电池热失控保护系统和电动汽车的制作方法

本申请涉及电池热失控保护技术领域，具体而言，涉及一种电池热失控保护系统和电动汽车。

背景技术：

随着社会低碳环保生活观念的不断增强，电动汽车作为一种新型出行工具逐步进入人们的日常生活，给人们的生活带来极大的便利的同时又避免了对环境的负面影响。目前的电动汽车为了追求高能量密度以及高续航，将电池中的隔膜厚度进行消减，对电池安全造成了一定的安全隐患，很容易造成热失控。对于锂离子电池来说，当温度过高或充电电压过高，会引起很多潜在的放热副作用，而这些热量如果得不到散发，就会引起电池温度和压力急促上升，最后导致电池热失控。随着自燃事件的发生，行业开始审视自燃事件背后的质量问题，故在提升新能源汽车能量密度以及续航里程的同时，保证电池与整车的安全性，已成为当下需要解决的关键问题。

但是，经发明人研究发现，在现有技术中，电池热失控保护的设计方案复杂且成本较高，从而存在着电池热失控保护的简便性低的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池热失控保护系统和电动汽车，以改善现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种电池热失控保护系统，用于对电动汽车的电池模组进行热失控保护控制，所述电池热失控保护系统包括：

与所述电池模组对应设置的热失控检测板，用于对所述电池模组是否发生热失控进行检测，并输出对应的检测信号；

与所述热失控检测板连接的开关电路，用于获取所述检测信号，并根据该检测信号输出对应的电平信号；

与所述开关电路连接的控制设备，用于获取所述电平信号，并根据该电平信号确定是否对所述电池模组进行热失控保护。

在本发明实施例较佳的选择中，所述开关电路包括：

第一开关器件，该第一开关器件的控制端与所述热失控检测板连接、输入端与第一电源连接、输出端接地；

第二开关器件，该第二开关器件的控制端与所述第一开关器件的输入端连接、输入端与所述第一电源连接、输出端接地；

第三开关器件，该第三开关器件的控制端与所述第二开关器件的输入端连接、输入端与所述第一电源连接、输出端与所述控制设备连接。

在本发明实施例较佳的选择中，第一二极管，该第一二极管的阳极与所述热失控检测板连接；

第一TVS管，该第一TVS管的阳极与所述第一二极管的阴极连接、阴极接地；

第一电阻，该第一电阻的第一端与所述第一二极管的阴极连接；

第二电阻，该第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接、第二端接地；

第三电阻，该第三电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接、第二端与所述第一开关器件的控制端连接；

第一电容，该第一电容的第一端连接所述第三电阻与所述第一电阻连接的一端、第二端接地；

第二电容，该第二电容的第一端连接所述第三电阻与所述第一开关器件的控制端连接的一端、第二端接地。

在本发明实施例较佳的选择中，所述开关电路还包括：

第四电阻，该第四电阻的第一端与所述第一电源连接、第二端与所述第一开关器件的输入端连接，以使所述第一开关器件的输入端通过所述第四电阻与所述第一电源连接；

第五电阻，该第五电阻的第一端与所述第一开关器件的输入端连接、第二端接地；

第六电阻，该第六电阻的第一端与所述第一开关器件的输入端连接、第二端与所述第二开关器件的控制端连接，以使所述第一开关器件的输入端通过所述第六电阻与所述第二开关器件的控制端连接；

