一种电池控制保护装置及电动汽车的制作方法

本实用新型涉及电动汽车领域，具体而言，涉及一种电池控制保护装置及电动汽车。

背景技术：

随着电动汽车的发展，它的能量源-动力电池组，成为了电动汽车发展的瓶颈。而电池控制保护系统的研究成为解决这一问题的关键，倍受关注。电动汽车的电池组是电动汽车上一个十分重要的组成单元，可通过移动电源为电池组和车身本体供电。电动汽车的电池组的使用寿命和安全性是影响电动汽车性能的重要方面。经发明人研究发现，现有技术中缺乏对电动汽车车载电池组的有效控制和保护，并且无法根据和电池组连接的移动电源的充电控制来对电动汽车的电池组进行充放电设计。因此，如何对电动汽车的电池组进行有效控制和保护是电动汽车领域首要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于，提供一种电池控制保护装置及电动汽车以解决上述问题。

本实用新型较佳实施例提供一种电池控制保护装置，应用于电动汽车的移动电源和电池组，该装置包括：

与所述电池组连接以对所述电池组进行充电控制及过充保护的充电装置；

与所述电池组连接以对所述电池组进行放电控制、限流保护的放电装置；

与所述电池组连接以检测所述电池组的电流值的电流检测装置；

与所述电池组连接以检测所述电池组的电压值的电压检测装置；

与所述电池组连接以检测所述电池组的温度值的温度检测装置；

与所述电池组连接以检测所述电池组的电量值的电量检测装置；

接收所述电流检测装置、所述电压检测装置、所述温度检测装置和所述电量检测装置检测得到的电流值、电压值、温度值和电量值并进行存储的监控装置；

接收所述监控装置发送的所述电流值、电压值、温度值及电量值的中央处理器。

进一步地，所述放电装置包括与所述电池组连接以调整放电通道的放电通道选择模块、与所述电池组连接以升高电压值的升压模块以及与所述电池组连接以限流的限流模块。

进一步地，所述温度检测装置包括温度传感器及用于将所述温度传感器检测到的温度信息发送至所述监控装置的数据传输线。

进一步地，所述电池控制保护装置还包括连接于所述电池组与所述监控装置之间、控制所述电池组的温度的温度控制器。

进一步地，所述电池控制保护装置还包括报警装置，所述报警装置与所述中央处理器连接。

进一步地，所述报警装置为蜂鸣器。

进一步地，所述报警装置为声光报警器。

进一步地，所述电池控制保护装置还包括显示装置，所述显示装置与所述中央处理器连接，用于接收所述中央处理器发送的所述电池组的所述电流值、电压值、温度值及电量值，并将接收到的所述电流值、电压值、温度值及电量值进行显示。

进一步地，所述显示装置为LED显示屏或LCD显示屏。

本实用新型另一较佳实施例提供了一种电动汽车，包括车身本体、电池组、移动电源及上述的电池控制保护装置。

本实用新型提供的电池控制保护装置及电动汽车，该装置包括对电池组进行充电控制及过充保护的充电装置、进行放电控制及限流保护的放电装置。检测电池组的电流值的电流检测装置，检测电池组的电压值的电压检测装置，检测电池组的温度值的温度检测装置，检测电池组的电量值的电量检测装置。接收上述装置检测得到的电流值、电压值、温度值和电量值并进行存储的监控装置，以及接收监控装置发送的电流值、电压值、温度值及电量值的中央处理器。本实用新型提供的电池控制保护装置可实现对电池组的充、放电控制保护，以及对电池组的电压值、电流值、温度值及电量值进行监控，提高电池组的使用寿命并提高行车的安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型较佳实施例提供的一种电池控制保护装置的结构框图。

