[发明专利]一种用于汽车配电管理系统的开关功率模块

说明书

一种用于汽车配电管理系统的开关功率模块，主要包括：开关控制电池包正极的主电路开关单元，根据汽车配电管理系统的控制信号导通和关断主电路开关单元的门极驱动单元，采集的主电路开关单元两端的电压的第一电流检测单元和第二电流检测单元，采集主电路开关单元的温度的温度检测单元，以及与汽车配电管理系统传送数据和控制信号接口单元；本发明采用电路模块设计代替传统的机械继电器作为电池包的充放电控制开关，解决了机械继电器作为电池包充放电控制开关存在的固有缺点，能够有效的防止电池包过充、过放以及开关功率模块过流、过温，具备开关速度快、无噪声、寿命长、功耗低，且支持带负载关断，以及过流、过温保护阈值可设。

技术领域

本发明涉及汽车配电管理系统技术领域，具体涉及一种用于汽车配电管理系统的开关功率模块。

背景技术

汽车配电管理系统(通常称为BMS)，是电动汽车及燃油汽车标准配置，用于监控和管理电池包运行的全过程，包括电池组充放电过程、SOC估算、单体电池电压、电池温度、单体电池间均衡、电池组的总电压、总电流、热平衡管理、电池状态分析与在线报警、电池故障诊断等功能。

目前在电动汽车及燃油汽车的自动启停电池包设计应用中，汽车配电管理系统的主流方案是采用机械继电器作为电池包充放电控制开关，具有成本低、抗故障能力强、驱动电路设计简单等优点；然而，机械继电器作为电池包充放电控制开关存在的固有缺点，如下所述：

(1)开关噪声大，降低了车内的舒适度，尤其是乘用车；

(2)开关控制时间长，即电池包出现过充、过放时保护延时；

(3)控制线圈工作时功耗较大，且不断发热；

(4)触点易产生粘连、拉弧等现象；

(5)触点寿命有限，可靠性不高；

(6)属于被动部件，无过流、过温等保护措施。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种用于汽车配电管理系统的开关功率模块，采用电路模块设计代替传统的机械继电器作为电池包的充放电控制开关，不仅能够解决机械继电器作为电池包充放电控制开关存在的如背景技术所述的固有缺点，而且能够有效的防止电池包过充、过放以及开关功率模块过流、过温。

本发明是这样实现的，本发明一种用于汽车配电管理系统的开关功率模块所采用的技术方案是：一种用于汽车配电管理系统的开关功率模块，用于代替机械继电器作为电池包的充放电控制开关，包括：

主电路开关单元，所述主电路开关单元用于开关控制电池包正极；

门极驱动单元，所述门极驱动单元用于根据汽车配电管理系统的控制信号导通和关断所述主电路开关单元；

第一电流检测单元、第二电流检测单元，所述第一电流检测单元用于采集从电池包流出至所述主电路开关单元的电压，所述第二电流检测单元用于采集从所述主电路开关单元流入至外部负载或发电机的电压，所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元将采集的所述主电路开关单元两端的电压传送至汽车配电管理系统，用于汽车配电管理系统计算过流保护阈值；

第一防护电路单元、第二防护电路单元，所述第一防护电路单元和所述第二防护电路单元用于抑制所述主电路开关单元导通和关断瞬间产生的电压尖峰；

温度检测单元，所述温度检测单元通过采集所述主电路开关单元的温度，并将温度信号转换为汽车配电管理系统能够处理的电压信号，用于汽车配电管理系统计算过温保护阈值；