一种短路保护电路及锂电池管理系统的制作方法

    技术2025-11-12  2


    本申请涉及锂电池,具体而言,涉及一种短路保护电路及锂电池管理系统。


    背景技术:

    1、锂电池系统环路阻抗很小,一旦出现外部短路,将会输出很大的电流。以48v系统为例,短路电流可能超过3ka,短时间内造成主功率器件的温度急剧升高,严重时出现起火、爆炸的危险。所以输出短路保护是电池管理系统(以下简称为bms)必备的重要功能,当发生短路时,及时停止输出。

    2、低压锂电池管理系统(≤60v)的短路保护电路一般是通过放电保护mos管等开关电路实现的。短路保护电路实时监测放电电流,达到短路电流门限时,断开放电保护mos管以停止输出。

    3、短路发生前,放电保护mos管处于闭合状态,短路发生时必然有很大的电流经过。当收到短路检测电路断开信号时,及时断开,电流急剧降低。但是由于锂电池系统环路存在寄生电感,电流剧变时会感应出一个同方向的电流尖峰和电压尖峰,冲击放电保护mos管。如果mos管的抗冲击能力不强,会导致mos击穿,失去断开功能,不能提供有效的保护。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本申请的目的在于提供一种短路保护电路及锂电池系统,能够防止mos击穿,提供有效的短路保护。

    2、本申请实施例提供的一种短路保护电路,所述电路包括:短路保护模块、驱动模块和辅助保护模块;所述短路保护模块包括短路检测子模块和放电保护mos管;辅助保护模块包括尖峰电压检测子模块和辅助保护mos管;

    3、所述放电保护mos管串接在锂电池系统的电池组和对外接口之间的充放电回路中;所述短路检测子模块的信号采集端连接电池组的输出端,短路检测子模块的信号输出端连接驱动模块,驱动模块的第一驱动端连接放电保护mos管;

    4、所述辅助保护mos管并联在所述放电保护mos管的两端;所述尖峰电压检测子模块的信号采集端连接所述放电保护mos管的信号输出端,所述尖峰电压检测子模块的信号输出端连接驱动模块,驱动模块的第二输出端连接辅助保护mos管。

    5、在一些实施例中,所述的短路保护电路中,所述短路检测子模块,用于在采集电池组的输出端的短路电流信号时,生成一断开信号,将所述断开信号发送至驱动模块;

    6、所述驱动模块,用于接收所述断开信号,并生成第一驱动信号,将所述第一驱动信号发送至放电保护mos管;

    7、所述放电保护mos管,还用于接收所述第一驱动信号,并在第一驱动信号的驱动下断开,以使充放电回路断开。

    8、在一些实施例中,所述的短路保护电路中,所述尖峰电压检测子模块,用于在采集放电保护mos管的尖峰电压信号时,生成一导通信号,将所述导通信号发送至驱动模块;

    9、所述驱动模块,用于接收所述导通信号,并生成第二驱动信号,将所述第二驱动信号发送至辅助保护mos管;

    10、所述辅助保护mos管,还用于接收所述第二驱动信号,并在第二驱动信号的驱动下导通。

    11、在一些实施例中,所述的短路保护电路中,所述短路检测子模块包括一检流电阻,所述检流电阻串接在电池组的输出端。

    12、在一些实施例中,所述的短路保护电路中,所述放电保护mos管的s极连接电池组的输出端,d极连接对外接口。

    13、在一些实施例中,所述的短路保护电路中,所述尖峰电压检测子模块的信号采集端连接所述放电保护mos管的d极和s极,以采集放电保护mos管的ds极尖峰电压。

    14、在一些实施例中,所述的短路保护电路中,所述辅助保护mos管的数目为多个,所述多个辅助保护mos管均和放电保护mos管并联。

    15、在一些实施例中,所述的短路保护电路中,还包括一微处理器;

    16、所述微处理器连接所述短路保护模块的第一信号输出端。

    17、在一些实施例中,所述的短路保护电路中,所述尖峰电压检测子模块,还用于在未采集到放电保护mos管的尖峰电压信号时,生成一关断信号,将所述关断信号发送至驱动模块;

    18、所述驱动模块,用于接收所述关断信号,并生成第三驱动信号,将所述第三驱动信号发送至辅助保护mos管;

