一种车用动力电池组充电防爆系统技术方案

一种车用动力电池组充电防爆系统属于电池技术领域，包括动力电池组、主动断电子系统和被动断电子系统。本实用新型专利技术中包括主动/被动两个断电子系统，能够通过三个单片机的分级配合，实时收集多种参数，对充电中的动力电池组状态进行主动实时监控，并能够根据电池状态不同自动控制相对阈值的大小，在电池参数出现异常情况时及时停止充电，尤其是即使某一个单片机出现故障乃至主动断电子系统全部失效，也能在充电出现异常情况时保证充电安全，防止爆炸，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种车用动力电池组充电防爆系统
本技术属于电池
，特别是涉及到一种车用动力电池组充电防爆系统。
技术介绍
近年来，电动汽车充电自燃事件频发，动力电池组充电防爆是保证电动汽车充电安全的重要条件。目前的动力电池组运用单个单片机,通过电压、电流传感器检测充电中电池的状态，发现异常后输出信号，对信号处理后，驱动功率开关管，再经过逆变电路、二次整流对负载装置的充电进行控制，从而防止爆炸；温度传感器检测到负载装置温度过高现象会发出报警信号。但是作为充电安全保护最重要的部分，单个单片机控制可能出现故障，导致充电异常时无法中止充电；断电控制条件若只针对电压、电流参数的固定极限阈值，无法及时断电；只有单片机控制的主动断电，而没有电路的被动断电保护，不够可靠。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种车用动力电池组充电防爆系统用于解决现有的动力电池组运用单一单片机控制，可靠性不高、断电控制参数较少、参数的阈值不准确和缺乏电路被动断电的技术问题。一种车用动力电池组充电防爆系统，包括动力电池组、主动断电子系统和被动断电子系统，所述动力电池组包括复数个串联的电池包；所述主动断电子系统包括温湿度传感器Ⅰ、温湿度传感器Ⅱ、温湿度传感器Ⅲ、电流传感器、单片机Ⅰ、单片机Ⅱ、单片机Ⅲ、继电器、蜂鸣器和LCD显示屏；所述被动断电子系统包括熔断器和过电压保护器；所述电池包的两端外接连线分别与单片机Ⅱ的电压读取连线电性连接，电池包包括有m*n节18650电池，其中n节电池并联形成一个并联单元，m个并联单元串联成一个电池包，电池包内均匀布置有温湿度传感器Ⅰ、温湿度传感器Ⅲ和温湿度传感器Ⅱ，电池包的一端外接连线上还连接有电流传感器；所述并联单元的两端外接连线分别与单片机Ⅲ的电压读取连线电性连接；所述温湿度传感器Ⅰ和温湿度传感器Ⅱ分别与单片机Ⅱ的信号输入端电性连接；所述温湿度传感器Ⅲ与单片机Ⅲ的信号输入端电性连接；所述电流传感器与单片机Ⅲ的信号输入端电性连接；所述单片机Ⅱ的信号输出端分别与单片机Ⅰ的信号输入端以及继电器控制端电性连接；所述单片机Ⅲ的信号输出端分别与单片机Ⅰ的信号输入端以及继电器控制端电性连接；所述单片机Ⅰ的信号输出端分别与继电器控制端、蜂鸣器以及LCD显示屏电性连接；所述动力电池组的输出端与输入端之间依次电性连接继电器、熔断器以及过电压保护器；所述过电压保护器的输入端与充电电源电性连接。所述单片机Ⅰ、单片机Ⅱ以及单片机Ⅲ均为ArduinoUno。通过上述设计方案，本技术可以带来如下有益效果：本技术中包括主动/被动两个断电子系统，能够通过三个单片机的分级配合，实时收集多种参数，对充电中的动力电池组状态进行主动实时监控，并能够根据电池状态不同自动控制相对阈值的大小，在电池参数出现异常情况时及时停止充电，尤其是即使某一个单片机出现故障乃至主动断电子系统全部失效，也能在充电出现异常情况时保证充电安全，防止爆炸，可靠性高。