一种动力电池的高压集成电路及电动汽车的制作方法

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种动力电池的高压集成电路及电动汽车。

背景技术：

目前，常见的应用在电动汽车上的动力电池系统的高压架构一般有两种表现形式，如图1a和图1b所示，不同的厂家依据自己的技术需求及现状选取合适的方案。其中动力电池101用于提供电能，正极继电器102与动力电池101的正极端连接，负极继电器103与动力电池101的负极端连接，预充继电器104与预充电阻105组成预充支路，慢充继电器106用于连通慢充支路，快充继电器107用于连通快充支路，驱动电机108用于根据电能提供驱动扭矩，电机控制器、快充设备、慢充设备的直流支撑电容与快慢充端口对电池包负极的接口电容的并联值用电容109来表示。

在图1a和图1b中，电动汽车动力电池高压架构通过控制5个继电器的导通与断开实现动力电池的充放电。由于在实际应用中，会出现临时紧急切断高压的情况，所以基于上述的高压架构，需要在其他设备上设计电动汽车高压系统的放电回路，这样不仅不利用整个高压系统的集成，而且对于快、慢充的接口电容也不能完全放电，会影响到整个高压系统的安全性。

技术实现要素：

本实用新型提供一种动力电池的高压集成电路及电动汽车，以解决现有技术中的电池系统的高压结构设计不利于高压系统的集成，会对整个高压系统的安全性产生影响的问题。

本实用新型提供一种动力电池的高压集成电路，包括：

动力电池；

连接在所述动力电池正负极之间的第一电容；

与所述第一电容并联的保护电路，所述保护电路包括有串联的第一继电器和第一并联电路，所述第一并联电路包括并联的放电支路和加热支路，所述放电支路上设置有第二继电器，所述加热支路上设置有第三继电器。

优选的，所述第一继电器与所述动力电池的正极连接，所述放电支路包括与所述第一继电器连接的放电电阻，所述放电电阻与所述第二继电器串联，所述第二继电器与所述动力电池的负极连接。

优选的，所述第一继电器与所述动力电池的正极连接，所述加热支路包括与所述第一继电器连接的热敏电阻，所述热敏电阻与所述第三继电器串联，所述第三继电器与所述动力电池的负极连接；

所述热敏电阻为正温度系数热敏电阻，且所述热敏电阻设置于所述动力电池的周缘。

优选的，动力电池的高压集成电路还包括：

连接于所述动力电池正极与所述保护电路之间的第二并联电路，所述第二并联电路包括第一支路和与所述第一支路并联的第二支路，所述第一支路包括相串联的预充电阻和预充继电器，所述第二支路包括正极继电器。

优选的，所述预充电阻的第一端与所述动力电池的正极连接，所述预充电阻的第二端与所述预充继电器的第一端连接，所述正极继电器的第一端与所述动力电池的正极连接，所述预充继电器的第二端和所述正极继电器的第二端均与所述保护电路的第一继电器连接。

优选的，动力电池的高压集成电路还包括：

连接于所述动力电池负极与所述保护电路之间的负极继电器，所述放电支路和所述加热支路均通过所述负极继电器与所述动力电池的负极连接。

优选的，动力电池的高压集成电路还包括：

与所述第一电容并联的驱动电机。

优选的，所述驱动电机与所述动力电池的正极连接的一端分别与慢充支路和快充支路连接。

优选的，所述动力电池包括一个主回路保险丝和多组电池单元，所述主回路保险丝和多组电池单元串行连接。

本实用新型还提供一种电动汽车，所述电动汽车包括上述的动力电池的高压集成电路。

本实用新型技术方案，在动力电池正负极之间设置包括放电支路以及加热支路的保护电路，通过加热支路实现提升动力电池的温度，通过放电支路，可以在断电时快速泄放掉电容中的电能，使回路中的高压快速降低至安全值，同时由于放电支路和加热支路同时复用一个第一继电器，不仅有利于动力电池高压系统的集成，还可以降低整个电动汽车高压系统的成本。

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，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a表示现有技术动力电池系统的高压架构示意图之一；

图1b表示现有技术动力电池系统的高压架构示意图之二；

图2表示本实用新型实施例动力电池的高压集成电路示意图之一；

图3表示本实用新型实施例动力电池的高压集成电路示意图之二。

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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

