电池管理系统防打火电路及电池组的制作方法

1.本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种电池管理系统防打火电路及电池组。


背景技术：

2.随着电池电源技术的发展，电池的容量、安全性、健康状态与续航能力日益成为关注重点，电池管理系统(bms)是对电池进行监控与控制的系统，将采集的电池信息实时反馈给用户，同时根据采集的信息调节参数，充分发挥电池的性能，bms电池系统俗称之为电池保姆或电池管家，其能智能化管理及维护电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命。
3.目前市场上的电池管理系统中电池包输出在连接负载时，由于负载通常都接有较大的负载电容，在插拔电源连接器时会导致瞬间通过大电流出现“打火”现象，容易导致连接器烧蚀，长时间容易导致插头接触不良等故障，减少连接器的使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种电池管理系统防打火电路，旨在解决电池管理系统连接负载出现打火现象的问题。
5.本实用新型是这样实现的，一种电池管理系统防打火电路，包括：
6.电压检测模块，与电池包对外接口的负极端连接，用于检测负极端的电压信号；
7.负载检测模块，输入端与电压检测模块的输出端连接；
8.充放电控制模块，输入端与负载检测模块的输出端连接，输出端与电池管理系统的负极主回路连接，用于控制电池管理系统的负极关断。
9.更进一步地，负载检测模块包括第一电阻和第一三极管；
10.第一电阻的一端连接第一电压端，另一端与第一三极管的集电极连接；
11.第一三极管的集电极还与充放电控制模块的输入端连接，发射极接地，基极与电压检测模块的输出端连接。
12.更进一步地，电压检测模块包括第二电阻，第二电阻的一端与第一三极管的基极连接，另一端与负极端连接。
13.更进一步地，电压检测模块还包括稳压二极管，稳压二极管的阳极与第一三极管的基极连接，阴极与第二电阻的一端连接。
14.更进一步地，充放电控制模块包括控制芯片、充电控制开关管和放电控制开关管；
15.充电控制开关管和放电控制开关管设置于电池管理系统的负极主回路上，控制芯片的第一路控制信号端与充电控制开关管的控制端连接，控制芯片的第二路控制信号端与放电控制开关管的控制端连接。
16.更进一步地，充放电控制模块还包括第一开关管驱动模组和第二开关管驱动模组；
17.第一开关管驱动模组的输入端与第一路控制信号端连接，输出端与充电控制开关管的控制端连接；
18.第二开关管驱动模组的输入端与第二路控制信号端连接，输出端与放电控制开关管的控制端连接。
19.第二方面，本申请还提供一种电池组，电池组包括如上述的电池管理系统防打火电路。
20.本实用新型实施例由于通过电压检测模块检测电池包对外接口的负极端的电压信号，电池包对外接口与外部设备连接时其负极端的电压发生变化，负载检测模块接收电压检测模块检测到的电压信号并输出至充放电控制模块的输入端，充放电控制模块与电池包的电池管理系统的正负极回路连接，用于根据负载检测模块的输出信号控制电池管理系统的负极关断，在确认电池包对外接口与外部设备连接后才对外部设备进行充放电，不会出现打火现象，避免电池包连接负载时的瞬时大电流出现打火现象烧蚀电池包对外接口甚至损坏电池包和外部设备，保护电路各元器件和设备。
附图说明
21.图1是本实用新型提供的电池管理系统防打火电路的模块示意图；
22.图2是本实用新型提供的电池管理系统防打火电路一个实施例的具体电路结构示意图；
23.图3是本实用新型提供的电池管理系统防打火电路另一个实施例的具体电路结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.本申请通过电压检测模块检测电池包对外接口的负极端的电压信号，电池包对外接口与外部设备连接时其负极端的电压发生变化，负载检测模块接收电压检测模块检测到的电压信号并输出至充放电控制模块的输入端，充放电控制模块与电池包的电池管理系统的正负极回路连接，用于根据负载检测模块的输出信号控制电池管理系统的负极关断，在确认电池包对外接口与外部设备连接后才对外部设备进行充放电，不会出现打火现象，避免电池包连接负载时的瞬时大电流出现打火现象烧蚀电池包对外接口甚至损坏电池包和外部设备，保护电路各元器件和设备。
