[发明专利]一种电动汽车电池保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及纯电动汽车、混合动力汽车领域，具体涉及电动汽车电池保护电路。

背景技术

目前电动汽车的电池保护技术包括两大部分：一是通过对电池外部附加金属或非金属装置，实现电池与外部的隔绝，防止电池破损或减轻电池的碰撞和震动，以此防止电池燃烧和爆炸，实现对电动汽车和人员的保护。二是通过对电动汽车电池回路通断的控制来实现在异常情况下及时切断电动汽车的电源，实现对电池和人员的保护。主要是通过对主电路的电压、电流的检测与基准电压和基准电流的比较分析来判断电池的工作状态是否正常，由此来控制主回路的通断（如《一种超低功耗锂离子电池保护电路》、《锂离子电池的保护系统》等）。所用的方法有电路异常自锁、检测实时端电压判断最大放电电流等。这些方法只是通过检测外部电流、电压的参数来实现对电池的管理，没有对电池的内部荷电状态进行估算和预测，不能预测电池的内部荷电特性，而控制也就出现了滞后性，不能对电池故障及时进行预测和对电路的保护。同时这些装置没有考虑到在电池完好的情况下电动汽车出现碰撞和侧翻等各类故障时对电池的及时保护，以防止电池因碰撞等造成损坏，从而出现燃烧和爆炸现象。 

发明内容

鉴于以上背景，为了克服现有的不足，提供了一种电动汽车电池保护电路，此电路不仅实现了对电动汽车电池的外部电压、电流的检测，对过电压、过电流、欠电压等异常状态下的切断保护，而且增加了对输出电压、电流、电池温度的变化数值进行微分处理，实现了对电池输出特性的提前预测，并通过应用卡尔曼滤波法和Ah计量法实现了对电池内部荷电状态的估算，对电池的荷电异常进行检测和保护，还通过对汽车的惯性检测保证在电池完好的情况下电动汽车出现碰撞和侧翻等各类故障时及时切断电源电路防止出现电池的燃烧和爆炸。此电路实现了对电池和人员的更加全面的保护。为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下。

一种电动汽车电池保护电路，包括主电路，电压检测模块，电池回路电流检测模块，电池温度检测模块，电动汽车惯性检测模块，电磁继电器开关模块，和单片机控制模块；主电路包括多组单体电池串联，用于提供电动汽车电源，每个单体电池的两端接电压检测模块，电池回路电流检测模块与充电器或负载串接在电池回路中，电池回路电流检测模块用于检测回路总电流，电池回路中还串联有一个电磁继电器开关；电压检测模块的两端接每个电池单体的两端，用于实时检测每个单体电池的电压，电压检测模块的输出接入单片机控制模块；温度检测模块用于检测单体电池的温度，电池温度检测模块的输出接单片机控制模块；电动汽车惯性检测模块与单片机控制模块连接，用于检测电动汽车的外部运行状态；电磁继电器开关的控制端接至单片机模块；单片机控制模块用于输出信号对各模块进行控制。

进一步的，上述电动汽车电池保护电路还包括电源供电模块，对各模块进行供电。

进一步的，电压检测模块包括第一电阻，第二电阻，第三电阻，第一电容，第二电容，和第一运放；第一电阻与第二电阻串联，第一电容与第二电阻并联，第一运放正相输入端接第一电阻与第二电阻连接端，第一运放反相端接输出端，第二电容并联接于第一运放输出端与地之间，第三电阻一端接第一运放的输出端，另一端接于单片机的第三A/D转换IO口。

进一步的，电池回路电流检测模块包括第一电流传感器，第二运放，第三电容，第四电阻，第四电容，第五电阻，第六电阻，第七电阻，和第五电容；主电路的电流从第一电流传感器正端流入并从第一电流传感器的负端流出，第一电流传感器的电源端VCC接正5v电源，第一电流传感器的接地端GND接地，第一电流传感器的电压信号输出端Vout接第四电阻的一端，第四电阻的另一端接第二运放的反相输入端，第三电容并联接于第一电流传感器的电源端VCC与第一电流传感器的接地端GND之间，第四电容并联接于第二运放的反相输入端与地之间，第六电阻接于第二运放的反相输入端与输出端之间，第五电阻接于第二运放的正向输入端与地之间，第七电阻一端接到第二运放的输出端，另一端接到单片机的第二A/D转换IO口，第五电容并接于单片机的第二A/D转换IO口与地之间。

进一步的，电池温度检测模块包括第一温度传感器和第十八电容，第一温度传感器的电源端VDD接+5v电源，第一温度传感器信号输出端DQ端接单片机的第二A/D转换IO口，第十八电容并联接于+5v电源和地之间，第一温度传感器的GND端接地。

进一步的，所述惯性检测模块包括惯性传感器。