一种充电保护装置的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种充电保护装置。

背景技术：

目前市面上的新能源汽车电池一般采用锂离子电池，而锂离子电池在低温的情况下禁止充电，否则会出现析锂现象，将对电池造成损害，降低电池的安全性，若出现严重的析锂现象，会导致电芯内部短路，甚至引起起火、爆炸等风险。

现有技术中，新能源汽车若需要在低温情况进行快速充电，一般是通过电池内部自身的加热装置给电池加热，电芯温度达到充电条件后，再通过充电桩对电池进行充电，或者将车辆移至室内空间等温度较高的区域静置，等待电芯温度达到充电条件后，再移至充电桩对电池充电，电池内部的加热装置直接由电池提供电源，在温度较低的情况下，电池馈电严重，无法为加热装置提供足够的电力，导致车辆无法充电，须移至温度较高的区域静置放置较长时间，待电池温度达到充电条件后，再移至充电桩对电池进行充电，时间消耗长，且车辆的使用便捷性大大降低。

技术实现要素：

为此，需要提供一种充电保护装置，以解决现有技术中加热装置使用电池的电力为加热装置进行加热，在温度较低的情况下，电池馈电严重，无法为加热装置提供足够的电力，导致车辆无法充电的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种充电保护装置，其特征在于，包括第一并联电路、第二并联电路、加热装置、第一接触器、第二接触器、温度传感器和控制电路；

所述第一并联电路和第二并联电路并联设置于输入电源的正极输入端与负极输入端之间；

所述加热装置及第一接触器串联设置于第一并联电路上；

所述第二接触器设置在第二并联电路上，第二并联电路与电池相连接；

所述温度传感器设置在电池上；

所述控制电路的输入端与温度传感器连接，输出端与第一接触器以及第二接触器连接，用于控制第一接触器和第二接触器的接通或断开。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：通过在充电装置上设置第一并联电路和第二并联电路，将第一并联电路和第二并联电路并联设置，并在两条并联电路上分别通过两个接触器独立控制电池充电和加热装置加热的状态，使得电池通过独立进行通断的加热装置对电池进行加热处理，在充电时对电池进行保护，避免造成电池低温下充电引起的电池损伤，影响电池安全性及寿命。

进一步地，还包括高压保险，所述高压保险串联设置于第一并联电路上。

通过在第一并联电路上串联设置高压保险，避免异常短路情况下对加热装置和电池组造成损坏。

进一步地，还包括手动维修开关，所述手动维修开关设置于电池内。

通过在电池内设置手动维修开关，防止电池出现短路的情况，并可通过拔出手动维修开关，切断电池的输出。

进一步地，还包括第三并联电路和第三接触器，所述第三并联电路设置在电池与电池输出端口之间，所述第三接触器设置于第三并联电路上。

通过在电池与电池输出端口之间设置第三并联电路，并在第三并联电路上设置第三接触器，通过电池管理系统控制第三接触器，电池输出端口为车辆的高压电器进行供电。

进一步地，还包括第四并联电路、第四接触器和保护电阻，所述第四并联电路与第三并联电路并联设置，所述第四接触器和保护电阻串联设置于第四并联电路上。

通过设置第四并联电路，第四并联电路与第三并联电路并联设置，在输出电源接通前，通过第四接触器预先连通第四并联电路，通过第四并联电路上的保护电阻，由小电流对车载高压电器的电容进行充电，待车载高压电器电容电压达到规定值时，电池管理系统再控制第三接触器闭合，然后控制断开第四接触器。防止瞬间的大电流引起与电池输出端连接的继电器或熔断器烧毁，起到安全保护的作用。

进一步地，还包括第五接触器，所述第五接触器串联设置于输入电源的正极输入端。

通过在输入电源的正极输入端设置第五接触器，可通过第五接触器在输入电源接入充电保护装置时，对进入充电保护装置的电流进行整体通断。

附图说明

图1为本实用新型实施例中充电保护装置的电路连接示意图；

图2为本实用新型实施例中控制电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中另一种控制电路的结构示意图。

