一种控制充放电的动力锂离子电池保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种控制充放电的动力锂离子电池保护电路，与动力锂离子电池相连的动力锂离子电池保护电路，其具有放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管回路和充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管回路；包括驱动放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管和充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的驱动电路和用于控制驱动的检测控制单元,在充、放电过程中，充、放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管回路可以重载导通或关断且没有拉弧现象，也没有机械装置损耗，导通关断是依靠控制驱动电路来实现的，从而延长了作为充放电开关使用的寿命，因而提高了充电和放电的可靠性和耐久性，提高了系统的使用寿命，使动力锂离子电池系统更加安全可靠。
【专利说明】
一种控制充放电的动力锂离子电池保护电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及动力锂离子电池技术领域，特别是涉及一种控制充放电的动力锂离子电池保护电路。
【背景技术】
[0002]环境日益恶化，石油等不可再生能源日渐枯竭，新能源汽车等是解决上述问题的途径之一，纯电动汽车作为新能源汽车的一类，由于其零排放，技术成熟度较高，运行平稳舒适，越来越受到人们的欢迎和企业的青睐。纯电动汽车的动力来源之一是动力锂离子电池，由于动力锂离子电池具有较高的可靠性和较高的性价比，也越来越多的被用来给纯电动汽车提供电力。
[0003]动力锂离子电池在工作时需要有专业的保护电路进行控制，主要控制单只或整组电池的充电电流、放电电流、温度、电压等参数。动力锂离子在充放电时一般需要提前根据自身的充放电特性设置合适的放电电压区间和充电电压区间。在充放电电路中，通过控制电路的检测，一般是由充、放直流接触器作为放电回路或充电回路的硬件开关。放电过程中，当在整车上电时，控制电路控制放电直流接触器吸合使回路导通加到负载上，如果负载上电时，瞬时负载较大，特别是给整车部件电容充电时电流会非常大，此时放电直流接触器会带有很大的电流吸合，此时带来的不良后果就是放电直流接触器触点有拉弧烧焦的风险，特别是此过程一直重复，会导致放电直流接触器的寿命缩短。充电过程中，当整车充电时，由于充电电压要高于电池电压，在充电直流接触器吸合的瞬间也会带有较大电流，此过程也会经常重复，导致充电直流接触器的寿命缩短。另外，充、放电直流接触器的弹开是靠的内置机械装置，其寿命是有限的，一旦机械装置失效，将会对动力锂离子电池造成不可修复的损害。
【实用新型内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种控制充放电的动力锂离子电池保护电路。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:一种控制充放电的动力锂离子电池保护电路，包括动力锂离子电池、与动力锂离子电池相连的检测控制电路和驱动电路、控制充放电开关、继电器、继电器开关、负载、充电接口，所述的检测控制电路和驱动电路包括检测动力锂离子电池的单体、整体信息的检测单元和控制驱动的控制单元;所述的控制充放电开关为IGBT-绝缘栅双极型晶体管，包括放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管和充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管；放电IG B T -绝缘栅双极型晶体管的集电极接所述动力锂离子电池正极，放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的发射极依次接负载、继电器开关后与动力锂离子电池负极相接;所述充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的集电极接充电接口的正极，充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的发射极接动力锂离子电池负极;所述充电接口负极经继电器开关连接动力锂离子电池正极。
[0006]所述充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管和放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的基极驱动功率不低于30W，驱动电压为-8V/+15V。
[0007]所述充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管和所述放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的负载能力为400A-1200A，且其耐压值不低于1400V。
[0008]所述充放电控制开关IGBT-绝缘栅双极型晶体管其耐压值范围是600-1400V，峰值电流值范围是400-2000A。
[0009 ]本实用新型的控制充放电的长寿命动力锂离子电池保护电路，驱动电路直接驱动IGBT-绝缘栅双极型晶体管的开通和关断，IGBT-绝缘栅双极型晶体管可以在空载或重载时迅速的开通或关断且在开通和关断的过程中不会拉弧产生火花，而且整个导通和关断的过程中没有机械部分的消耗，因而提高了充电和放电的可靠性和耐久性，提高了系统的使用寿命，使动力锂离子电池系统更加安全可靠。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011 ]为了能更清楚地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1对本实用新型进一步说明。
