具有过流欠压保护功能的电池管理系统的制作方法

本发明涉及一种电池管理系统的，尤其涉及一种具有过流欠压保护功能的电池管理系统。

背景技术：

1、电池管理系统(bms系统)是一种用于监测、控制和保护电池组的系统。其通常用于电动车辆、储能系统、太阳能系统等领域，并且主要用于对电池组进行充放电管理、温度监测、电压监测、电流监测、状态估计、均衡控制等操作。

2、在实际应用中，电池组通过供电电路与负载连接，而供电电路可能会出现过流和欠压的情况；当电池组对负载进行供电时，若负载所需电流超过电池组设计的额定电流，便会出现过流的情况，而过流会导致电池组内部发热，加速电池老化，甚至可能会引发电池漏液、短路等安全问题，严重时可能会导致电池爆炸并发生火灾；当电池组对负载进行供电时，若电池组输出的电压低于负载所需的最低工作电压，便会出现欠压的情况，而电池组的电压不足以维持负载正常工作时，会导致负载无法正常运行或运行不稳定，并且可能会造成设备损坏。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有过流欠压保护功能的电池管理系统，能够及时地检测电池装置与负载之间的过流欠压情况，有利于保护电池装置和负载，提升电池装置在放电过程中的安全性，确保电池组的安全运行和延长电池寿命。

2、为了实现上述目的，本发明公开了一种具有过流欠压保护功能的电池管理系统，其包括：过流保护装置、欠压保护装置和控制单元，所述过流保护装置包括连接模块和检测模块，所述连接模块分别与电池装置和负载连接，所述连接模块设置有通断器，所述检测模块的输入端与所述连接模块连接，所述检测模块的输出端与所述通断器连接，所述检测模块用于检测电池装置与负载之间的电流，并用于根据检测的电流控制所述通断器将电池装置与负载连通或断开；所述欠压保护装置包括比较器模块和触发器模块，所述比较器模块的输入端与所述检测模块连接，所述比较器模块的输出端与所述触发器模块的输入端连接，所述比较器模块用于检测电池装置输出的电压，并根据检测的电压控制所述触发器模块输出触发信号；所述控制单元分别与所述触发器模块的输出端和所述通断器连接，所述控制单元用于根据所述触发信号控制所述通断器将负载和电池连通或断开。

3、可选地，所述通断器包括切换开关和用于控制所述切换开关闭合或断开的控制线圈，所述切换开关的第一端与所述电池装置的正极连接，其第二端与所述检测模块的输入端和所述负载连接，所述控制线圈设置在所述检测模块并形成为所述检测模块的输出端，所述检测模块的检测端分别与所述电池装置的负极和负载连接。

4、可选地，所述检测模块包括储能器和触发器，所述储能器的输入端与所述切换开关的第二端连接，所述触发器包括第一输入端、第一输出端、第二输入端和第二输出端，所述第一输入端和所述第一输出端分别与负载和所述电池装置的负极连接，所述第二输入端和所述第二输出端分别与所述储能器的输出端和所述控制线圈连接，所述第一输入端和所述第一输出端用于控制所述第二输入端和所述第二输出端连通或断开，以控制所述储能器向所述控制线圈供电或断电。

5、可选地，所述检测模块包括二极管、电容、干簧管、限流电阻和取样线圈，所述二极管的输入端与所述切换开关连接，所述二极管的输出端与所述电容的一端和所述控制线圈的一端连接，所述电容的另一端、所述干簧管、所述限流电阻、所述控制线圈的另一端依次串联，所述取样线圈绕设于所述干簧管的外侧，并且其两端分别与负载和电池装置的负极连接。

6、可选地，所述连接模块还包括温控开关和熔断器，所述温控开关的两端分别与电池装置的正极和负载连接，所述温控开关的检测端用于检测电池装置的温度，并根据检测的温度连通或断开电池装置和负载，所述熔断器的两端分别与电池装置的负极和负载连接，所述熔断器用于根据所述连接模块的电流断开电池装置和负载之间的连接。

7、可选地，所述检测模块包括与电池装置连接的检测电容，所述比较器模块包括第一分压单元、第二分压单元、第一比较单元和第二比较单元，所述第一分压单元的输入端和所述第二分压单元的输入端与所述检测电容的两端连接，所述第一分压单元的输出端与所述第一比较单元的输入端，所述第二分压单元的输出端与所述第二比较单元的输入端，所述第一比较单元的输出端和所述第二比较单元的输出端与所述触发器模块的输入端连接，所述第一比较单元用于比较判断电池装置欠压并输出触发信号，所述第二比较单元用于比较判断电池装置过压并输出触发信号。

8、可选地，所述检测模块包括与电池装置连接的检测电容，所述比较器模块包括第一比较器、第一电阻和第二电阻，所述检测电容的两端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端和所述第一比较器的同相输入端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第一比较器的反相输入端与输出预设电压的电源连接，所述第一比较器的输出端与所述触发器模块的输入端连接。

9、可选地，所述检测模块包括与电池装置连接的检测电容，所述比较器模块还包括第二比较器、第三电阻和第四电阻，所述检测电容的两端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端和所述第二比较器的反相输入端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述第二比较器的同相输入端与输出预设电压的电源连接，所述第二比较器的输出端与所述触发器模块的输入端连接。

10、可选地，所述触发器模块包括第一触发器、第二触发器和反相器，所述比较器模块的输出端与所述第一触发器的两时钟端连接，并且通过所述反相器与所述第二触发器的两时钟端连接，所述第一触发器的设置端和重置端与所述控制单元连接，所述第一触发器的第一控制端与所述第二触发器的第二触发端连接，所述第一触发器的第二控制端与所述第二触发器的第一触发端连接，所述第一触发器的第一触发端和第二触发端对应与所述第二触发器的设置端和重置端连接，所述第二触发器的第一触发端和第二触发端与所述控制单元连接，所述比较器模块输出高电平信号时，所述第二触发器的第一触发端和第二触发端用于输出上升沿信号至所述控制单元。

11、可选地，所述第一触发器和所述第二触发器均包括第一门电路、第二门电路、第三门电路和第四门电路，所述第一门电路的输入端与所述第三门电路的输出端和所述第二门电路的输出端连接，所述第二门电路的输入端与所述第四门电路的输出端和所述第一门电路的输出端连接，所述第一门电路的输入端为第一触发端，所述第二门电路的输入端为第二触发端，所述第三门电路的输入端形成有第一控制端、设置端和时钟端，所述第四门电路的输入端形成有第二控制端、重置端和时钟端。

12、本发明设置有过流保护装置和欠压保护装置来监测电路的电流和电压，配合控制单元来保护电池装置和负载，过流保护装置的连接模块设置有通断器与电池装置和负载连接，过流保护装置的检测模块根据检测的电池装置与负载之间的电流通过通断器控制电池装置和负载断开或连通，欠压保护装置的比较器模块则根据检测的电池装置输出的电压控制触发器模块输出触发信号，以便于控制单元根据触发信号通过通断器控制负载和电池连通或断开，进而及时地检测电池装置与负载之间的过流欠压情况，有利于保护电池装置和负载，提升电池装置在放电过程中的安全性，确保电池组的安全运行和延长电池寿命。