第三电容，该第三电容的第一端连接所述第六电阻与所述第二开关器件的控制端连接的一端、第二端接地。

在本发明实施例较佳的选择中，所述开关电路还包括：

第七电阻，该第七电阻的第一端所述第一电源连接、第二端与所述第二开关器件的输入端连接，以使所述第二开关器件的输入端通过所述第七电阻与所述第一电源连接；

第四电容，该第四电容的第一端与所述第三开关器件的输入端连接、第二端与所述第三开关器件的控制端连接；

第五电容，该第五电容的第一端与所述第三开关器件的输入端连接、第二端与所述第三开关器件的控制端连接。

在本发明实施例较佳的选择中，所述控制设备包括整车控制器和电池管理系统，其中：

所述整车控制器与所述第三开关器件的输出端连接，以获取所述电平信号，并根据该电平信号确定是否对所述电池模组进行散热处理；

所述电池管理系统与所述第三开关器件的输出端连接，以获取所述电平信号，并根据该电平信号确定是否生成报警信号，以提醒所述电动汽车的驾乘人员。

在本发明实施例较佳的选择中，所述开关电路还包括：

第二二极管，该第二二极管的阳极与所述第三开关器件的输出端连接、阴极与所述整车控制器连接；

第八电阻，该第八电阻的第一端与所述第三开关器件的输出端连接、第二端接地；

第二TVS管，该第二TVS管的阳极与所述第二二极管的阴极连接、阴极接地。

在本发明实施例较佳的选择中，所述电池管理系统包括电源唤醒模块和微控制器，其中，所述电源唤醒模块与所述第三开关器件的输出端连接，以获取所述电平信号，唤醒所述微控制器生成报警信号，以提醒所述电动汽车的驾乘人员。

在本发明实施例较佳的选择中，所述开关电路还包括：

第三二极管，该第三二极管的阳极与所述第三开关器件的输出端连接；

第九电阻，该第九电阻的第一端与所述第三二极管的阴极连接；

第十电阻，该第十电阻的第一端与所述第九电阻的第二端连接、第二端接地；

第六电容，该第六电容的第一端连接所述第九电阻与所述第十电阻连接的第一端、第二端接地；

第十一电阻，该十一电阻的第一端与第二电源连接；

第四开关器件，该第四开关器件的控制端连接所述第九电阻与所述第十电阻连接的一端、输入端与所述第十一电阻的第二端连接、输出端接地；

第十二电阻，该第十二电阻的第一端与所述第四开关器件的输入端连接、第二端与所述微控制器连接。

本发明实施例还提供了一种电动汽车，包括电池模组和上述的电池热失控保护系统。

本发明实施例提供的电池热失控保护系统和电动汽车，通过与热失控检测板连接的开关电路获取热失控检测板输出的检测信号，并根据该检测信号输出对应的电平信号，与所述开关电路连接的控制设备获取所述电平信号，并根据该电平信号确定是否对电池模组进行热失控保护，从而提高电池热失控保护的简便性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电动汽车的结构框图。

图2为本发明实施例提供的电池热失控保护系统的结构框图。

图3为本发明实施例提供的开关电路的结构框图。

图4为本发明实施例提供的电动汽车的电路示意图。

图标：10-电动汽车；100-电池热失控保护系统；110-热失控检测板；120-开关电路；130-控制设备；131-整车控制器；132-电池管理系统；1321-电源唤醒模块；1322-微控制器；200-电池模组；K1-第一开关器件；K2-第二开关器件；K3-第三开关器件；K4-第四开关器件；Q1-第一MOS管；Q2-第二MOS管；Q3-第三MOS管；Q4-第四MOS管；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；R11-第十一电阻；R12-第十二电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容；C5-第五电容；C6-第六电容；D1-第一二极管；D2-第二二极管；D3-第三二极管；T1-第一TVS管；T2-第二TVS管。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供了一种电动汽车10。其中，所述电动汽车10可以包括电池热失控保护系统100和电池模组200，所述电池热失控保护系统100与所述电池模组200连接以对所述电池模组200进行热失控保护控制。

结合图2，所述电池热失控保护系统100可以包括热失控检测板110、开关电路120和控制设备130。

其中，所述热失控检测板110与所述电池模组200对应设置，用于对所述电池模组200是否发生热失控进行检测，并输出对应的检测信号。所述开关电路120与所述热失控检测板110连接，用于获取所述检测信号，并根据该检测信号输出对应的电平信号。所述控制设备130与所述开关电路120连接，用于获取所述电平信号，并根据该电平信号确定是否对所述电池模组200进行热失控保护。

可选地，所述对应设置的具体方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述热失控检测板110可以是检测薄膜，可以绕设于所述电池模组200。

