1为本发明提供的电池模组的电路保护装置的结构示意图。

图2为图1所示的电池模组的电路保护方法的流程图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

请参阅图1，本发明提供一种电池模组的电路保护装置100，包括保护结构10、继电器20、电流传感器30及控制器40；所述保护结构10连接于所述继电器20与电流传感器30之间，所述控制器40连接于所述继电器20与电流传感器30之间并与所述保护结构10连接；所述保护结构10包括第一锡层11、第二锡层12、位于所述第一锡层11与第二锡层12之间的第一保护单元13及第二保护单元14；所述继电器20用于通断电池模组的电路，所述电流传感器30用于检测电池模组的电流，所述第一保护单元13用于调控电池模组的电流的大小，所述第二保护单元14用于检测第一保护单元13的温度，所述第一锡层11与第二锡层12均用于包裹所述第一保护单元13及第二保护单元14可以起到保护作用，所述控制器40用于接收所述电池传感器30检测到的电流信息及第二保护单元14检测到的温度信息并根据接收到的电流信息及温度信息给所述继电器20发出通断指令；当电池模组有电流增大现象时，所述第一保护单元13的温度快速升高且内阻快速增大来减小所述保护结构10的过流能力；当所述第二保护单元14检测第一保护单元13的温度升高时，所述第二保护单元14的内阻快速减小并将内阻变化信息上传给所述控制器40，所述控制器40通过所述第二保护单元14的内阻变化根据ntc热敏电阻r/t对照表计算出第一保护单元13的温度值；若所述第一保护单元13的温度值处于所述控制器40的预设温度范围内时，所述控制器40发出报警信息；若所述电流传感器30检测到电池模组的电流值达到所述控制器40的预设电流范围的最大值时，所述控制器40发出指令使所述继电器20断开电路；若所述电流传感器30检测电池模组的电流值处于所述控制器40的电流预设范围内时，所述控制器40发出报警信息；若所述控制器40根据所述第二保护单元14的内阻变化计算出第一保护单元13的温度值达到所述控制器40的预设温度范围的最大值时，所述控制器40发出指令使所述继电器20断开电路；则所述第一保护单元13的温度下降；若第二保护单元14重新检测所述第一保护单元13的温度恢复正常，则所述控制器40撤消指令使所述继电器20闭合电路。具体的，所述第一保护单元13为ptc热敏电阻(positivetemperaturecoefficient)，第二保护单元14为ntc热敏电阻(negativetemperaturecoefficient)。

进一步的，所述电池模组的电流保护装置100还包括与所述控制器40电性连接的显示屏50，所述显示屏50用于显示所述控制器40接收到的电流信息、温度信息及报警信息以便工作人员观察所述电池模组的电流保护装置100的工作状态；所述报警信息包括电流异常报警、提示检修报警及温度异常报警。

进一步的，若所述第一保护单元13的温度值处于所述控制器40的预设温度范围内时，所述控制器40发出温度异常报警及提示检修报警；若所述电流传感器30检测电池模组的电流值处于所述控制器40的电流预设范围内时，所述控制器40发出电流异常报警及提示检修报警；若第二保护单元14重新检测所述第一保护单元13的温度恢复正常，则所述控制器40撤消指令使所述继电器20闭合电路，并消除温度异常报警及电流异常报警；所述显示屏50显示温度异常报警、电流异常报警及提示检修报警。

请再参阅图2，其为本发明提供的一种电池模组的电路保护方法的流程图。所述电池模组的电路保护方法，包括如下步骤：

s1：电流传感器将检测到电池模组的电流信息上传给控制器，当电流传感器检测到电池模组有电流增大现象时，所述第一保护单元的温度快速升高且内阻快速增大来减小所述保护结构的过流能力；

s2：所述第二保护单元检测到所述第一保护单元的温度升高时，所述第二保护单元的内阻减小并将内阻变化信息上传给所述控制器，

所述控制器通过所述第二保护单元的内阻变化根据ntc热敏电阻r/t对照表计算出第一保护单元的温度值；

若所述第一保护单元的温度值处于所述控制器的预设温度范围内时，所述控制器发出报警信息；若所述第一保护单元的温度值达到所述控制器的预设温度范围的最大值时，所述控制器发出指令使所述继电器断开电路；

所述显示屏显示出报警信息；

s3：若所述电流传感器检测电池模组的电流值处于所述控制器的电流预设范围内时，所述控制器发出报警信息；若所述电流传感器检测电池模组的电流值达到所述控制器的电流预设范围的最大值时，所述控制器发出指令使所述继电器断开电路，则所述第一保护单元的温度下降；所述显示屏显示出报警信息；

s4：若第二保护单元重新检测所述第一保护单元的温度恢复正常，则所述控制器撤消指令使所述继电器闭合电路，并消除报警信息，所述显示屏显示电流信息及温度信息。

进一步的，若所述第一保护单元的温度值处于所述控制器的预设温度范围内时，所述控制器发出温度异常报警及提示检修报警，所述显示屏显示出温度异常报警及提示检修报警；若所述电流传感器检测电池模组的电流值处于所述控制器的电流预设范围内时，所述控制器发出电流异常报警及提示检修报警，所述显示屏显示出电流异常报警及提示检修报警；若第二保护单元重新检测所述第一保护单元的温度恢复正常，则所述控制器撤消指令使所述继电器闭合电路，并消除温度异常报警、电流异常报警及提示检修报警。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。