图2为本实用新型较佳实施例提供的一种电池控制保护装置的另一种结构框图。

图3为本实用新型较佳实施例提供的一种电池控制保护装置的另一种结构框图。

图4为本实用新型较佳实施例提供的一种电动汽车的结构框图。

图标：10-电池控制保护装置；100-电池组；200-移动电源；310-放电装置；311-放电通道选择模块；312-升压模块；313-限流模块；320-充电装置；410-电流检测装置；420-电压检测装置；430-温度检测装置；431-温度传感器；432-数据传输线；440-电量检测装置；450-温度控制器；500-监控装置；600-中央处理器；700-报警装置；800-显示装置；20-车身本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参阅图1，为本实用新型较佳实施例提供的一种电池控制保护装置10的结构框图。如图1所示，所述电池控制保护装置10包括放电装置310、充电装置320、电流检测装置410、电压检测装置420、温度检测装置430、电量检测装置440、监控装置500及中央处理器600。

所述充电装置320电性连接于所述电池组100和所述移动电源200之间，对所述电池组100进行充电控制及过充保护。所述放电装置310与所述电池组100连接，对所述电池组100进行放电控制和限流保护。所述电流检测装置410与所述电池组100连接以检测所述电池组100的电流值。所述电压检测装置420与所述电池组100连接以检测所述电池组100的电压值。所述温度检测装置430与所述电池组100连接以检测所述电池组100的温度值。所述电量检测装置440与所述电池组100连接以检测所述电池组100的电量值。所述监控装置500与所述电流检测装置410、电压检测装置420、温度检测装置430及电量检测装置440分别连接，以接收并存储上述装置检测得到的电流值、电压值、温度值及电量值。所述中央处理器600与所述监控装置500连接以接收所述监控装置500发送的所述电流值、电压值、温度值及电量值。所述中央处理器600与所述充电装置320连接以将计算后的电流值、电压值、温度值及电量值发送给所述充电装置320。所述中央处理器600与所述放电装置310连接以将计算后的电流值、电压值、温度值及电量值发送给所述放电装置310。

可选地，在本实施例中，所述电池组100包括多个串、并联连接的电池。在对所述电池组100进行充电时，应根据每个电池电量值对每个电池进行充电控制，否则会影响整组电池的性能和寿命。可选地，所述充电装置320具有对所述电池进行充电控制的功能。此外，所述充电装置320还具有过充电保护功能。当所述电池发生过充现象时，为防止所述电池因温度上升所导致的内压上升，需终止充电状态。为此，需要有保护器件来监测所述电池的电压值，当其电压值到达所述电池的过充电压时，即激活所述充电装置320的过充保护功能，以中止充电。在本实施例中，所述充电装置320采用电磁继电器以对所述移动电源200的放电通道和所述电池组100充电通道进行选择。电磁继电器是利用较小的电流、较低的电压去控制较大电流/较高电压的一种电器开关，具有性价比高、结构紧凑、低残留输出电压、无漏电流、可以提供多组触电和常开常闭触点等特点。需要说明的是，所述充电装置320根据所述电池组100的每个电池的电量状态而设计，通过对所述移动电源200的放电通道和所述电池组100充电通道的优化选择，实现所述移动电源200对所述电池组100循环充电。

请参阅图2，为本实用新型较佳实施例提供的电池控制保护装置10的另一种结构框图。如图2所示，所述放电装置310包括放电通道选择模块311、升压模块312和限流模块313。所述电池组100与所述放电通道选择模块311、所述升压模块312和所述限流模块313分别连接。

所述电池组100需经过放电通道选择输出电流。所述放电通道选择模块311与电池组100连接以对所述电池组100进行放电通道选择。可选地，常用的放电通道选择模块311包括电磁继电器、晶闸管等开关器件等。可选地，在本实施例中，采用电磁继电器以对所述电池组100进行放电通道选择。

