本技术涉及电池保护,具体涉及一种铅酸电池保护电路及铅酸电池。
背景技术:
1、现有电动车主要采用铅酸电池,部分采用锂电池,锂电池管理单元bms(即batterymanagement system的缩写),其主要功能是检测锂电池在充放电等使用过程中的电压、电流、温度、容量、甚至其他环境参数在安全范围内,对电池进行保护,而铅酸电池仅能通过对其单独的电压或者电流检测,没有形成类似锂电池管理单元bms的保护效果,保护效果不佳,极易造成保护误判的情况。
2、目前的电动车控制器中会安装有大容量电容,由于电容的充电效应,当电容接通的瞬间会产生非常大的电流,这样会导致保护电路误判放电工作状态,极易造成控制器损坏。另外,如果直接接通负载由于电容的充电会瞬间产生很大的电流导致超过过流或短路保护值,导致误判过流或短路保护状态,因此亟需一种铅酸电池保护电路,以克服铅酸电池保护板误判的缺陷。
技术实现思路
1、有鉴于此,本实用新型提供了一种铅酸电池保护电路及铅酸电池,以解决铅酸电池保护板对负载的过流或短路保护误判的问题。
2、第一方面,本实用新型提供了一种铅酸电池保护电路,保护电路包括:主控单元、充电开关、预放支路和主放电开关;
3、充电开关、预放支路和主放电开关并联连接;
4、充电开关的第一端和主控单元的第一端均连接外接电源的正极,主控单元的第二端连接外接电源的负极,充电开关的第二端连接主控单元的第三端;
5、预放支路的第一端和主放电开关的第一端均连接外接电源的正极,预放支路的第二端和主放电开关的第二端均连接负载的正极;预放支路的第四端连接主控单元的第三端;主放电开关的第三端连接主控单元的第五端;
6、当主控单元检测到充电异常或放电异常时,充电开关用于断开后切断输入,放电开关用于断开后切断输出;当主控单元检测到负载从关闭到开启时,预放支路用于为负载充电至预设电压后主控单元控制主放电开关打开。
7、本实用新型提供的铅酸电池保护电路,通过充电开关、预放支路和主放电开关并联连接,当主控单元检测到充电异常或放电异常时,充电开关用于断开后切断输入,放电开关用于断开后切断输出;当主控单元检测到负载从关闭到开启时,预放支路用于为负载充电至预设电压后主控单元控制主放电开关打开,再为负载充电,这时与负载连接的外部控制器中电容的充电不会顺时产生很大的电流导致超过过流或短路保护值,从而防止保护电路对负载过流或短路保护的误判。
8、在一种可选的实施方式中,预放支路包括预放电开关和预放电电阻,预放电开关的第一端作为预放支路的第一端,预放电开关的第一端连接外接电源的正极;预放电开关的第二端连接预放电电阻的第一端,预放电电阻的第二端连接负载的正极。
9、本实用新型提供的铅酸电池保护电路,预放支路通过预放电开关和预放电电阻实现,当放电时预先打开放电开关通过预放电阻限制放电电流,将负载充电到预设电压后再打开主放电开关,这时与负载连接的外部控制器中电容的充电不会顺时产生很大的电流导致超过过流或短路保护值,从而防止保护电路对负载过流或短路保护的误判。
10、在一种可选的实施方式中,主控单元包括第一检测接口,保护电路还包括dc/dc模块和设置在dc/dc模块与主控单元之间的第一连接端子;
11、dc/dc模块的第一端连接外接电源的正极,dc/dc模块的第二端连接第一连接端子的第一端,第一连接端子的第二端连接负载的正极,第一连接端子的第三端连接第一检测接口;
12、当第一检测接口接入第一连接端子时,dc/dc模块用于将外接电源的高电压转换为负载所需的低电压。
13、本实用新型提供的铅酸电池保护电路,通过dc/dc模块,将外接电源高电压转换成负载所需的低电压,使得转化后的低电压满足负载的外部控制器的电压需要,将dc/dc模块集成到保护电路中,可以让主控单元省去添加模块的空间和用于散热的部分,解决了高压转低压的模块占用主控单元空间,且比不利于散热的问题。
14、在一种可选的实施方式中,主控单元还包括第一一线通接口和第二检测接口,保护电路还包括设置在充电开关和主控单元之间的第二连接端子;
15、第二连接端子的第一端连接所述充电开关的第二端,第二连接端子的第二端连接第一一线通接口,第二连接端子的第三端连接第二检测接口,第二检测接口作为主控单元的第三端。
16、本实用新型提供的铅酸电池保护电路,通过第一一线通接口可以将电池的状态信息实时传给第二连接端子,一旦发现异常第二连接端子会主动切断充电,从而大大减小事故发生的概率。
17、在一种可选的实施方式中,主控单元还包括第三检测接口,保护电路还包括放电接口;
18、放电接口的第一端连接负载的正极,放电接口的第二端连接负载的负极,放电接口的第三端连接第三检测接口。
19、本实用新型提供的铅酸电池保护电路,通过设置的放电接口与用电设备等负载连接,使得铅酸电池保护电路与负载的连接更加便捷,且主控单元与放电接口连接,实时监控放电接口的工作状态,对负载实时进行保护。
20、在一种可选的实施方式中,主控单元还包括短路恢复接口、第二一线通接口和主输出使能接口,保护电路还包括第三连接端子;
21、第三连接端子的第一端连接短路恢复接口,第三连接端子的第二端连接第二一线通接口,第三连接端子的第三端连接主输出使能接口,第三连接端子的第四端连接外接电源的负极和负载的负极。
22、本实用新型提供的铅酸电池保护电路,当保护电路触发短路保护后可通过短路恢复接口清除保护状态,快速使得电池恢复到工作状态,方便快捷。通过第二一线通接口可以为主控单元提供铅酸电池的电压、电流、温度和开关状态等多种信息,主控单元可以实时检测铅酸电池,提供安全稳定的电池放电控制。铅酸电池可以通过主输出使能接口接收主控单元的控制信号,从而可以控制负载接入的开关状态。
23、在一种可选的实施方式中,主控单元还包括用于温度传感器接口,保护电路还包括第四连接端子;
24、第四连接端子连接温度传感器接口。
25、本实用新型提供的铅酸电池保护电路,通过主控单元上的温度传感器接口连接外部的温度传感器,可以实时检测铅酸电池的温度并进行相应的温度保护。
26、在一种可选的实施方式中,保护电路还包括电流传感器;
27、电流传感器的第一端分别连接外接电源的负极,电流传感器的第二端连接负载的负极,电流传感器的第三端连接主控单元的第五端。
28、本实用新型提供的铅酸电池保护电路,通过电流传感器采集电池组的电流信号,从而判断过流、短路等故障,实时检测铅酸电池中的电流大小,为主控单元提供电流控制和电能计量的电流值。
29、第二方面,本实用新型提供了一种铅酸电池,包括蓄电池组以及上述第一方面或其对应的任一实施方式的铅酸电池保护电路;
30、铅酸电池组,即上述第一方面的外接电源,所述铅酸电池组由多个串联的铅酸电池组成,所述铅酸电池组与所述的铅酸电池保护电路的供电端连接,所述铅酸电池组用于为所述铅酸电池保护电路及负载供电,或由负载侧的电源对其进行充电。
31、本实用新型提供的铅酸电池,通过铅酸电池保护电路,防止主控单元误判充放电状态,解决了铅酸电池保护板误判的问题。