锂电池包二级硬件保护装置的制作方法

本实用新型涉及锂电池管理技术领域。

背景技术：

锂电池电动车为人类的节能、环保带来一次绿色能源革命，但是屡屡的燃烧事故又阻碍了这场革命的进程，这种重大的安全隐患让人忧心重重，令每一个电车人谈及神伤。虽然问题是整个行业技术水平高度所限，但作为锂电池第一管理参与者BMS(电池管理系统)绝对有责任将这种重大的安全风险降到最低。总结近年来出现的重大燃烧事故，充电失控燃烧居多，皆因充电保护失效而使锂电池过充燃烧。

现有技术分为两种：一种是单纯采集数据，并将数据传输给CPU，再由CPU判断是否过压需要发送保护命令。这种方式虽然采用了CAN总线数据传输，但是长距离高速数据传输，依然存在干扰，并且微控制器CPU的抗干扰能力依然有限，程序飞车失控也无法做到绝对安全，目前高端产品已出现双CPU管理，以克服其不足，即便以上环节正常，通过微控制器CPU解析数据再分析判定再发出保护命令，时间上还是有延迟；第二种方式虽然采用了具有二级保护的专用芯片，但是前端采样监测成本增加了一倍，不利于行业推广利用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种安全性较高的锂电池包二级硬件保护装置，简单有效。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锂电池包二级硬件保护装置，其特征在于：包括分压电阻R2、分压电阻R4、分压电阻R7、电阻R6，电压比较器U1，所述分压电阻R2一端接电池包正极，所述分压电阻R2另一端串接分压电阻R4、分压电阻R7至电池包负端，电池包负端接地，电阻R6一端接在分压电阻R4、分压电阻R7之间，电阻R6另一端接电压比较器U1的负端，电压比较器U1的正端串接电阻R3后接至参考电压VREF，电压比较器U1的输出端输出控制信号。

进一步地，所述电压比较器U1的输出端串接电阻R5后接至光耦隔离器OP1中发光二极管的负极，电压比较器U1的电源由电源VREG供给，所述光耦隔离器OP1中发光二极管的正极串接电阻R1后接至电源VREG，二极管DS1的负极接光耦隔离器OP1中发光二极管的正极，二极管DS1的正极接光耦隔离器OP1中发光二极管的负极，光耦隔离器OP1中光耦三极管的C极输出控制信号。

进一步地，电容C1一端接电源VREG，电容C1另一端接地，电容C2一端接电压比较器U1的正端，电容C2另一端接地，电容C3一端接光耦隔离器OP1中发光二极管的负极，电容C3另一端接地，电容C4一端接电压比较器U1的负端，电容C4另一端接地。

进一步地，光耦隔离器OP1中光耦三极管的C极串接电阻R12后接至三极管Q1的B极，三极管Q1的C极接至MOS管M1的G极，三极管Q1的E极接地；MOS管M1的S极接地，MOS管M1的D极接光耦U3中的发光二极管的负极，光耦U3中的发光二极管的正极串接电阻R17后接至正5V电压，光耦U3的输出端输出外部硬件使能控制信号。

进一步地，光耦U3的输出端由光耦MOS管M2、光耦MOS管M3形成，光耦MOS管M2的S极接光耦MOS管M3的S极，光耦MOS管M2的D极作为外部硬件使能控制信号输出端，光耦MOS管M3的D极作为出外部硬件使能控制信号输入端。

进一步地，电容C8一端接三极管Q1的B极，电容C8另一端接地，电阻R15一端接三极管Q1的B极，电阻R15另一端接地，电容C7一端接三极管Q1的C极，电容C7另一端接地，电阻R18一端接正5V电压，电阻R18另一端接MOS管M1的G极，电阻R24一端接光耦U3中的发光二极管的正极，电阻R24另一端接光耦U3中的发光二极管的负极，电容C11一端接MOS管M1的G极，电容C11另一端接地，电阻R20一端接MOS管M1的G极，电阻R20另一端接地。

