一种蓄电池保护装置制造方法及图纸

技术编号:15790170 阅读:355 留言:0更新日期:2017-07-09 18:34
本实用新型专利技术公开了一种蓄电池保护装置,包括IGBT管、二极管、第一分压电阻单元、第二分压电阻单元、比较器和驱动电路,第一分压电阻单元和第二分压电阻单元串接于充电装置与地之间,比较器的第一输入端接入第一分压电阻单元与第二分压电阻单元之间,电压预设值接入比较器的第二输入端,比较器的输出端与驱动电路的输入端相接,驱动电路的第一输出端与IGBT管的门极相连,驱动电路的第二输出端与IGBT管的发射极相连;IGBT管的集电极与充电装置的正极相接,IGBT管的发射极还与蓄电池的正极相接;二极管的阳极与IGBT管的发射极相连,IGBT管的集电极、用电设备的一端均与二极管的阴极相连。本实用新型专利技术响应时间快,工作可靠,使用维护成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄电池保护装置
本技术属于电力系统保护及控制
,特别涉及一种蓄电池保护装置。
技术介绍
近年来新能源的发展,蓄电池作为一种新能源,可以用于作为储能动力源。对于蓄电池(特别是高压大功率锂电池)来说,在充放电过程中,保证蓄电池的寿命、性能、成本和安全性是蓄电池使用过程中的核心问题。蓄电池作为动力电池时,在蓄电池前端会连有用于对蓄电池充电的充电装置,目前采用的大功率充电装置都采用非隔离电源,一旦蓄电池充电装置失效,输入端的高压电源会直接接到蓄电池上,导致蓄电池及相关器件损坏,影响蓄电池的安全及增加维护成本。为了保护蓄电池,设计了蓄电池保护装置。如图1所示,现有的蓄电池保护装置包括接触器KM、熔断器FU和电池管理系统7,接触器KM的常开触点和熔断器FU串接在充电装置5的正极与蓄电池6的正极之间,充电装置5的负极和蓄电池6的负极均接地,电池管理系统7的数据采集端与蓄电池6相接,接触器的线圈两端与电池管理系统7的输出端相接。用电设备9的一端接入充电装置5与蓄电池6之间,用电设备9的另一端接地。现有蓄电池保护装置的工作过程如下:当电池管理系统7开始工作时,电池管理系统7控制接触器KM的线圈得电,从而接触器KM的常开触点得电闭合,蓄电池6开始充电或放电工作。在蓄电池6的充放电过程中,若电池管理系统7检测到蓄电池6存在充电过压、放电欠压、充电过流或放电过流现象,电池管理系统7控制接触器KM的线圈失电,从而接触器KM的常开触点失电断开,蓄电池6停止充电或放电工作。同时,在蓄电池6充放电过程中,若存在充电过流或放电过流现象,则熔断器FU损坏,电路断开,蓄电池6停止充电或放电工作。当需要检修时,将电池管理系统7断电,从而接触器KM的线圈失电,接触器KM的常开触点失电断开,将充电装置5与蓄电池6断开,方便进行安全操作。现有的蓄电池保护装置由于需要依靠接触器KM,而接触器KM的响应时间较慢(在高压、大电流情况下,接触器KM的响应时间在1S左右),因而可能出现保护不及时或者不能保护的情况,导致蓄电池6或其它电气器件损坏。同时,由于充电过流、放电过流均依靠熔断器FU进行保护,熔断器FU损坏更换率高,增加了维护成本。
技术实现思路
现有的蓄电池保护装置依靠接触器和熔断器进行充放电保护,响应时间较慢并可能会烧坏蓄电池和电气器件,维护使用成本高。本技术的目的在于,针对上述现有技术的不足,提供一种蓄电池保护装置,响应时间快,工作可靠,使用维护成本低。为解决上述技术问题,本技术所采用的技术方案是:一种蓄电池保护装置,其结构特点是包括IGBT管、二极管、第一分压电阻单元、第二分压电阻单元、比较器和驱动电路,第一分压电阻单元和第二分压电阻单元串接于充电装置与地之间,比较器的第一输入端接入第一分压电阻单元与第二分压电阻单元之间,电压预设值接入比较器的第二输入端,比较器的输出端与驱动电路的输入端相接,驱动电路的第一输出端与IGBT管的门极相连,驱动电路的第二输出端与IGBT管的发射极相连;IGBT管的集电极与充电装置的正极相接,IGBT管的发射极还与蓄电池的正极相接;二极管的阳极与IGBT管的发射极相连,IGBT管的集电极、用电设备的一端均与二极管的阴极相连,用电设备的另一端、蓄电池的负极、充电装置的负极均接地。借由上述结构,将充电装置的输出电压利用第一分压电阻单元和第二分压电阻单元进行分压,比较器进行分压电阻采样,比较器将采样电压值和电压预设值进行比较后,若采样电压值大于电压预设值,则比较器输出激励信号至驱动电路,由驱动电路关断IGBT管(没有充电过压时IGBT管处于开通状态),从而断开充电装置与蓄电池之间的回路,保护蓄电池不受损坏。同时,在充电电流没有很大增加的时候,IGBT管即快速切断了充电装置与蓄电池的连接。本技术IGBT管的开关动作响应快(现有技术响应时间在1S左右,本技术响应时间在20ms左右),可重复使用,保护次数无限制,工作可靠,使用维护成本低。进一步地,还包括接于IGBT管发射极与蓄电池正极之间的熔断器。熔断器可以对放电时的过流故障进行保护。由于熔断器仅需要进行放电过流保护,而现有技术依靠熔断器对充电过流和放电过流两个进程进行保护,因而相较于现有技术,本技术在整体上降低了熔断器的损坏更换率,降低了维护成本。进一步地,还包括电池管理系统和接触器,接触器的常开触点接于IGBT管发射极与蓄电池正极之间,接触器的线圈两端均与电池管理系统的输出端相接,电池管理系统的数据采集端与蓄电池相接。当电池管理系统开始工作时,电池管理系统控制接触器的线圈得电,从而接触器的常开触点得电闭合,蓄电池开始充电或放电工作。在蓄电池的充放电过程中,若电池管理系统检测到蓄电池存在放电欠压、充电过流或放电过流现象,电池管理系统控制接触器的线圈失电,从而接触器的常开触点失电断开,蓄电池停止充电或放电工作。当需要检修时,将电池管理系统断电,从而接触器的线圈失电,接触器的常开触点失电断开,将充电装置与蓄电池断开,方便进行安全操作。在本技术中,利用电池管理系统检测充电过压、充电过流、放电过压、放电过流等故障现象,利用电池管理系统控制接触器线圈得失电均属于现有技术。进一步地,还包括电池管理系统和接触器,熔断器与接触器的常开触点串接于IGBT管发射极与蓄电池正极之间,接触器的线圈两端均与电池管理系统的输出端相接,电池管理系统的数据采集端与蓄电池相接。进一步地,还包括信号隔离器,比较器的输出端通过信号隔离器与驱动电路的输入端相连。为了保证使用安全性,设置信号隔离器对高压信号进行隔离。作为一种优选方式,所述信号隔离器为光耦隔离器。与现有技术相比,本技术响应时间快,工作可靠,使用维护成本低。附图说明图1为现有技术中蓄电池保护装置的结构示意图。图2为本技术蓄电池保护装置的结构示意图。其中,1为第一分压电阻单元,2为第二分压电阻单元,3为比较器,4为驱动电路,5为充电装置,6为蓄电池,7为电池管理系统,8为信号隔离器,9为用电设备,D为二极管,Q为IGBT管,FU为熔断器,KM为接触器,R1为第一电阻,R2为第二电阻,R3为第三电阻。具体实施方式如图2所示,本技术的一实施例包括IGBT管Q、二极管D、第一分压电阻单元1、第二分压电阻单元2、比较器3和驱动电路4,第一分压电阻单元1和第二分压电阻单元2串接于充电装置5与地之间,比较器3的第一输入端接入第一分压电阻单元1与第二分压电阻单元2之间,电压预设值接入比较器3的第二输入端,比较器3的输出端与驱动电路4的输入端相接,驱动电路4的第一输出端与IGBT管Q的门极相连,驱动电路4的第二输出端与IGBT管Q的发射极相连;IGBT管Q的集电极与充电装置5的正极相接,IGBT管Q的发射极还与蓄电池6的正极相接;二极管D的阳极与IGBT管Q的发射极相连,IGBT管Q的集电极、用电设备9的一端均与二极管D的阴极相连,用电设备9的另一端、蓄电池6的负极、充电装置5的负极均接地。第一电阻R1和第二电阻R2串接成第一分压电阻单元1,第二分压电阻单元2为第三电阻R3,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3串接在充电装置5与地之间。本技术还包括接于IGBT管Q发射极与蓄电池6正极之间的熔断器FU。本本文档来自技高网
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一种蓄电池保护装置

