一种车载12V锂电池的输出开关电路、电源系统以及汽车技术方案

本发明专利技术涉及一种车载12V锂电池的输出开关电路、电源系统以及汽车。该输出开关电路包括输出开关通道和控制电路，其中输出开关通道包括第一输出开关通道和与其并联连接的第二输出开关通道，第一输出开关通道和所述第二输出开关通道并联连接，其中，第一输出开关通道包括常开继电器，该常开继电器由G高边MOSFET管驱动并控制其导通或断开，第二输出开关通道包括第一PMOS管和与该第一PMOS管背靠背连接的第二PMOS管，在整车处于唤醒状态的情况下，第一输出开关通道导通，在整车处于休眠状态的情况下，第一输出开关通道断开并且第二输出开关通道导通；控制电路包括MCU模块、第一电流采集模块和第二电流采集模块。模块和第二电流采集模块。模块和第二电流采集模块。

【技术实现步骤摘要】
一种车载12V锂电池的输出开关电路、电源系统以及汽车


[0001]本专利技术涉及车载设备领域，具体而言，本专利技术涉及一种车载12V锂电池的输出开关电路、电源系统以及汽车。

技术介绍

[0002]目前随着整车油耗指标的日趋严苛，整车需要在满足安全的前提下进一步进行轻量化，而12V蓄电池作为低压电子系统中重量最大的零件，有着很大的轻量化空间。现有的方案中采用12V锂电池能最大程度减轻重量，而适用于整车12V网络主电源的锂电池目前在市场上的应用较少。
[0003]其中由于12V锂电池相较于传统12V铅酸蓄电池，化学反应较为剧烈，对其过充/过放的功能安全等级要求相对较高，需要通过输出开关对其进行保护。目前整车上锂电池的输出开关应用主要是基于48V和350V高压锂电池的应用，此类应用中的锂电池输出开关都是常开形式，需要根据整车提供的使能型号进行导通和断开之间的切换。而12V网络主电池为了满足部分模块在的整车休眠期间的用电需求，其输出开关需要满足常闭需求，只有在12V锂电池处于过充、过放时才会将其断开，相对常开开关而言功能安全要求更加严格，相关应用场景较为复杂。现有的整车锂电池输出开关策略无法完全满足12V锂电池的所有使用场景。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种车载12V锂电池的输出开关电路、电源系统以及汽车。该输出开关电路基于电池管理系统，以用于适配整车12V锂电池模组的所有整车应用场景。
[0005]实现以上目的的一个或多个，本专利技术提供以下技术方案。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供一种车载12V锂电池的输出开关电路，所述输出开关电路包括输出开关通道和控制电路，其中：所述输出开关通道包括第一输出开关通道和第二输出开关通道，所述第一输出开关通道和所述第二输出开关通道并联连接，其中，所述第一输出开关通道包括常开继电器，所述常开继电器由G高边MOSFET管驱动并控制其导通或断开，所述第二输出开关通道包括第一PMOS管和与所述第一PMOS管背靠背连接的第二PMOS管，在整车处于唤醒状态的情况下，所述第一输出开关通道导通，在整车处于休眠状态的情况下，所述第一输出开关通道断开并且所述第二输出开关通道导通；所述控制电路包括MCU模块、第一电流采集模块和第二电流采集模块。
[0007]根据本专利技术一实施例的输出开关电路，其中，所述MCU模块配置成发送控制信号以用于切换所述输出开关通道。
[0008]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述第一电流采集模块配置以用于检测模组电池电流信号，并将所述模组电池电流信号发送到所述MCU模块。
[0009]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述MCU模块进一步配置成根据所述模组电池电流信号切换所述输出开关通道，以用于实现外部充电设备充电唤醒以及外部用电设备放电唤醒。
[0010]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述第二电流采集模块配置以用于检测所述第二输出开关通道的第二通道电流信号，并将所述第二通道电流信号发送到所述MCU模块。
[0011]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述MCU模块配置成在所述整车处于所述休眠状态的情况下，定期对所述常开继电器进行先导通后断开的操作，通过计算所述模组电池电流信号和所述第二通道电流信号的差值而判断所述常开继电器是否发生粘连。
[0012]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述MCU模块配置成当所述车载12V锂电池在整车处于休眠状态的情况下外接到充放电设备时，通过所述第二电流采集模块检测所述第二通道电流信号，其中，如果所述第二通道电流信号大于正常休眠电流阈值，则导通所述第一输出开关通道并且断开所述第二输出开关通道，同时所述整车进入所述唤醒状态。
[0013]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述MCU模块进一步配置成当所述车载12V锂电池断开与所述充放电设备的外接时，通过所述第一电流采集模块检测所述模组电池电流信号，其中，如果所述模组电池电流信号长时间小于正常唤醒电流阈值，则所述MCU模块通过发送所述控制信号而导通所述第二输出开关通道并且断开所述第一输出开关通道，同时所述整车进入所述休眠状态。