详细地，在所述电池模组200未发生热失控时，所述热失控检测板110闭合，输出第一检测信号，所述开关电路120获取所述第一检测信号，并输出低电平信号，所述控制设备130获取所述低电平信号，不对所述电池模组200进行热失控保护。在所述电池模组200发生热失控时，所述热失控检测板110断开，输出第二检测信号，所述开关电路120获取所述第二检测信号，并输出高电平信号，所述控制设备130获取所述高电平信号，对所述电池模组200进行热失控保护。

通过以上设置，通过简单的电路对电池模组200进行热失控保护控制，可以提高电池热失控保护的简便性。

结合图3，所述开关电路120可以包括第一开关器件K1、第二开关器件K2和第三开关器件K3。

其中，所述第一开关器件K1的控制端与所述热失控检测板110连接、输入端与第一电源连接、输出端接地。所述第二开关器件K2的控制端与所述第一开关器件K1的输入端连接、输入端与所述第一电源连接、输出端接地。所述第三开关器件K3的控制端与所述第二开关器件K2的输入端连接、输入端与所述第一电源连接、输出端与所述控制设备130连接。

可选地，所述第一开关器件K1、第二开关器件K2和第三开关器件K3的具体器件不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，第一开关器件K1、第二开关器件K2和第三开关器件K3可以是MOS管，分别为第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3。

详细地，在所述电池模组200未发生热失控时，所述热失控检测板110闭合，输出第一检测信号，所述第一MOS管Q1导通，所述第二MOS管Q2和第三MOS管Q3关断，输出低电平信号，所述控制设备130获取所述低电平信号，不对所述电池模组200进行热失控保护。在所述电池模组200发生热失控时，所述热失控检测板110断开，输出第二检测信号，所述第一MOS管Q1关断，所述第二MOS管Q2和第三MOS管Q3导通，输出高电平信号，所述控制设备130获取所述高电平信号，对所述电池模组200进行热失控保护。

为了防止电路反接，所述开关电路120还可以包括第一二极管D1，该第一二极管D1的阳极与所述热失控检测板110连接。为了抑制瞬间电压过大，所述开关电路120还可以包括第一TVS管T1，所述第一TVS管T1的阳极与所述第一二极管D1的阴极连接、阴极接地。

为了对电压进行分压，所述开关电路120还可以包括第一电阻R1和第二电阻R2。其中，所述第一电阻R1的第一端与所述第一二极管D1的阴极连接；所述第二电阻R2的第一端与所述第一电阻R1的第二端连接、第二端接地。

为了对电压进行滤波，所述开关电路120还可以包括第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2。其中，所述第三电阻R3的第一端与所述第一电阻R1的第二端连接、第二端与所述第一开关器件K1的控制端连接；所述第一电容C1的第一端连接所述第三电阻R3与所述第一电阻R1连接的一端、第二端接地；所述第二电容C2的第一端连接所述第三电阻R3与所述第一开关器件K1的控制端连接的一端、第二端接地。

可选地，所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的具体阻值不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的具体阻值可以分别是10kΩ、10kΩ和1kΩ。

可选地，所述第一滤波单元的具体设置不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述第一滤波单元可以包括第一电容C1和第二电容C2。

为了对电压进行分压，所述开关电路120还可以包括第四电阻R4和第五电阻R5。其中，所述第四电阻R4的第一端与所述第一电源连接、第二端与所述第一开关器件K1的输入端连接，以使所述第一开关器件K1的输入端通过所述第四电阻R4与所述第一电源连接；所述第五电阻R5的第一端与所述第一开关器件K1的输入端连接、第二端接地。

为了对电压进行滤波，所述开关电路120还可以包括第六电阻R6和第三电容C3。其中，所述第六电阻R6的第一端与所述第一开关器件K1的输入端连接、第二端与所述第二开关器件K2的控制端连接，以使所述第一开关器件K1的输入端通过所述第六电阻R6与所述第二开关器件K2的控制端连接；所述第三电容C3的第一端连接所述第六电阻R6与所述第二开关器件K2的控制端连接的一端、第二端接地。

可选地，所述第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6的具体阻值不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6的具体阻值可以分别是10kΩ、10kΩ和1kΩ。

可选地，所述第三电容C3的具体容量不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述第三电容C3的具体容量可以是10uF。