附图标记说明：

101、输入电源；102、正极输入端；103、负极输入端；

201、第一并联电路；202、加热装置；203、第一接触器；

204、高压保险；

301、第二并联电路；302、第二接触器；

401、第三并联电路；402、第三接触器；403、第一延时继电器；

501、第四并联电路；502、第四接触器；503、保护电阻；

504、第二延时继电器；

601、第五接触器；

701、电池；702、手动维修开关；703、温度传感器；

801、电池输出端；

901、控制电路；902、第一比较器；903、第二比较器；

904、第三比较器。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请一并参阅图1以及图2，图1为本实用新型实施例中充电保护装置的电路连接示意图，输入电源101上设有正极输入端102和负极输入端103，第五接触器601的与输入电源101的正极输入端102电连接。第一并联电路201和第二并联电路301并联设置，第一并联电路201和第二并联电路301两端分别与第五接触器601和负极输入端103电连接。加热装置202、第一接触器203和高压保险204串联设置于第一并联电路201上，第二接触器302串联302设置于第二并联电路301上。电池701与第二并联电路301电连接，手动维修开关702及温度传感器703设置在电池701上。电池701设有一个与车辆用电器电连接的电池输出端801，第三并联电路401和第四并联电路501并联设置，两端分别与第五接触器601及电池输出端801的正极相连接。电池输出端801的负极与输入电源101的负极输入端103连接。第三接触器402串联设置于第三并联电路401上，第四接触器502、保护电阻503和第二延时继电器504串联设置于第四并联电路501上(本实施例中第二延时继电器为延时通电式延时继电器)，第一延时继电器403两端分别与第三接触器402及第四接触器502连接(本实施例中第一延时继电器为延时断电式延时继电器，第一延时继电器断电延时的时间长于第二延时继电器通电延时的时间)。控制电路901分别与第一接触器203、第二接触器302、第五接触器601和温度传感器703相连接。

请参阅图2，图2为本实用新型实施例中控制电路的结构示意图，控制电路901包括第一比较器902、第二比较器903和第三比较器904。第一比较器902的输入端与温度传感器703相连接，第一接触器203和第二比较器903并联设置于第一比较器902的输出端。第二比较器903的输入端与第二比较器902的输出端相连接，第二比较器903的输出端与第二接触器302相连接。第三比较器904与第一接触器203并联设置，第三比较器904的输入端与温度传感器703连接，输出端与第五接触器601连接。

根据上述结构，在具体操作时，输入电源的正极输入端和负极输入端与充电保护装置连通，电流经过第五接触器移动至第一并联电路和第二并联电路上。控制电路通过设置于电池内的温度传感器传输的模拟电压信号进行处理，温度传感器的模拟电压信号传输至第一比较器，第一比较器将温度传感器的模拟电压信号与第一比较器的预设的基准电压进行对比。若电池温度低于电池充电所需的最低温度，此时温度传感器输出的模拟电压信号与第一比较器的基准电压对比后，第一比较器输出一种信号控制第一接触器连通，电流经过高压保险为加热装置供电，加热装置为电池进行加热处理。

在电池加热达到充电所需的最低温度时，此时温度传感器输出的模拟电压信号与第一比较器的基准电压对比后，输出另一种控制信号传递至第一接触器和第二接触器，第一接触器接收到另一种控制信号后断开，停止加热。第二比较器依据第一接触器的控制信号输出信号控制第二接触器连通，第二接触器连通使电流为电池进行充电。

若在充电过程中，电池温度大于电池充电的最高温度时，温度传感器的模拟电压信号传递至第三比较器，第三比较器将信号与基准电压对比后输出信号控制第五接触器断开，停止电池的充电。当电池包需要进行放电时，电流进入第四并联电路的第二延时继电器，并通过第二延时继电器、第四接触器和保护电阻通入电池输出端，由小电流对车载高压电器的内部电容进行充电。在第四并联电路连通时，电流经第一延时继电器延时，连通第三接触器，第三接触器连通后电流经第三并联电路连通，通过电池输出端为车内用电器进行供电。随后，第二延时继电器延时断电，断开第四接触器，使第四并联电路停止供电，第三并联电路单独为车内用电器供电。在使用过程中，若需要对电池进行检修，则通过操作手动维修开关，切断电池的电源输出，随后对电池进行检修操作。

请参阅图3，图3为本实用新型实施例中另一种控制电路的结构示意图，在某些实施例中，充电保护装置不含第三比较器和第五接触器，控制电路仅通过连接温度传感器703、通过第一比较器902和第二比较器903，并通过第一比较器902和第二比较器903分别连接第一接触器203和第二接触器302，通过温度传感器703传输的模拟电压信号，向第一比较器902和第二比较器903传输，第一比较器902和第二比较器903通过基准电压对模拟电压信号进行对比后，输出不同的控制信号对第一接触器203和第二接触器302进行开启和关闭的操作。

在上述实施例中，比较器可选用的型号为LM393。

在上述实施例中，手动维修开关即为MSD，包括一个高压熔断器，通过在手动维修开关上设置高压熔断器，可防止在特殊情况下出现短路现象造成电池的损坏。

在上述实施例中，电池输出端即为车内用电器的主回路接口，电池与主回路接口电连接，为车内用电器提供电力，并对车内用电器的内部电容进行充电。

在上述实施例中，输入电源可以是充电桩，或者是家用新能源汽车充电器。

在上述实施例中，加热装置可以选用红外线加热灯或加热电阻，红外线加热灯可通过照射均匀对电池组进行加热，加热电阻可通过电池包内部风扇及风道均匀对电池组进行加热。

在上述实施例中，温度控制器及各个接触器通过比较器及延时继电器等硬件电路实施温度检测及继电器的开启和闭合的自动化工作，在某些实施例中，温度传感器的温度检测及各个接触器的通断可通过连接电池管理系统(BMS)进行自动化操作，并且电池管理系统可通过向输入电源发送充电功率的调整请求，对输入电源的充电功率进行调整。

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保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。