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的说明：图1为本技术一种车用动力电池组充电防爆系统的结构框图。图2为本技术一种车用动力电池组充电防爆系统的操作流程框图。图3为本技术一种车用动力电池组充电防爆系统的实施例中电池包的结构示意图。图中，1-电池包、2-温湿度传感器Ⅰ、3-温湿度传感器Ⅱ、4-温湿度传感器Ⅲ、5-电流传感器、6-单片机Ⅰ、7-单片机Ⅱ、8-单片机Ⅲ、9-继电器、10-蜂鸣器、11-LCD显示屏、12-熔断器、13-过电压保护器、14-18650电池15-连接金属片。具体实施方式如图所示，一种车用动力电池组充电防爆系统，包括动力电池组、主动断电子系统和被动断电子系统，所述动力电池组包括多个串联的电池包1；所述主动断电子系统包括温湿度传感器Ⅰ2、温湿度传感器Ⅱ3、温湿度传感器Ⅲ4、电流传感器5、单片机Ⅰ6、单片机Ⅱ7、单片机Ⅲ8、继电器9、蜂鸣器10和LCD显示屏11；所述被动断电子系统包括熔断器12和过电压保护器13；所述电池包1的两端外接连线的自由端分别与单片机Ⅱ7的电压读取连线电性连接，电池包1包括有m*n节18650电池(m、n均为大于1的自然数)，其中n节电池并联形成一个并联单元，m个并联单元串联成一个电池包1，电池包1内均匀布置有温湿度传感器Ⅰ2、温湿度传感器Ⅲ4和温湿度传感器Ⅱ3，电池包1的一端外接连线上还连接有电流传感器5；所述并联单元的两端连线分别与单片机Ⅲ8的电压读取连线电性连接；所述温湿度传感器Ⅰ2和温湿度传感器Ⅱ3分别与单片机Ⅱ7的信号输入端电性连接；所述温湿度传感器Ⅲ4与单片机Ⅲ8的信号输入端电性连接；所述电流传感器5与单片机Ⅲ8的信号输入端电性连接；所述单片机Ⅱ7的信号输出端分别与单片机Ⅰ6的信号输入端以及继电器9控制端电性连接；所述单片机Ⅲ8的信号输出端分别与单片机Ⅰ6的信号输入端以及继电器9控制端电性连接；所述单片机Ⅰ6的信号输出端分别与继电器9控制端、蜂鸣器10以及LCD显示屏11电性连接；所述动力电池组的输出端与输入端之间依次电性连接继电器9、熔断器12以及过电压保护器13；所述过电压保护器13的输入端与充电电源电性连接。所述单片机Ⅰ6、单片机Ⅱ7以及单片机Ⅲ8均为ArduinoUno。本技术在充电开始后，单片机Ⅰ6开始计时作为充电总时长参数，所述各传感器：温湿度传感器Ⅰ2、温湿度传感器Ⅱ3、温湿度传感器Ⅲ4、电流传感器5及电压读取连线将实时获取动力电池组的温度参数、湿度参数、电压参数、电流参数并传输给单片机Ⅱ7和单片机Ⅲ8，单片机Ⅱ7主要作为温湿度控制器，单片机Ⅲ8主要作为电压电流控制器，单片机Ⅱ7和单片机Ⅲ8内部程序处理后，与存储的极限阈值或相对阈值进行比较，判断所检测到的各参数是否达到或超过各阈值范围，其中相对阈值会随电池SOC(state-of-charge)充电状态变化而改变，再传输给单片机Ⅰ6，单片机Ⅰ6作为总控制器进行内部程序处理后，将充电状态通过LCD显示屏11显示，并控制继电器9、蜂鸣器10工作。所述的单片机Ⅱ7或单片机Ⅲ8在充电异常信号传输一段时间后也会控制继电器9断开充电电路，防止因单片机Ⅰ6故障导致系统失效。若所述整个主动断电子系统故障，被动断电子系统的熔断器12在电流达到极限阈值时会熔断，过电压保护器13在电压达到极限阈值时会断开充电电路。实施例：本实施例控制的动力电池组由三个电池包1串联构成，每个电池包1由三个并联单元串联而成，每个并联单元由三枚18650电池14并联组成，连接件为连接金属片15。