26.实施例一
27.在一些可选实施例中，请参阅图1，图1是本申请一个实施例电池管理系统防打火电路的模块方框示意图。
28.如图1所示，本申请提供一种电池管理系统防打火电路，包括电压检测模块1、负载检测模块2和充放电控制模块3。
29.电压检测模块1与电池包对外接口的负极端p
‑
连接，用于检测负极端p
‑ꢀ
的电压信号；负载检测模块2的输入端与电压检测模块1的输出端连接；充放电控制模块3的输入端与
负载检测模块2的输出端连接，充放电控制模块3的输出端与电池管理系统的负极主回路连接，用于控制电池管理系统的负极关断。
30.在实施时，在实施时，电池管理系统的正负极回路包括正极主回路和负极主回路，其中，正极主回路与电池的正极b+连接，负极主回路与电池的负极 b
‑
连接，且电池管理系统电池包输出保护采用的是负极关断方式，充放电控制模块3可以控制电池管理系统的负极主回路的导通和关断，例如在负极主回路中接入三极管或者场效应管，通过控制三极管或者场效应管的导通和关断以实现控制负极主回路的导通和关断。在实施时，电池包对外接口用于与外部设备进行连接，例如电池包对外接口采用usb接口，其能与连接器连接进行充电，或者与外部用电设备连接进行放电，电池包对外接口包括正极端p+和负极端 p
‑
，电压检测模块1与电池包对外接口的负极端p
‑
连接，用于检测负极端p
‑
的电压信号，负载检测模块2连接电压检测模块1和充放电控制模块3，用于根据电压检测模块1检测到的电压信号输出预设电压信号至充放电控制模块3，使得充放电控制模块3可以根据该预设电压信号判断是否接入负载，例如当没有接入负载时，由于电池管理系统的负极关断，此时负极端p
‑
的电压信号为低电平，则负载检测模块2根据该低电平电压信号输出预设电压信号为低电平，充放电控制模块3根据预设电压信号为低电平判断负载没有接入，继续维持负极关断，而当接入负载时，由于电池管理系统的负极关断，不会出现打火现象，此时负极端p
‑
的电压信号被负载拉高为高电平，则负载检测模块2根据该高电平电压信号输出预设电压信号为高电平，充放电控制模块3根据预设电压信号为高电平判断负载接入，开启负极关断并保持给负载供电，不会出现打火现象。
31.本申请通过电压检测模块1检测电池包对外接口的负极端p
‑
的电压信号，电池包对外接口与外部设备连接时其负极端p
‑
的电压发生变化，负载检测模块 2接收电压检测模块1检测到的电压信号并输出至充放电控制模块3的信号输入端vin，充放电控制模块3与电池包的电池管理系统的正负极回路连接，用于根据负载检测模块2的输出信号控制电池管理系统的负极关断，在确认电池包对外接口与外部设备连接后才对外部设备进行充放电，不会出现打火现象，避免电池包连接负载时的瞬时大电流出现打火现象烧蚀电池包对外接口甚至损坏电池包和外部设备，保护电路各元器件和设备。
32.实施例二
33.在一些可选实施例中，请参阅图2，图2是本申请电池管理系统防打火电路一个实施例的具体电路结构示意图。
34.如图2所示，负载检测模块2包括第一电阻r1和第一三极管q1，第一电阻r1的一端连接第一电压端vcc，第一电阻r1的另一端与第一三极管q1的集电极连接，第一三极管q1的集电极还与充放电控制模块3的输入端连接，第一三极管q1的发射极接地，第一三极管q1的基极与电压检测模块1的输出端连接。
35.在实施时，充放电控制模块3的输入端为信号输入端vin，第一电压端vcc 输出的是电路的工作电压，当电压检测模块1的输出端输出低电平时，第一三极管q1的基极为低电平，第一三极管q1截止，第一电压端vcc输出高电平至充放电控制模块3的信号输入端vin，而当电压检测模块1的输出端输出高电平时，第一三极管q1的基极为高电平，第一三极管q1导通，充放电控制模块3的信号输入端vin接地。
36.在一些实施例中，电压检测模块1包括第二电阻r2，第二电阻r2的一端与第一三极
