一种新能源汽车电池充放电保护装置的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车电源技术领域，尤其涉及一种新能源汽车电池充放电保护装置。

背景技术：

纯电动汽车在能耗和排放方面对比传统的内燃机汽车有明显的优势，如动力性好，行驶噪声小，节能和零排放等。

新能源汽车的电池往往是由许多单体电池构成的，一般的电动汽车都使用蓄电池组来提供动力，这些电池组由单体电池串联而成，电池制作过程中由于工艺等原因，电池的容量、电池自放电率的不同。这种差异对电池充放电过程中往往会造成较大影响，往往通过电压监控电路和均衡电路来均衡电池的充放电过程。但是，在实际过程中，单体电池会出现内短路的情况，充电的时候容易造成电池过充，放电的时候容易造成短时间内大量放电引发电池发热造成电池自燃。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种新能源汽车电池充放电保护装置。

一种新能源汽车电池充放电保护装置，新能源汽车电池由多个电池单体构成，其中，

新能源汽车电池充放电保护装置对应每个所述电池单体的电极设置有等效电阻，电池单体上的一对所述电极和所述等效电阻之间设置选择开关，不同电池单体上的所述选择开关之间通过导线连接；所述选择开关电性连接单片机；

每个电池单体上的两个所述选择开关电性连接电压检测电路，每个电池单体上的两个所述选择开关电性连接均衡电路，每个电池单体上的两个所述选择开关电性连接充电电路，所述单片机电性连接所述电压检测电路，所述单片机电性连接所述均衡电路。

优选的，所述电压检测电路包括第一运算放大器、输出光耦、反馈光耦、第一电阻、第二电阻、第二运算放大器以及电容，所述第一运算放大器的正输入端电性连接电池单体的正极，所述第一运算放大器的输出端电性连接所述输出光耦和所述电容，所述电容电性连接所述第一运算放大器的负输入端，所述输出光耦的输出端电性连接所述第一电阻和所述第二运算放大器正输入端，所述第一电阻接地，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二运算放大器的负输入端；所述输出光耦电性连接所述反馈光耦，所述反馈光耦电性连接于电池单体的负极，所述反馈光耦的输出端电性连接所述第一运算放大器的负输入端和所述第二电阻，所述第二电阻连接于电池单体的负极，所述单片机电性连接所述第二运算放大器的输出端。

优选的，所述均衡电路包括第一三极管、第二三极管、第三电阻，所述第一三极管的集电极和发射极串联所述第三电阻和所述选择开关，所述第一三极管的基极连接所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极连接所述单片机。

优选的，电池单体上设置有支撑架，所述支撑架上固定所述等效电阻，所述等效电阻的两端电性连接对应电池单体电极的接触片，所述支撑架上固定有两个所述选择开关，所述选择开关为继电器，所述继电器分别电性连接于两个电极或者分别电性连接于两个所述接触片。

优选的，所述充电电路包括开关电源，所述开关电源电性连接调压电路，所述调压电路电性连接所述选择开关。

优选的，所述调压电路包括连接开关电源的反接保护部分，连接所述单片机的三极管开关，所述三极管开关连接的mos管驱动级部分，所述mos管驱动级部分连接的boost升压调节部分，所述boost升压调节部分电性连接所述选择开关。

优选的，所述等效电阻串联有指示灯，所述指示灯设置于所述支撑架上。

与相关技术相比较，本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置具有如下有益效果：

本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置能够在电池单体发生内短路时及时将电池断开，避免放电时出现短时间大量放电的情况，同时不会影响电源其他电池单体的正常工作，充电的时候所述等效电阻的接入保证所述电压检测电路检测到所述等效电阻处的电压，避免出现低压引发充电电路对短路的电池单体进行过充，引发电池单体过热造成自燃。

附图说明

图1为本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置的电压检测电路的示意图；

图3为本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置的均衡电路的示意图；

图4为图3所示的充电电路的示意图。

图中标号：1、等效电阻，2、选择开关，3、电压检测电路，31、第一运算放大器，32、输出光耦，33、反馈光耦，34、第一电阻、35、第二电阻，36、第二运算放大器，37、电容，4、均衡电路，41、第一三极管、42、第二三极管，43、第三电阻，5、单片机，6、充电电路，61、开关电源，62、调压电路，7、指示灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3以及图4，其中图1为本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置的电压检测电路的示意图；图3为本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置的均衡电路的示意图；图4为图3所示的充电电路的示意图。

新能源汽车电池由多个电池单体构成，本实用新型提供一种针对每个电池单体的新能源汽车电池充放电保护装置，其中，

所述新能源汽车电池充放电保护装置对应每个所述电池单体设置有支撑架，所述支撑架设置于电池单体上，所述支撑架上对应电池单体的电极设置有等效电阻1，所述等效电阻1的两端电性连接对应电池单体电极的接触片，所述等效电阻1的阻值等于对应的电池单体的内阻，电池单体上的一对所述电极和所述等效电阻1之间设置选择开关2，具体的，所述选择开关2可以为继电器，所述继电器为舌簧继电器包括固定于所述支撑架的电磁体和经弹簧连接于所述电磁体的簧片，所述不同电池单体上的所述簧片之间通过导线连接；所述电磁体电性连接单片机5，所述单片机5控制所述电磁体通电或者断电，使得所述簧片连接于两个电极或者连接于所述等效电阻1的两端。