本实用新型的有益效果是：电池包电压经过分压电阻R2、分压电阻R4、分压电阻R7分压后经由电阻R6输入电压比较器U1的负端，该电压与电压比较器U1正端输入的参考电压VREF作比较，一旦电压比较器U1负端电压超过设定值，电压比较器U1输出翻转为低电平。

本实用新型既简单又安全而且成本低廉。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的基础电路原理图；

图2是本实用新型的拓展一电路原理图；

图3是本实用新型的拓展二电路原理图；

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，一种锂电池包二级硬件保护装置，包括分压电阻R2、分压电阻R4、分压电阻R7、电阻R6，电压比较器U1，所述分压电阻R2一端接电池包正极，所述分压电阻R2另一端串接分压电阻R4、分压电阻R7至电池包负端，电池包负端接地，电阻R6一端接在分压电阻R4、分压电阻R7之间，电阻R6另一端接电压比较器U1的负端，电压比较器U1的正端串接电阻R3后接至参考电压VREF，电压比较器U1的输出端输出控制信号。

电池包电压经过分压电阻R2、分压电阻R4、分压电阻R7分压后经由电阻R6输入电压比较器U1的负端，该电压与电压比较器U1正端输入的参考电压VREF作比较，一旦电压比较器U1负端电压超过设定值，电压比较器U1输出翻转为低电平。

进一步地，如图2所示，所述电压比较器U1的输出端串接电阻R5后接至光耦隔离器OP1中发光二极管的负极，电压比较器U1的电源由电源VREG供给，所述光耦隔离器OP1中发光二极管的正极串接电阻R1后接至电源VREG，二极管DS1的负极接光耦隔离器OP1中发光二极管的正极，二极管DS1的正极接光耦隔离器OP1中发光二极管的负极，光耦隔离器OP1中光耦三极管的C极输出控制信号。

电压比较器U1输出翻转为低电平后，经由电阻R5引发光耦隔离器OP1导通工作输出控制信号，进而实现了将电池包电压的过电压信号传递给控制侧。

电容C1一端接电源VREG，电容C1另一端接地，电容C2一端接电压比较器U1的正端，电容C2另一端接地，电容C3一端接光耦隔离器OP1中发光二极管的负极，电容C3另一端接地，电容C4一端接电压比较器U1的负端，电容C4另一端接地。

进一步地，如图3所示，光耦隔离器OP1中光耦三极管的C极串接电阻R12后接至三极管Q1的B极，三极管Q1的C极接至MOS管M1的G极，三极管Q1的E极接地；MOS管M1的S极接地，MOS管M1的D极接光耦U3中的发光二极管的负极，光耦U3中的发光二极管的正极串接电阻R17后接至正5V电压，光耦U3的输出端输出外部硬件使能控制信号。

光耦U3的输出端由光耦MOS管M2、光耦MOS管M3形成，光耦MOS管M2的S极接光耦MOS管M3的S极，光耦MOS管M2的D极作为外部硬件使能控制信号输出端，光耦MOS管M3的D极作为出外部硬件使能控制信号输入端。

电容C8一端接三极管Q1的B极，电容C8另一端接地，电阻R15一端接三极管Q1的B极，电阻R15另一端接地，电容C7一端接三极管Q1的C极，电容C7另一端接地，电阻R18一端接正5V电压，电阻R18另一端接MOS管M1的G极，电阻R24一端接光耦U3中的发光二极管的正极，电阻R24另一端接光耦U3中的发光二极管的负极，电容C11一端接MOS管M1的G极，电容C11另一端接地，电阻R20一端接MOS管M1的G极，电阻R20另一端接地。

光耦隔离器OP1导通后,经过电阻R12使三极管Q1导通，而后MOS管M1被关断，从而使光耦U3关闭，断开外部硬件使能控制信号，使外部的继电器断开，继而停止给电池包充电。

本实用新型既简单又安全而且成本低廉。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。