为了对电压进行滤波，所述开关电路120还可以包括第七电阻R7、第四电容C4和第五电容C5。其中，所述第七电阻R7的第一端所述第一电源连接、第二端与所述第二开关器件K2的输入端连接，以使所述第二开关器件K2的输入端通过所述第七电阻R7与所述第一电源连接；所述第四电容C4的第一端与所述第三开关器件K3的输入端连接、第二端与所述第三开关器件K3的控制端连接；所述第五电容C5的第一端与所述第三开关器件K3的输入端连接、第二端与所述第三开关器件K3的控制端连接。

可选地，所述第七电阻R7的具体阻值不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述第七电阻R7的具体阻值可以是100kΩ。

可选地，所述第四电容C4和第五电容C5的具体容量不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述第四电容C4和第五电容C5的具体容量可以分别是100nF和100nF。

可选地，所述控制设备130的具体组成不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述控制设备130可以包括整车控制器131和电池管理系统132。

其中，所述整车控制器131与所述第三开关器件K3的输出端连接，以获取所述电平信号，并根据该电平信号确定是否对所述电池模组200进行散热处理；所述电池管理系统132与所述第三开关器件K3的输出端连接，以获取所述电平信号，并根据该电平信号确定是否生成报警信号，以提醒所述电动汽车10的驾乘人员。

结合图4，所述开关电路120还可以包括第二二极管D2、第八电阻R8和第二TVS管T2。

其中，所述第二二极管D2的阳极与所述第三开关器件K3的输出端连接、阴极与所述整车控制器131连接，以防止电路反接；所述第八电阻R8的第一端与所述第三开关器件K3的输出端连接、第二端接地，以对电路进行限流；所述第二TVS管T2的阳极与所述第二二极管D2的阴极连接、阴极接地，以抑制瞬间电压过大。

进一步地，所述电池管理系统132包括电源唤醒模块1321和微控制器1322。其中，所述电源唤醒模块1321与所述第三开关器件K3的输出端连接，以获取所述电平信号，唤醒所述微控制器1322生成报警信号，以提醒所述电动汽车10的驾乘人员。

为了防止电路反接，所述开关电路120还可以包括第三二极管D3，所述第三二极管D3的阳极与所述第三开关器件K3的输出端连接。

为了对电压进行分压，所述开关电路120还可以包括第九电阻R9和第十电阻R10。其中，所述第九电阻R9的第一端与所述第三二极管D3的阴极连接；所述第十电阻R10的第一端与所述第九电阻R9的第二端连接、第二端接地。

为了对电压进行滤波，所述开关电路120还可以包括第六电容C6，所述第六电容C6的第一端连接所述第九电阻R9与所述第十电阻R10连接的第一端、第二端接地。

可选地，所述第六电容C6的具体容量不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述第六电容C6的具体容量可以是100nf。

进一步地，所述开关电路120还可以包括第十一电阻R11、第四开关器件K4和第十二电阻R12。其中，所述第十一电阻R11的第一端与第二电源连接；所述第四开关器件K4的控制端连接所述第九电阻R9与所述第十电阻R10连接的一端、输入端与所述第十一电阻R11的第二端连接、输出端接地；所述第十二电阻R12的第一端与所述第四开关器件K4的输入端连接、第二端与所述微控制器1322连接。

可选地，所述第四开关器件K4的具体器件不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述第四开关器件K4可以是第四MOS管Q4。

可选地，所述第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12的具体阻值不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在本实施例中，所述第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12的具体阻值可以分别是10kΩ、10kΩ、10kΩ、1kΩ和10kΩ。

其中，所述第一电源和第二电源的具体设置不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，在一实施例中，所述第一电源和第二电源可以是同一电源。在另一实施例中，所述第一电源和第二电源可以是不同电源。

在本实施例中，所述第一电源可以是电压为12V的整车铅酸电池，所述第二电源可以是电压为5V的电源。

综上所述，本发明实施例提供的电池热失控保护系统100和电动汽车10，通过与热失控检测板110连接的开关电路120获取热失控检测板110输出的检测信号，并根据该检测信号输出对应的电平信号，与所述开关电路120连接的控制设备130获取所述电平信号，并根据该电平信号确定是否对电池模组200进行热失控保护，从而提高电池热失控保护的简便性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。