每个电池单体上的两个所述簧片电性连接电压检测电路3，具体的参阅图2所示，所述电压检测电路3包括第一运算放大器31、输出光耦32、反馈光耦33、第一电阻34、第二电阻35、第二运算放大器36以及电容37，所述第一运算放大器31的正输入端电性连接电池单体的正极，所述第一运算放大器31的输出端电性连接所述输出光耦32和所述电容37，所述电容37电性连接所述第一运算放大器31的负输入端，所述输出光耦32的输出端电性连接所述第一电阻34和所述第二运算放大器36正输入端，所述第一电阻34接地，所述第二运算放大器36的输出端连接所述第二运算放大器36的负输入端；所述输出光耦32电性连接所述反馈光耦33，所述反馈光耦33电性连接于电池单体的负极，所述反馈光耦33的输出端电性连接所述第一运算放大器31的负输入端和所述第二电阻35，所述第二电阻35连接于电池单体的负极，所述单片机5电性连接所述第二运算放大器36的输出端，所述第一运算放大器31和所述输出光耦32之间设置有负载电阻。电池单体处电压等于流经所述第二电阻35的电流乘以所述第二电阻35的阻值，输出端的电压等于流经所述第一电阻34的电流乘以所述第一电阻34的阻值，所述输出光耦32和所述反馈光耦33的规格相同，流经所述第一电阻34和第二电阻35的电流相同，电池单体处电压和输出端的电压的比值等于第二电阻35的阻值比第一电阻34的阻值。电路转化后电池电压被转化为具有统一参考地的输出电压，所述单片机检测输出电压。

每个电池单体两个所述簧片电性连接均衡电路4，参阅图3所示，所述均衡电路4包括第一三极管41、第二三极管42、第三电阻43，所述第一三极管的集电极和发射极串联所述第三电阻43和所述选择开关2，所述第一三极管41的基极连接所述第二三极管42的集电极，所述第二三极管42的发射极接地，所述第二三极管42的基极连接所述单片机5。所述第一三极管41的发射极和基极之间设置电阻，所述第一三极管41的基极和所述第二三极管42的集电极之间设置电阻，所述单片机5检测到某个电池单体电压高于其他时，向所述第二三极管42基极输出高电平，所述第二三极管42导通，所述第一三极管41的基极电位被拉低，所述第一三极管41导通，所述第三电阻43分流，使得电池单体的充电速率降低。

每个电池单体两个所述簧片电性连接充电电路6，参阅图4所示，所述充电电路6包括开关电源61，所述开关电源61连接交流书入，所述开关电源61将交流输入转为直流电流，所述开关电源61电性连接调压电路62，所述调压电路62电性连接所述簧片，具体的，所述调压电路62包括连接所述开关电源61的反接保护部分，所述反接保护部分包括左侧的mos管和左侧的mos管连接的两个电阻，所述调压电路62包括连接所述单片机5的三极管开关，连接pwm的运算放大器、以及两个三极管构成右侧的mos管驱动级部分，所述三极管开关控制连个所述三极管的导通，右侧的所述mos管与电感线圈、二极管、两个电容构成boost升压调节部分。所述单片机5根据电压检测电路测量的电池单体的电压，计算出pwm的占空比，输出相应的调制信号，pwm调制信号经过驱动级的放大调整控制右侧mos管的状态一输出所需要的电压。

所述等效电阻1串联有指示灯7，所述指示灯7设置于所述支撑架上。可以通过指示灯7查看损坏的电池单体。

本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置原理如下：

所述单片机5通过所述电压检测电路检测电池单体的电压，当出现电池单体电压为0，所述单片机5控制所述舌簧继电器将簧片移动到所述等效电阻1两端的接触片，从而将短路的电池单体断开；

所述单片机5通过所述电压检测电路检测电池单体的电压，当出现某个电池单体电压明显高于其他电池单体，所述单片机5向所述第二三极管42基极输出高电平，所述第二三极管42导通，所述第一三极管41的基极电位被拉低，所述第一三极管41导通，所述第三电阻43分流，使得电池单体的充电速率降低；

所述单片机5根据电压检测电路测量的电池单体的电压，计算出pwm的占空比，输出相应的调制信号，pwm调制信号经过驱动级的放大调整控制右侧mos管的状态一输出所需要的电压。

本实用新型提供的新能源汽车电池充放电保护装置能够在电池单体发生内短路时及时通过所述选择开关将电池单体断开将所述等效电阻接入到电路中连接其他电池单体，避免放电时出现短时间大量放电的情况，同时不会影响电源其他电池单体的正常工作，充电的时候所述等效电阻的接入保证所述电压检测电路检测到所述等效电阻处的电压，避免出现低压引发充电电路对短路的电池单体进行过充，引发电池单体过热造成自燃。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。