[0012]如图1所示的一种控制充放电的动力锂离子电池保护电路，包括动力锂离子电池、与动力锂离子电池相连的检测控制电路和驱动电路、控制充放电开关、继电器(ΚΙ，K2)、继电器开关(SI，S2)、负载、充电接口，所述的检测控制电路和驱动电路包括检测动力锂离子电池的单体、整体信息的检测单元和控制驱动的控制单元;所述的控制充放电开关为IGBT-绝缘栅双极型晶体管(Pl，P2)，包括放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管PI和充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管P2;放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的集电极接所述动力锂离子电池正极B+，放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的发射极依次接负载RL、继电器开关Kl后与动力锂离子电池负极B-相接；所述充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的集电极接充电接口的正极，充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的发射极接动力锂离子电池负极B-;所述充电接口负极经继电器开关S2连接动力锂离子电池正极B+。
[0013]本实施例的控制充放电的锂离子电池保护电路还包括串接在放电回路中的负载和放电回路中的继电器开关SI，其中负载和继电器开关SI串接后，两端各接至放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的发射极和动力锂离子电池的负极;还包括串接在充电回路中的充电接口和充电控制继电器开关S2，其中充电接口和充电控制继电器开关S2串接后分别连接至充电回路IGBT-绝缘栅双极型晶体管的集电极和动力锂离子电池的正极;其中，驱动模块的供电电压为土 20V，检测控制单元通过检测电池信息控制驱动单元，来控制放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管和充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的导通与关断。在动力锂离子电池允许放电的情况下，继电器Kl先被通电，触点SI闭合，检测控制电路通过检测电池信息进行处理，如果条件符合则控制驱动单元导通放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管，放电回路闭合，动力锂离子电池可以放电，因为上电过程中已有负载接入，放电回路最后的闭合点是IGBT-绝缘栅双极型晶体管导通，不会出现拉弧现象，也没有火花产生，即使在大负载的情况下也可以保证放电回路的安全可靠。
[0014]驱动电路直接驱动IGBT-绝缘栅双极型晶体管的开通和关断，IGBT-绝缘栅双极型晶体管可以在空载或重载时迅速的开通或关断且在开通和关断的过程中不会拉弧产生火花，而且整个导通和关断的过程中没有机械部分的消耗，因而提高了充电和放电的可靠性和耐久性，提高了系统的使用寿命，使动力锂离子电池系统更加安全可靠。
[0015]以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
【主权项】
1.一种控制充放电的动力锂离子电池保护电路，其特征在于，包括动力锂离子电池、与动力锂离子电池相连的检测控制电路和驱动电路、控制充放电开关、继电器、继电器开关、负载、充电接口，所述的检测控制电路和驱动电路包括检测动力锂离子电池的单体、整体信息的检测单元和控制驱动的控制单元;所述的控制充放电开关为IGBT-绝缘栅双极型晶体管，包括放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管和充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管;放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的集电极接所述动力锂离子电池正极，放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的发射极依次接负载、继电器开关后与动力锂离子电池负极相接;所述充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的集电极接充电接口的正极，充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的发射极接动力锂离子电池负极;所述充电接口负极经继电器开关连接动力锂离子电池正极。2.根据权利I所述的控制充放电的动力锂离子电池保护电路，其特征在于，所述充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管和放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的基极驱动功率不低于30W，驱动电压为-8V/+15V。3.根据权利I所述的控制充放电的动力锂离子电池保护电路，其特征在于，所述充电IGBT-绝缘栅双极型晶体管和所述放电IGBT-绝缘栅双极型晶体管的负载能力为400A-1200A，且其耐压值不低于1400V。4.根据权利I所述的控制充放电的动力锂离子电池保护电路，其特征在于，所述充放电控制开关IGBT-绝缘栅双极型晶体管其耐压值范围是600-1400V，峰值电流值范围是400-2000Ao
【文档编号】H02H7/18GK205453216SQ201620190292
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】刘豹, 金来专, 陈景龙, 刘晋海
【申请人】山西华夏动力科技有限公司