【技术保护点】
一种蓄电池保护装置,其特征在于,包括IGBT管(Q)、二极管(D)、第一分压电阻单元(1)、第二分压电阻单元(2)、比较器(3)和驱动电路(4),第一分压电阻单元(1)和第二分压电阻单元(2)串接于充电装置(5)与地之间,比较器(3)的第一输入端接入第一分压电阻单元(1)与第二分压电阻单元(2)之间,电压预设值接入比较器(3)的第二输入端,比较器(3)的输出端与驱动电路(4)的输入端相接,驱动电路(4)的第一输出端与IGBT管(Q)的门极相连,驱动电路(4)的第二输出端与IGBT管(Q)的发射极相连;IGBT管(Q)的集电极与充电装置(5)的正极相接,IGBT管(Q)的发射极还与蓄电池(6)的正极相接;二极管(D)的阳极与IGBT管(Q)的发射极相连,IGBT管(Q)的集电极、用电设备(9)的一端均与二极管(D)的阴极相连,用电设备(9)的另一端、蓄电池(6)的负极、充电装置(5)的负极均接地。

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池保护装置,其特征在于,包括IGBT管(Q)、二极管(D)、第一分压电阻单元(1)、第二分压电阻单元(2)、比较器(3)和驱动电路(4),第一分压电阻单元(1)和第二分压电阻单元(2)串接于充电装置(5)与地之间,比较器(3)的第一输入端接入第一分压电阻单元(1)与第二分压电阻单元(2)之间,电压预设值接入比较器(3)的第二输入端,比较器(3)的输出端与驱动电路(4)的输入端相接,驱动电路(4)的第一输出端与IGBT管(Q)的门极相连,驱动电路(4)的第二输出端与IGBT管(Q)的发射极相连;IGBT管(Q)的集电极与充电装置(5)的正极相接,IGBT管(Q)的发射极还与蓄电池(6)的正极相接;二极管(D)的阳极与IGBT管(Q)的发射极相连,IGBT管(Q)的集电极、用电设备(9)的一端均与二极管(D)的阴极相连,用电设备(9)的另一端、蓄电池(6)的负极、充电装置(5)的负极均接地。2.如权利要求1所述的蓄电池保护装置,其特征在于,还包括接于...

【专利技术属性】
技术研发人员:马齐林曾建强甘兴戴维兰搏吴京平
申请(专利权)人:北京北交思远科技发展有限公司
类型:新型
国别省市:北京,11

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