动力电池组两端连熔断器12、过电压保护器13的输出端以及继电器9的输出端。充电电源与过电压保护器13输入端相连。每个电池包1中有三枚温湿度传感器，其中温湿度传感器Ⅰ2、温湿度传感器Ⅱ3的温度参数和湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用动力电池组充电防爆系统，其特征是：包括动力电池组、主动断电子系统和被动断电子系统，/n所述动力电池组包括复数个串联的电池包(1)；所述主动断电子系统包括温湿度传感器Ⅰ(2)、温湿度传感器Ⅱ(3)、温湿度传感器Ⅲ(4)、电流传感器(5)、单片机Ⅰ(6)、单片机Ⅱ(7)、单片机Ⅲ(8)、继电器(9)、蜂鸣器(10)和LCD显示屏(11)；所述被动断电子系统包括熔断器(12)和过电压保护器(13)；/n所述电池包(1)的两端外接连线分别与单片机Ⅱ(7)的电压读取连线电性连接，电池包(1)包括有m*n节18650电池，其中n节电池并联形成一个并联单元，m个并联单元串联成一个电池包(1)，电池包(1)内均匀布置有温湿度传感器Ⅰ(2)、温湿度传感器Ⅲ(4)和温湿度传感器Ⅱ(3)，电池包(1)的一端外接连线上还连接有电流传感器(5)；所述并联单元的两端外接连线分别与单片机Ⅲ(8)的电压读取连线电性连接；/n所述温湿度传感器Ⅰ(2)和温湿度传感器Ⅱ(3)分别与单片机Ⅱ(7)的信号输入端电性连接；所述温湿度传感器Ⅲ(4)与单片机Ⅲ(8)的信号输入端电性连接；/n所述电流传感器(5)与单片机Ⅲ的信号输入端电性连接；/n所述单片机Ⅱ(7)的信号输出端分别与单片机Ⅰ(6)的信号输入端以及继电器(9)控制端电性连接；所述单片机Ⅲ(8)的信号输出端分别与单片机Ⅰ(6)的信号输入端以及继电器(9)控制端电性连接；所述单片机Ⅰ(6)的信号输出端分别与继电器(9)控制端、蜂鸣器(10)以及LCD显示屏(11)电性连接；所述动力电池组的输出端与输入端之间依次电性连接继电器(9)、熔断器(12)以及过电压保护器(13)；所述过电压保护器(13)的输入端与充电电源电性连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种车用动力电池组充电防爆系统，其特征是：包括动力电池组、主动断电子系统和被动断电子系统，
所述动力电池组包括复数个串联的电池包(1)；所述主动断电子系统包括温湿度传感器Ⅰ(2)、温湿度传感器Ⅱ(3)、温湿度传感器Ⅲ(4)、电流传感器(5)、单片机Ⅰ(6)、单片机Ⅱ(7)、单片机Ⅲ(8)、继电器(9)、蜂鸣器(10)和LCD显示屏(11)；所述被动断电子系统包括熔断器(12)和过电压保护器(13)；
所述电池包(1)的两端外接连线分别与单片机Ⅱ(7)的电压读取连线电性连接，电池包(1)包括有m*n节18650电池，其中n节电池并联形成一个并联单元，m个并联单元串联成一个电池包(1)，电池包(1)内均匀布置有温湿度传感器Ⅰ(2)、温湿度传感器Ⅲ(4)和温湿度传感器Ⅱ(3)，电池包(1)的一端外接连线上还连接有电流传感器(5)；所述并联单元的两端外接连线分别与单片机Ⅲ(8)的电压读取连线电性连接；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世武，伍琪，王新，杨笑，季毓婷，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22