本实用新型实施例提供一种动力电池的高压集成电路，如图2所示，包括：

动力电池1；连接在动力电池1正负极之间的第一电容2；与第一电容2并联的保护电路3，保护电路3包括有串联的第一继电器4和第一并联电路5，第一并联电路5包括并联的放电支路51和加热支路52，放电支路51上设置有第二继电器511，加热支路52上设置有第三继电器521。

本实用新型实施例提供的动力电池的高压集成电路包括动力电池1、第一电容2以及保护电路3，其中第一电容2的两端分别与动力电池1的正负极端连接，用于存储电能。保护电路3与第一电容2之间并联，其中保护电路3包括第一继电器4以及第一并联电路5，第一继电器4与第一并联电路5之间串联。第一并联电路5所包含的相并联的放电支路51和加热支路52，可以共用一个第一继电器4，同时放电支路51上设置有第二继电器511，加热支路52上设置有第三继电器521，在第一继电器4以及第二继电器511均闭合的状态下，放电支路51可执行放电过程，在第一继电器4以及第三继电器521均闭合的状态下，加热支路52可以工作并进行加热过程。

通过放电支路51与加热支路52复用第一继电器4，可以在实现快速泄放第一电容2中存储的电能，使回路中的高压快速降低至安全值的基础上，还可以利于整个高压系统的集成，降低动力电池1的高压系统的成本。

在本实用新型实施例中，第一继电器4与动力电池1的正极连接，放电支路51包括与第一继电器4连接的放电电阻512，放电电阻512与第二继电器511串联，第二继电器511与动力电池1的负极连接。

第一继电器4的一端与动力电池1的正极连接，第一继电器4的另一端与第一并联电路5连接，具体为与第一并联电路5的放电支路51连接。

放电支路51包括放电电阻512以及第二继电器511，其中放电电阻512的一端与第一继电器4连接，放电电阻512的另一端与第二继电器511的第一端连接，第二继电器511的第二端连接至动力电池1的负极，至此可形成第一继电器4、放电电阻512以及第二继电器511依次连接的形式。

在本实用新型实施例中，第一继电器4与动力电池1的正极连接，加热支路52包括与第一继电器4连接的热敏电阻522，热敏电阻522与第三继电器521串联，第三继电器521与动力电池1的负极连接；热敏电阻522为正温度系数热敏电阻，且热敏电阻522设置于动力电池1的周缘。

第一继电器4的一端与动力电池1的正极连接，第一继电器4的另一端与第一并联电路5连接，具体为与第一并联电路5的加热支路52连接。

加热支路52包括热敏电阻522以及第三继电器521，其中热敏电阻522的一端与第一继电器4连接，热敏电阻522的另一端与第三继电器521的第一端连接，第三继电器521的第二端连接至动力电池1的负极，至此可形成第一继电器4、热敏电阻522以及第三继电器521依次连接的形式。

其中，热敏电阻522为正温度系数热敏电阻，且热敏电阻522设置于动力电池1的周缘，具体为可以贴附在动力电池1的外壳上，通过热敏电阻522的发热可以进行热量传递，进而提高动力电池1的温度。

通过第一继电器4与第一并联电路5的放电支路51和加热支路52的连接，可以实现放电支路51与加热支路52对第一继电器4的复用，有利于整个高压系统的集成，降低动力电池1的高压系统的成本。

在本实用新型实施例中，如图3所示，动力电池的高压集成电路还包括：

连接于动力电池1正极与保护电路3之间的第二并联电路6，第二并联电路6包括第一支路61和与第一支路61并联的第二支路62，第一支路61包括相串联的预充电阻611和预充继电器612，第二支路62包括正极继电器621。

预充电阻611的第一端与动力电池1的正极连接，预充电阻611的第二端与预充继电器612的第一端连接，正极继电器621的第一端与动力电池1的正极连接，预充继电器612的第二端和正极继电器621的第二端均与保护电路3的第一继电器4连接。

在动力电池1的正极与保护电路3之间设置有第二并联电路6，第二并联电路6所包含的第一支路61与第二支路62相并联，且第一支路61包含有预充电阻611以及预充继电器612，动力电池1的正极端与预充电阻611的第一端连接，预充电阻611的第二端与预充继电器612的第一端连接，预充继电器612的第二端与第一继电器4连接，此时形成动力电池1、预充电阻611、预充继电器612依次连接的形式，其中第一支路61即为预充支路，通过设置预充支路可以进行预充电。