所述电池组100需对经过放电通道选择输出的电流进行升压后才能为车载负载供电。所述升压模块312与电池组100连接以对所述电池组100输出的直流电进行升压。可选地，常用的升压模块312包括直流升压变压器、交流升压变压器、干式升压变压器等。可选地，在本实施例中，采用直流升压变压器以对所述电池组100输出的直流电进行升压处理。直流升压变压器具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、通用性强及使用方便等优点。在结构上，直流升压变压器采用优质冷轧硅钢片叠装而成，并且采用了特殊的处理工艺，能有效降低运行时的震动和噪声。此外，直流升压变压器还具有良好的耐热性、防潮性及稳定性等。

此外，从所述电池组100输出的电流还需经过所述限流模块313进行限流，以避免电流过大而损坏与所述电池组100连接的器件。可选地，在本实施例中，可采用限流保险丝来进行限流处理。限流保险丝一般由三部分组成：熔体、电极以及支架。所述熔体是限流保险丝的核心部件，在熔断时起到切断电流的作用。同一类、同一规格的保险丝的熔体的材质及几何尺寸要相同，电阻值要尽可能地小且保持一致，最重要的是其熔断特性要一致。所述电极是所述熔体与电路联接的重要部件，须具有良好的导电性。所述支架起到固定所述熔体的作用，并使所述熔体、所述电极与自身成为刚性的整体以便于安装和使用。需要说明的是，可选地，在本实施例中，所述限流保险丝可按照与所述电池组100连接的车载本体的最佳放电曲线来设计，以实现对所述车载本体可靠安全供电。

请再次参阅图1，所述电流检测装置410与所述电池组100连接，用于检测所述电池组100的输出电流值。可选地，在本实施例中，可采用阻性分流器、互感器及霍尔电流传感器等来实现检测电流的功能。在本实施例中，采用霍尔电流传感器进行电流检测，霍尔电流传感器是利用半导体霍尔元件霍尔效应实现磁电转换的一种传感器。霍尔电流传感器结合了阻性分流器和互感器的优点，既可检测交流，也可检测直流，甚至可以检测瞬态峰值。具有灵敏度高、线性度好、稳定性好、体积小及耐高温等优点。

所述电压检测装置420的输入端与所述电池组100连接、输出端与所述监控装置500连接。可选地，在本实施例中，可采用电阻分压、霍尔传感等来采集所述电池组100的电压值。

请参阅图2，所述温度检测装置430与所述电池组100连接以检测所述电池组100的温度值。所述温度检测装置430包括温度传感器431及用于将所述温度传感器431检测到的温度信息发送至所述监控装置500的数据传输线432。所述温度传感器431能够将检测到的温度信息转换为可用电信号。温度传感器主要分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器。可选地，在本实施例中，采用接触式温度传感器。

其中，接触式温度传感器主要包括热电偶、热敏电阻式及PN结温度传感器等。热电偶温度传感器具有宽温度范围和强适应性，且具有结实、低价、无需供电等优点。热电偶传感器由在一端连接的两条不同金属线所构成，当热电偶一端受热时，热电偶电路中就会产生电势差。根据产生的电势差得到温度值。

热敏电阻式温度传感器采用半导体材料制成，大多为负温度系数，即其电阻值会随着温度的增加而降低。热敏电阻式温度传感器体积小且对温度变化的响应速度快。但由于其自身体积很小的缘由，因此很不结实，且当有大电流经过时会造成自热。

请再次参阅图1，所述电量检测装置440与所述电池组100连接以检测所述电池组100的电量耗费及剩余情况。对所述电池组100的剩余电量的精确判断是电动汽车电池保护系统的一个十分重要的技术。可选地，在本实施例中，可采用BQ2040来对所述电池组100进行电量检测。BQ2040是一种常用的电池电量检测芯片，其内部包含有温度传感器。BQ2040通过内置的温度传感器和内部的计数器来估算被测电池组100的放电程度，并且在检测的同时还可以根据温度需要对所述电池组100进行温度补偿。此外BQ2040能够通过被测电池组100的放电周期，以校准所述电池组100的实际容量。需要说明的是，在实施例中，还可以采用其他的装置来进行电池组100的电量检测。