管q1的基极连接，第二电阻r2的另一端与负极端p
‑
连接。
37.在实施时，电池管理系统的负极关断，若没有接入负载rl，则负极端p
‑ꢀ
为低电平，使得第一三极管q1的基极为低电平，第一三极管q1截止，第一电压端vcc输出高电平至充放电控制模块3，充放电控制模块3判断负载rl没有接入，控制保持负极关断；而当接入负载rl时，由于负极关断不会与负载 rl之间产生大电流，所以不会出现打火现象，此时负极端p
‑
的电压信号被负载rl电容和电阻拉高为高电平，即第一三极管q1的基极为高电平，第一三极管q1导通，充放电控制模块3的信号输入端vin接地为低电平，充放电控制模块3检测到负载rl接入开启负极关断，并保持给负载rl供电，不会出现打火现象。
38.实施例三
39.在一些可选实施例中，请参阅图3，图3是本申请电池管理系统防打火电路另一个实施例的具体电路结构示意图。
40.如图3所示，电压检测模块1还包括稳压二极管d1，稳压二极管d1的阳极与第一三极管q1的基极连接，稳压二极管d1的阴极与第二电阻r2的一端连接。
41.在实施时，通过在第二电阻r2和第一三极管q1的基极之间设置稳压二极管d1，能有效防止接入负载rl时产生的瞬时大电压或者瞬时大电流损坏三极管或者其他元器件，保护电路。
42.实施例四
43.在一些可选实施例中，充放电控制模块3包括控制芯片mcu、充电控制开关管m1和放电控制开关管m2，充电控制开关管m1和放电控制开关管m2设置于电池管理系统的负极主回路上，控制芯片mcu的第一路控制信号端与充电控制开关管m1的控制端连接，控制芯片mcu的第二路控制信号端与放电控制开关管m2的控制端连接。
44.在实施时，充电控制开关管m1和放电控制开关管m2可以采用三极管或者mos(metal
‑
oxide
‑
semiconductor，金属
‑
氧化物
‑
半导体晶体管)管，以充电控制开关管m1和放电控制开关管m2为n型mos管为了，充电控制开关管m1的源极与电池的负极b
‑
连接，充电控制开关管m1的栅极与控制芯片 mcu的第一路控制信号端连接，充电控制开关管m1的漏极与放电控制开关管 m2的漏极连接，放电控制开关管m2的栅极与控制芯片mcu的第二路控制信号端连接，放电控制开关管m2的源极与负极端p
‑
连接。通过控制芯片mcu 控制充电控制开关管m1和放电控制开关管m2的导通和关断实现电池管理系统电池包输出保护的负极关断。
45.实施例五
46.在一些实施例中，充放电控制模块3还包括第一开关管驱动模组和第二开关管驱动模组，第一开关管驱动模组的输入端与第一路控制信号端连接，第一开关管驱动模组的输出端与充电控制开关管m1的控制端连接，第二开关管驱动模组的输入端与第二路控制信号端连接，第二开关管驱动模组的输出端与放电控制开关管m2的控制端连接。第一开关管驱动模组和第二开关管驱动模组采用开关管的驱动控制电路，控制芯片mcu分别输出控制信号至第一开关管驱动模组和第二开关管驱动模组，进而由第一开关管驱动模组和第二开关管驱动模组分别输出驱动信号至充电控制开关管m1和放电控制开关管m2，以控制充电控制开关管m1和放电控制开关管m2的导通和关断。
47.实施例六
48.在一些可选实施例中，本申请还提供一种电池组，电池组包括如上述的电池管理
系统防打火电路。
49.在实施时，电池组包括多个串联或并联的电池包，通过电压检测模块1检测电池包对外接口的负极端的电压信号，电池包对外接口与外部设备连接时其负极端的电压发生变化，负载检测模块2接收电压检测模块1检测到的电压信号并输出至充放电控制模块3的信号输入端，充放电控制模块3与电池包的电池管理系统的正负极回路连接，用于根据负载检测模块2的输出信号控制电池管理系统的负极关断，在确认电池包对外接口与外部设备连接后才对外部设备进行充放电，不会出现打火现象，避免电池包连接负载rl时的瞬时大电流出现打火现象烧蚀电池包对外接口甚至损坏电池包和外部设备，保护电路各元器件和设备。
50.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。