一种动力电池被动均衡硬件保护电路制造技术

本实用新型专利技术涉及动力电池技术领域。目的是提供一种动力电池被动均衡硬件保护电路，包括电芯V1，所述电芯V1负极接地，其正极分别与稳压管D1负极、电阻R1一端、MOS管Q1源极连接；所述稳压管D1正极与三极管Q2基极连接，所述电阻R1另一端分别与MOS管Q1栅极以及控制电阻R2一端连接，所述控制电阻R2另一端与三极管Q2集电极连接，所述三极管Q2发射极与开关S1一端连接，所述开关S1另一端接地；所述MOS管Q1漏极与均衡放电电阻R3一端连接，所述均衡放电电阻R3另一端接地。本实用新型专利技术的保护电路具可靠性高、选型容易的优点。

A passive balanced hardware protection circuit for power battery

The utility model relates to the technical field of power battery. The purpose is to provide a battery passive equalization hardware protection circuit, which comprises an electric core V1, the core of V1 cathode grounding, the cathode anode, respectively D1 R1 and MOS Q1 tube end resistance source is connected with a voltage stabilizing pipe; the voltage regulator tube D1 cathode and the base electrode of the triode Q2 is connected, the resistance of R1 the other end is connected with the MOS tube Q1 and control gate resistance R2 end, the control resistance R2 and the other end of the collector of the triode Q2 is connected, the emitter of the triode Q2 is connected with the switch S1 at one end, the other end of the grounding switch S1; the MOS Q1 tube drain connection and equilibrium discharge resistance R3 at one end, the other end R3 equilibrium discharge resistance grounding. The protective circuit of the utility model has the advantages of high reliability and easy selection.