第二支路62包括有正极继电器621，正极继电器621的第一端与动力电池1的正极连接，第二端与第一继电器4连接，此时动力电池1通过正极继电器621与第一继电器4连接。

通过在动力电池1的正极端设置预充支路以及正极继电器621，可以实现动力电池1的预充过程与正常充电过程的切换，同时还可以通过预充支路以及正极继电器621实现放电过程。

在本实用新型实施例中，如图3所示，动力电池的高压集成电路还包括：

连接于动力电池1负极与保护电路3之间的负极继电器7，放电支路51和加热支路52均通过负极继电器7与动力电池1的负极连接。

动力电池1的正极端通过预充继电器612或者正极继电器621连接至第一继电器4，第一继电器4与放电支路51和加热支路52连接，具体为第一继电器4与放电电阻512连接，放电电阻512与第二继电器511连接，同时第一继电器4与热敏电阻522连接，热敏电阻522与第三继电器521连接，第二继电器511以及第三继电器521均与负极继电器7连接，负极继电器7连接至动力电池1的负极。

在本实用新型实施例中，如图3所示，动力电池的高压集成电路还包括：

与第一电容2并联的驱动电机8，驱动电机8与动力电池1的正极连接的一端分别与慢充支路和快充支路连接。

动力电池的高压集成电路还包括与第一电容2、保护电路3均并联的驱动电机8，驱动电机8的正极端连接至动力电池1的正极，驱动电机8的负极端连接至动力电池1的负极。且驱动电机8的正极端分别通过慢充继电器连接至慢充支路，通过快充继电器连接至快充支路，实现慢充及快充过程。

下面对在放电、慢充、快充以及紧急断电情况下，动力电池的高压集成电路的工作状态进行说明。

动力电池的高压集成电路中第一继电器4、放电电阻512以及第二继电器511组成高压放电回路，第一继电器4、热敏电阻522以及第三继电器521组成加热回路，同时第一继电器4作为复用继电器，可以控制放电以及加热过程。

在动力电池1放电时，控制第一支路61中的预充继电器612闭合，此时动力电池1通过预充电阻611以及预充继电器612为第一电容2充电，保护动力电池系统的相关用电器件，同时利用第一电容2中存储的能量还可以防止动力电池1过放。

在动力电池1慢充过程中，控制第一支路61中的预充继电器612闭合，此时动力电池1通过预充电阻611以及预充继电器612为第一电容2充电，一段时间后，再断开慢充继电器，保护动力电池系统的用电器件。

在动力电池1快充过程中，控制第一支路61中的预充继电器612闭合，此时动力电池1通过预充电阻611以及预充继电器612为第一电容2充电，一段时间后，再断开快充继电器，保护动力电池系统的用电器件。

在紧急切断高压时，闭合第一继电器4以及第二继电器511，利用放电电阻512将第一电容2中的电能快速泄放掉，使回路中的高压快速降低至安全值。

需要说明的是，本实用新型实施例中提及的动力电池系统，也可以称为动力电池包，包括上述的高压集成电路。具体而言，动力电池包是一个电能存储装置，通常由动力电池组、机械部件、热交换组件、电子控制单元，以及必要的线束、开关、熔断器和连接器构成，其主要功能是通过电能和化学能的相互转换，来实现电能的存储和释放。

在本实用新型实施例中，如图2和图3所示，动力电池1包括一个主回路保险丝11和多组电池单元12，主回路保险丝11和多组电池单元12串行连接。在动力电池1的正负极短接时，主回路保险丝11熔断，电池单元12停止充放电。

综上，本实用新型实施例中，通过在现有高压架构系统上增加放电支路以及加热支路，同时复用一个继电器、预充继电器及预充电阻，不仅利于整个高压系统的集成，还可以降低整个电动汽车高压系统的成本；通过闭合不同的继电器组合，利用回路中的电容防止动力电池的过放；在断电时，通过放电电阻，可以快速泄放掉电容中的电能，使回路中的高压快速降低至安全值。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车，包括上述的动力电池的高压集成电路，通过上述的动力电池的高压集成电路，可以优化电动汽车动力电池的高压架构，创建更有效、更安全、成本更低的高压架构系统，同时防止动力电池过放，实现快速降低高压，提高高压系统集成度。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。