充电异常保护装置、电池包及车辆的制作方法

本技术涉及充电安全，尤其涉及一种充电异常保护装置、电池包及车辆。

背景技术：

1、当前充电桩给车辆充电时，其输出电压和电流只能依靠充电桩的控制稳定度和控制精度，以及控制响应时间。当车辆的电池包发现较长时间的充电桩输出电流异常时，唯一可以响应的方式是控制继电器断开进行保护，具体过程包括：霍尔电流传感器检测到异常(20ms)，电池管理系统(battery management system，bms)的微控制单元(microcontroller unit，mcu)接收到异常电流后计算并给出响应指令到接触器(20ms)，接触器断开(20-50ms)，总响应时间是百ms级别。此时充电桩的异常输出已经将电池包的保险烧断，且接触器在该情况下断开同样有接触器粘连的风险。这种瞬间产生的异常，将车辆保险或者接触器烧坏，整车厂无法及时抓到该异常，无法让充电桩赔偿，且用户抱怨严重，市场上多家整车厂均受此情况困惑。

2、因此，如何在充电过程中发生异常时，快速的进行保护响应成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种充电异常保护装置、电池包及车辆，用以解决现有技术中当发生充电桩输出异常时对电池保护的响应时间较长的缺陷。

2、本实用新型提供一种充电异常保护装置，其特征在于，包括：控制模块、开关模块和异常消耗模块；

3、所述控制模块的一端通过电芯与充电桩的正极相连，所述控制模块的另一端与所述充电桩的负极相连，所述充电桩、所述电芯和所述控制模块构成充电回路；

4、所述控制模块还与所述开关模块相连，所述开关模块的一端与所述充电桩的正极相连，所述开关模块的另一端通过所述异常消耗模块与所述充电桩的负极相连，所述开关模块、所述异常消耗模块和所述充电桩构成异常消耗回路；

5、所述充电回路用于通过所述充电桩为所述电芯充电，所述异常消耗回路用于在所述充电桩电流异常时消耗异常电流。

6、根据本实用新型提供的一种充电异常保护装置，所述控制模块包括：差分放大电路、转换放大电路、比较电路和隔离控制电路；

7、所述差分放大电路通过分流管与所述电芯相连，所述差分放大电路和所述转换放大电路分别与所述比较电路的输入端相连，所述比较电路的输出端通过隔离控制电路分别与所述开关模块和所述充电桩的负极相连；

8、所述差分放大电路用于输出实时电压，所述转换放大电路用于输出阈值电压，所述比较电路用于比较所述实时电压和所述阈值电压，所述隔离控制电路用于根据所述比较电路的输出信号控制所述开关模块的打开或闭合。

9、根据本实用新型提供的一种充电异常保护装置，所述转换放大电路包括：数模转换芯片和放大单元；

10、所述数模转换芯片通过所述放大单元与所述比较电路相连；

11、所述数模转换芯片将预设数字信号转化为预设模拟信号，所述放大单元用于将所述预设模拟信号放大至阈值信号。

12、根据本实用新型提供的一种充电异常保护装置，还包括报警模块；

13、所述报警模块与所述控制模块相连；

14、所述报警模块用于在所述控制模块启动所述异常消耗回路时发出异常报警提示。

15、根据本实用新型提供的一种充电异常保护装置，所述报警模块包括声光报警器；

16、所述声光报警器与所述控制模块相连，所述声光报警器用于在所述充电桩异常时发出声光报警提示。

17、根据本实用新型提供的一种充电异常保护装置，所述报警模块还包括通讯单元；

18、所述通讯单元与所述控制模块相连，所述通讯单元用于将所述充电桩的异常信息发送至车辆显示界面和/或用户终端。

19、根据本实用新型提供的一种充电异常保护装置，开关模块包括绝缘栅双极型晶体管高压开关。

20、根据本实用新型提供的一种充电异常保护装置，所述异常消耗模块包括：电阻矩阵：

21、所述电阻矩阵中的电阻之间通过串联或并联连接；

22、所述电阻矩阵用于消耗所述充电桩输出的异常电流。

23、本实用新型还提供一种电池包，所述电池包包括如上述任一项所述的充电异常保护装置。

24、本实用新型还保护一种车辆，所述车辆包括如上述所述的电池包。

25、本实用新型提供的一种充电异常保护装置、电池包及车辆，包括：控制模块、开关模块和异常消耗模块；控制模块的一端通过电芯与充电桩的正极相连，控制模块的另一端与充电桩的负极相连，充电桩、电芯和控制模块构成充电回路；控制模块还与开关模块相连，开关模块的一端与充电桩的正极相连，开关模块的另一端通过异常消耗模块与充电桩的负极相连，开关模块、异常消耗模块和充电桩构成异常消耗回路；充电回路用于通过充电桩为电芯充电，异常消耗回路用于在充电桩电流异常时消耗异常电流，通过控制模块在检测到充电桩输出的异常电流时，能够快速地启动开关模块通过异常消耗模块进行分流消耗，与常规的单纯切断继电器相比，响应时间更短，能够快速地完成对电池的保护。

技术特征：

1.一种充电异常保护装置，其特征在于，包括：控制模块、开关模块和异常消耗模块；

2.根据权利要求1所述的充电异常保护装置，其特征在于，所述控制模块包括：差分放大电路、转换放大电路、比较电路和隔离控制电路；

3.根据权利要求2所述的充电异常保护装置，其特征在于，所述转换放大电路包括：数模转换芯片和放大单元；

4.根据权利要求1所述的充电异常保护装置，其特征在于，还包括报警模块；

5.根据权利要求4所述的充电异常保护装置，其特征在于，所述报警模块包括声光报警器；

6.根据权利要求5所述的充电异常保护装置，其特征在于，所述报警模块还包括通讯单元；

7.根据权利要求1-6任一项所述的充电异常保护装置，其特征在于，开关模块包括绝缘栅双极型晶体管高压开关。

8.根据权利要求1-6任一项所述的充电异常保护装置，其特征在于，所述异常消耗模块包括：电阻矩阵：

9.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括如权利要求1-8任一项所述的充电异常保护装置。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求9所述的电池包。

技术总结
本技术提供一种充电异常保护装置、电池包及车辆，属于充电安全技术领域，包括：控制模块、开关模块和异常消耗模块；控制模块的一端通过电芯与充电桩的正极相连，控制模块的另一端与充电桩的负极相连，充电桩、电芯和控制模块构成充电回路；控制模块还与开关模块相连，开关模块的一端与充电桩的正极相连，开关模块的另一端通过异常消耗模块与充电桩的负极相连，开关模块、异常消耗模块和充电桩构成异常消耗回路；充电回路用于通过充电桩为电芯充电，异常消耗回路用于在充电桩电流异常时消耗异常电流，通过启动开关模块和异常消耗模块进行分流消耗，与常规的单纯切断继电器相比，响应时间更短，能够快速地完成对电池的保护。

技术研发人员：季晨宇,仇惠惠,华桢,闫兴起
受保护的技术使用者：章鱼博士智能技术（上海）有限公司
技术研发日：20230824
技术公布日：2024/5/10