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池被动均衡硬件保护电路
本技术涉及动力电池
,具体涉及一种动力电池被动均衡硬件保护电路。
技术介绍
电池管理系统(BMS)一般分为主板和从板。从板负责电池单体电压和温度的采集和均衡功能的执行；主板主要功能为收集从板的采样数据，通过算法计算出电池SOC，发出均衡开启或者关断命令等。被动均衡因其电路简单，成本低，是目前国内电动汽车中应用最广的均衡方式。被动均衡原理为：采样芯片通过均衡控制管脚输出高低电平，驱动MOS管导通，从而使某串电芯对其外部负载(从板上的均衡电阻)进行放电，使该串电芯电压得以降低。因该方式只能对串联单体中电压高者放电而不能对电压低者充电，故称之被动均衡。被动均衡的一个风险点在于如果控制MOS管导通的电路失效，则该MOS管异常导通，电芯将一直对外放电，直到该串电芯电压降至MOS管的开启电压，则该电芯所在的电池模组可能因过放而报废，造成巨大经济损失。目前对于均衡失效的硬件保护一般采用在放电电阻上串联3颗二极管的方式，但该方式存在成本较高，保护电压低，占用电路板体积大和失效可能性较大的隐患。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种动力电池被动均衡硬件保护电路，该保护电路具可靠性高、选型容易的优点。为实现上述专利技术目的，本技术所采用的技术方案是：一种动力电池被动均衡硬件保护电路，包括电芯V1，所述电芯V1负极接地，其正极分别与稳压管D1负极、电阻R1一端、MOS管Q1源极连接；所述稳压管D1正极与三极管Q2基极连接，所述电阻R1另一端分别与MOS管Q1栅极以及控制电阻R2一端连接，所述控制电阻R2另一端与三极管Q2集电极连接，所述三极管Q2发射极与开关S1一端连接，所述开关S1另一端接地；所述MOS管Q1漏极与均衡放电电阻R3一端连接，所述均衡放电电阻R3另一端接地。优选的，所述稳压管D1采用型号为BZX84-B2V7的稳压管。优选的，所述三极管Q2采用型号为MUN2234T1G的NPN三极管。优选的，所述MOS管Q1采用型号为NVTR4502PT1G的P-MOS管。优选的，所述开关S1采用继电器或三极管。优选的，所述稳压管D1和三极管Q2皆采用SOT-23封装。本技术具有以下有益效果：在本技术的技术方案中，由于采用稳压管D1和三极管Q2的组合方式，替代常规的串联三个及以上二极管的方案，因汽车级的三极管和稳压管种类多，在选型时可以选择不同导通压降值以满足不同电芯的保护电压值，选型容易，使得公司的元器件通用化更高，进而降低元器件成本。并且稳压管D1和三极管Q2可选用SOT-23封装，使得元器件封装小，能够有效减小PCB板尺寸，不仅节省成本，还使得PCB板在电池包内布局更方便。且只有电芯V1电压高于稳压管D1和三极管Q2导通电压之和，并且开关S1闭合的情况下，MOS管Q1才会导通，电芯V1才会通过放电电阻R3进行放电，实现被动均衡功能。即使开关S1异常导通，MOS管Q1也会在电芯V1电压降至稳压管D1和三极管Q2导通电压之和时才会自动断开，从而实现被动均衡保护功能。极大的提高了被动均衡电路的可靠性。附图说明图1为被动均衡电路图；图2为包含保护电路的被动均衡电路图。具体实施方式电动汽车电池包是由几十到上百个动力锂电池电芯串联而成，为了保证每个电芯的电压一致，一般会在每个电芯上并联一个被动均衡电路。本实施例以单体电芯为例，结合图1所示的被动均衡电路，所述被动均衡电路包括电芯V1，所述电芯V1负极接地，正极与R1一端连接，以及与MOS管Q1源极连接；所述电阻R1另一端分别与MOS管Q1栅极以及均衡控制电阻R2一端连接；所述均衡控制电阻R2另一端与开关S1一端连接，所述开关S1另一端接地；所述MOS管Q1漏极与均衡放电电阻R3一端连接，所述均衡放电电阻R3另一端接地。其中，所述电阻R1为MOS管Q1源极栅极之间的极间电阻，用于极间电容充电，确保MOS管Q1处于确定状态。所述栅极保护电阻R2的作用是防止MOS管Q1开启时栅极短路到地，瞬时电流过大。所述均衡放电电阻R3的作用是使电芯V1对其进行放电，使电芯V1电压得以降低。所述开关S1模拟的是采样芯片的均衡开启功能，开关S1可以采用继电器或三极管，当测得电芯V1的电压高于其他电芯时，开关S1会接收到闭合指令而闭合，使得MOS管Q1导通，进而使得电芯V1对放电电阻R3进行放电；当电芯V1电压正常时，开关S1接收到断开指令而断开，MOS管Q1断开，电芯V1停止放电。所述MOS管Q1可采用P-MOS管或N-MOS管，本技术只例举了P-MOS的电路图以及实施例，但N-MOS管与本技术是原理一样。所述开关S1闭合时，MOS管Q1导通，单体电芯V1通过放电电阻R3放电，从而实现被动均衡功能。如果S1在异常情况下开启并保持导通，则单体电芯V1将一直放电至MOS管Q1的开启电压，MOS管Q1的开启电压一般为2V，会造成单体电芯V1过放或者均衡电路烧毁，严重影响系统可靠性。本技术中MOS管Q1采用型号为NVTR4502PT1G的P-MOS管。如图2所示，本技术提供的保护电路，与常规的在放电电阻上串联三颗及以上二极管的方式不同，本技术在无保护电路的被动均衡电路中增加了稳压管D1和三极管Q2。所述稳压管D1负极与电芯V1正极连接，其正极与三极管Q2基极连接，所述三极管Q2加在保护电阻R2与开关S1之间，所述三极管Q2集电极与保护电阻R2一端连接，三极管Q2发射极与开关S1一端连接。被动均衡电路的其它元器件连接方式并无变化。所述稳压管D1的导通压降为2.7V，三极管Q2的开启电压为0.3V，稳压管D1和三极管Q2的导通压降之和为3V。所以只有在电芯V1电压值大于3V，并且开关S1闭合的情况下，MOS管Q1才会导通，电芯V1才会通过放电电阻R3进行放电，实现被动均衡功能。即使开关S1异常导通，MOS管Q1也会在电芯V1电压降至3V时才会自动断开，从而实现被动均衡保护功能。本技术中所述三极管Q2采用型号为MUN2234T1G的NPN三极管，所述稳压管D1采用型号为BZX84-B2V7的稳压管。所述稳压管D1和三极管Q2皆采用SOT-23封装，SOT-23封装具有体积小的优点，并且在汽车领域中可供选择的三极管和稳压管的种类多，可根据不同电芯的电压值进行选型，选型容易，使得公司的元器件通用化更高，降低元器件成本。并且适当选取稳压管D1和三极管Q2的参数可以将保护电压限定在理想的电压范围内。而常规的保护电路使用的二极管成本高，因每条均衡通路都要串联3颗及以上二极管，二极管本身的功率和压降都有限制，为保证可靠性选择汽车极二极管则成本更高。并且每颗二极管的导通压降皆为0.7V，则总的导通压降只能为0.7V的倍数，根据不同电芯的电压要求，无法满足不是0.7V倍数的电压值，选型过于局限。锂电池的保护电压一般要求3V以上，随着保护电压的升高，需求的二极管个数越多，并且二极管由于功率和压降的限制，通常选用SMA封装，多个二极管占用PCB板的空间较大，使电路板面积增大，不仅成本会更高，在电池包内布局也会受限。在常规的保护电路方案中并不能规避MOS管Q1的异常导通，且三颗以及上的二极管串联在均衡回路中，任何一颗出现断路或者焊盘焊接不良都可能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池被动均衡硬件保护电路，包括电芯V1，所述电芯V1负极接地，其特征在于：其正极分别与稳压管D1负极、电阻R1一端、MOS管Q1源极连接；所述稳压管D1正极与三极管Q2基极连接，所述电阻R1另一端分别与MOS管Q1栅极以及控制电阻R2一端连接，所述控制电阻R2另一端与三极管Q2集电极连接，所述三极管Q2发射极与开关S1一端连接，所述开关S1另一端接地；所述MOS管Q1漏极与均衡放电电阻R3一端连接，所述均衡放电电阻R3另一端接地。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池被动均衡硬件保护电路，包括电芯V1，所述电芯V1负极接地，其特征在于：其正极分别与稳压管D1负极、电阻R1一端、MOS管Q1源极连接；所述稳压管D1正极与三极管Q2基极连接，所述电阻R1另一端分别与MOS管Q1栅极以及控制电阻R2一端连接，所述控制电阻R2另一端与三极管Q2集电极连接，所述三极管Q2发射极与开关S1一端连接，所述开关S1另一端接地；所述MOS管Q1漏极与均衡放电电阻R3一端连接，所述均衡放电电阻R3另一端接地。2.根据权利要求1所述的一种动力电池被动均衡硬件保护电路，其特征在于：所述稳压管D...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭长寿，戴润义，余胜，
申请(专利权)人：成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51