[0014]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述MCU模块配置成在检测到所述车载12V锂电池处于过充或过放状态时，通过发送所述控制信号而断开所述第一输出开关通道和所述第二输出开关通道。
[0015]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述MCU模块进一步配置成在接收到所述整车发出的硬件保护触发信号时，通过发送所述控制信号而断开所述第一输出开关通道和所述第二输出开关通道。
[0016]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述MCU模块配置成判断所述车载12V锂电池和电池输出外部状态，以用于在断开所述第一输出开关通道和所述第二输出开关通道后实现自检复位。
[0017]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述MCU模块配置成在检测到所述车载12V锂电池处于深度馈电状态时，通过所述充放电设备使所述输出开关电路进入所述唤醒状态，并通过判断所述车载12V锂电池和所述电池输出外部状态判断所述车载12V锂电池可否被维护。
[0018]根据本专利技术另一实施例或以上任一实施例的输出开关电路，其中所述MCU模块进一步配置成在判断所述车载12V锂电池可被维护后，通过发送所述控制信号而断开导通第一输出开关通道。
[0019]根据本专利技术的第二方面，提供一种车载12V锂电池电源系统，包括多个通过串并联连接的锂电池单体，其中，所述电源系统设置有根据前述任一项权利要求所述的输出开关电路。
[0020]根据本专利技术的第三方面，提供一种汽车，其中设置有根据权利要求14所述的车载12V锂电池电源系统。
[0021]根据本专利技术的车载12V锂电池的输出开关电路、电源系统以及汽车的第一方面的优点在于：采用微控制单元（MCU）与继电器、PMOS管组合的模式，无需购置大型放电保护设备，有效降低了电池管理系统（BMS）的综合成本。同时，本方案的车载12V锂电池的输出开关电路的结构相对简单，有利于批量生产。
[0022]根据本专利技术的车载12V锂电池的输出开关电路、电源系统以及汽车的第二方面的优点在于：本方案采用重量更轻的12V锂电池代替传统的12V铅酸蓄电池，大大减少了BMS的重量，使得BMS装置更加便携，同时也提高了电池使用寿命。
[0023]根据本专利技术的车载12V锂电池的输出开关电路、电源系统以及汽车的第三方面的优点在于：本案提出的输出开关电路可以满足12V锂电池的所有使用场景，包括但不限于，整车正常唤醒休眠切换工况、12V锂电池外接设备充/放电工况、12V锂电池第一输出开关通道功率继电器粘连检测功能、12V锂电池输出开关通道过充/过放保护功能、输出开关通道保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载12V锂电池的输出开关电路，其特征在于，所述输出开关电路包括输出开关通道和控制电路，其中：所述输出开关通道包括第一输出开关通道和第二输出开关通道，所述第一输出开关通道和所述第二输出开关通道并联连接，其中，所述第一输出开关通道包括常开继电器，所述常开继电器由G高边MOSFET管驱动并控制其导通或断开，所述第二输出开关通道包括第一PMOS管和与所述第一PMOS管背靠背连接的第二PMOS管，在整车处于唤醒状态的情况下，所述第一输出开关通道导通，在整车处于休眠状态的情况下，所述第一输出开关通道断开并且所述第二输出开关通道导通；所述控制电路包括MCU模块、第一电流采集模块和第二电流采集模块。2.根据权利要求1所述的输出开关电路，其特征在于，所述MCU模块配置成发送控制信号以用于切换所述输出开关通道。3.根据权利要求2所述的输出开关电路，其特征在于，所述第一电流采集模块配置以用于检测模组电池电流信号，并将所述模组电池电流信号发送到所述MCU模块。4.根据权利要求3所述的输出开关电路，其特征在于，所述MCU模块进一步配置成根据所述模组电池电流信号切换所述输出开关通道，以用于实现外部充电设备充电唤醒以及外部用电设备放电唤醒。5.根据权利要求4所述的输出开关电路，其特征在于，所述第二电流采集模块配置以用于检测所述第二输出开关通道的第二通道电流信号，并将所述第二通道电流信号发送到所述MCU模块。6.根据权利要求5所述的输出开关电路，其特征在于，所述MCU模块配置成在所述整车处于所述休眠状态的情况下，定期对所述常开继电器进行先导通后断开的操作，通过计算所述模组电池电流信号和所述第二通道电流信号的差值而判断所述常开继电器是否发生粘连。7.根据权利要求5所述的输出开关电路，其特征在于，所述MCU模块配置成当所述车载12V锂电池在整车处于休眠状态的情况下外接到充放电设备时，通过所述第二电流采集模块检测所述第二通道电流信号，其中，如果所述第二通道电流信号大于正常休眠电流阈值，则导通...

【专利技术属性】
技术研发人员：周纯泽，章毅青，吴涛，
申请(专利权)人：泛亚汽车技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：