所述监控装置500分别与所述电流检测装置410、电压检测装置420、温度检测装置430及电量检测装置440连接，以接收和存储所述电流检测装置410、电压检测装置420、温度检测装置430及电量检测装置440检测得到的电流值、电压值、温度值和电量值。并且，所述监控装置500将接收到的数据发送至所述中央处理器600，所述中央处理器600对接收到的所述电流值、电压值、温度值和电量值进行处理及存储。

请再次参阅图2，所述电池控制保护装置10还包括温度控制器450，所述温度控制器450连接于所述电池组100和所述监控装置500之间。可选地，在本实施例中，所述温度控制器450可为降温装置，可对所述电池组100进行降温处理。当所述温度检测装置430将检测得到的所述电池组100的温度信息发送至所述中央处理器600，所述中央处理器600对所述温度信息进行分析处理，当所述中央处理器600判断接收到的所述温度信息为异常时，发送相应的控制信息至所述监控装置500，所述监控装置500控制所述温度控制器450以对所述电池组100进行相应的温度控制。

请参阅图3，为本实用新型较佳实施例提供的电池控制保护装置10的另一种结构框图。如图3所示，所述电池控制保护装置10还包括报警装置700和显示装置800。

所述报警装置700与所述中央处理器600连接，以在所述中央处理器600接收到异常信息时，发出报警提示信息以提醒使用者。可选地，所述报警装置700可采用蜂鸣器、声光报警器、语音报警装置或者其组合形式等，只要能有效达到提醒使用者以及时发现异常状况的效果即可。

所述显示装置800与所述中央处理器600连接，用于接收所述中央处理器600发送的所述电池组100的所述电流值、电压值、温度值及电量值，并将接收到的所述电流值、电压值、温度值及电量值进行显示。可选地，所述显示装置800可采用LCD显示屏或LED显示屏。

请参阅图4，为本实用新型较佳实施例提供的一种电动汽车，该电动汽车包括电池控制保护装置10、电池组100、移动电源200及车身本体20。所述电池组100、移动电源200及电池控制保护装置10安装于所述车身本体20上。所述电池组100与所述移动电源200和所述电池控制保护装置10分别连接，所述移动电源200用于在所述电池组100的电量不足时为所述电池组100提供电源。当所述移动电源200电量耗尽时，可以通过更换所述移动电源200来继续为所述电池组100提供电源。

所述电池控制保护装置10包括与所述电池组100连接的放电装置310、充电装置320、电流检测装置410、电压检测装置420、温度检测装置430及电量检测装置440，以及与上述检测装置连接的监控装置500，与所述监控装置500连接的中央处理器600。所述电池控制保护装置10能实现对所述电池组100的充电控制及过充保护、放电控制、限流保护等功能。并且所述充电装置320根据所述电池组100的每个电池的电量状态而设计，通过对所述移动电源200的放电通道和所述电池组100充电通道的优化选择，实现所述移动电源200对所述电池组100循环供电。此外，所述电池控制保护装置10还可以实现对所述电池组100的电流值、电压值、温度值及电量值的检测，在发生异常信息时，发出报警信息以提示使用者，避免危险的发生，提高了行车的安全系数。

综上所述，本实用新型提供的电池控制保护装置10及电动汽车，该装置包括对电池组100进行充电控制及过充保护的充电装置320、进行放电控制、限流保护的放电装置310。检测电池组100的电流值的电流检测装置410，检测电池组100的电压值的电压检测装置420，检测电池组100的温度值的温度检测装置430，检测电池组100的电量值的电量检测装置440。接收上述装置检测得到的电流值、电压值、温度值和电量值并进行存储的监控装置500。以及接收监控装置500发送的电流值、电压值、温度值及电量值的中央处理器600。本实用新型提供的电池控制保护装置可实现移动电源200对电池组100的充、放电循环控制和保护，以及对电池组100的电压值、电流值、温度值及电量值进行监控，提高电池组100的使用寿命、电动汽车的安全系数及行车里程。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。