    19、所述辅助保护mos管,还用于接收所述第三驱动信号,并在第三驱动信号的驱动下关断。

    20、在一些实施例中,还提供一种锂电池管理系统,所述锂电池管理系统包括所述的短路保护电路。

    21、本申请实施例提供一种短路保护电路及锂电池管理系统,所述短路保护电路包括:短路保护模块、驱动模块和辅助保护模块;所述短路保护模块包括短路检测子模块和放电保护mos管;辅助保护模块包括尖峰电压检测子模块和辅助保护mos管;所述放电保护mos管串接在锂电池系统的电池组和对外接口之间的充放电回路中;所述短路检测子模块的信号采集端连接电池组的输出端,短路检测子模块的信号输出端连接驱动模块,驱动模块的第一驱动端连接放电保护mos管;所述辅助保护mos管并联在所述放电保护mos管的两端;所述尖峰电压检测子模块的信号采集端连接所述放电保护mos管的信号输出端,所述尖峰电压检测子模块的信号输出端连接驱动模块,驱动模块的第二输出端连接辅助保护mos管;当锂电池系统的电池组的输出短路时,短路保护模块的放电保护mos管断开,从而使得电池组停止输出,防止短路电流危害锂电池系统;同时监测短路保护模块的放电保护mos管是否出现电流尖峰和电压尖峰,若出现则控制辅助保护模块的辅助保护mos管导通,从而保护放电保护mos管不被冲击,满足短路保护电路的抗冲击能力要求,降低放电保护mos管选型难度和成本。



    技术特征:

    1.一种短路保护电路,其特征在于,所述电路包括:短路保护模块、驱动模块和辅助保护模块;所述短路保护模块包括短路检测子模块和放电保护mos管;辅助保护模块包括尖峰电压检测子模块和辅助保护mos管;

    2.根据权利要求1所述的短路保护电路,其特征在于,所述短路检测子模块,用于在采集电池组的输出端的短路电流信号时,生成一断开信号,将所述断开信号发送至驱动模块;

    3.根据权利要求1或2所述的短路保护电路,其特征在于,所述尖峰电压检测子模块,用于在采集放电保护mos管的尖峰电压信号时,生成一导通信号,将所述导通信号发送至驱动模块;

    4.根据权利要求1所述的短路保护电路,其特征在于,所述短路检测子模块包括一检流电阻,所述检流电阻串接在电池组的输出端。

    5.根据权利要求1所述的短路保护电路,其特征在于,所述放电保护mos管的s极连接电池组的输出端,d极连接对外接口。

    6.根据权利要求5所述的短路保护电路,其特征在于,所述尖峰电压检测子模块的信号采集端连接所述放电保护mos管的d极和s极,以采集放电保护mos管的ds极尖峰电压。

    7.根据权利要求1所述的短路保护电路,其特征在于,所述辅助保护mos管的数目为多个,所述多个辅助保护mos管均和放电保护mos管并联。

    8.根据权利要求1所述的短路保护电路,其特征在于,还包括一微处理器;

    9.根据权利要求3所述的短路保护电路,其特征在于,

    10.一种锂电池管理系统,其特征在于,所述锂电池管理系统包括权利要求1-9任一所述的短路保护电路。


    技术总结
    本申请提供了一种短路保护电路及锂电池管理系统,短路保护电路包括:短路保护模块、驱动模块和辅助保护模块;短路保护模块包括短路检测子模块和放电保护MOS管;辅助保护模块包括尖峰电压检测子模块和辅助保护MOS管;放电保护MOS管串接在锂电池系统的充放电回路中;短路检测子模块连接电池组,信号输出端连接驱动模块,驱动模块的第一驱动端连接放电保护MOS管;辅助保护MOS管和所述放电保护MOS管并联;尖峰电压检测子模块连接放电保护MOS管,信号输出端连接驱动模块,驱动模块的第二输出端连接辅助保护MOS管,短路保护模块在短路电流时保护锂电池系统,辅助保护模块提高短路保护模块的抗冲击能力。

    技术研发人员:陈玉东
    受保护的技术使用者:上海派能能源科技股份有限公司
    技术研发日:20231228
    技术公布日:2024/10/24
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