电池降压电源电路、电池管理系统及电动汽车的制作方法

1.本技术属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种电池降压电源电路、电池管理系统及电动汽车。


背景技术：

2.目前，传统的电池管理系统(battery management system，bms)一般采用电源芯片来进行降压，但是电源芯片的降压范围小，不能匹配多种电压需求的场合。
3.因此，传统的电池管理系统中存在降压范围小，不能匹配多种电压需求的场合的问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种电池降压电源电路、电池管理系统及电动汽车，旨在解决传统的电池管理系统中存在降压范围小，不能匹配多种电压需求的场合的问题。
5.本技术实施例的第一方面提了一种电池降压电源电路，与电池连接，所述电池降压电源电路包括：
6.控制电路，所述控制电路用于输出多个开关信号；
7.多路开关电路，多路所述开关电路的控制端分别和所述控制电路的多个开关信号输出端一一对应连接，多路所述开关电路的输入端共接于所述电池，其中，多个所述开关信号与多路所述开关电路一一对应，每个所述开关信号对应控制一路所述开关电路的通断状态；以及
8.多路降压电路，多路所述降压电路的输入端分别与多路所述开关电路的输出端一一对应连接，多路所述降压电路的输出端共接作为所述电池降压电源电路的输出端，其中，每路所述降压电路用于将所述电池输出的电池电压转换为稳定的目标电压后输出，至少两路所述降压电路输出的目标电压互不相同。
9.在一个实施例中，各路所述开关电路互不同时导通。
10.在一个实施例中，所述降压电路包括：第一开关管、第一稳压管以及第一电阻，所述第一开关管的第一导通端和所述第一电阻的第一端连接于所述开关电路的输出端，所述第一电阻的第二端和所述第一稳压管的负极以及所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的第二导通端作为所述降压电路的输出端，所述第一稳压管的正极接地。
11.在一个实施例中，所述第一开关管为nmos管，所述nmos管的漏极和所述第一电阻的第一端连接，所述nmos管的栅极和所述第一稳压管的负极连接，所述nmos管的源极作为所述降压电路的输出端。
12.在一个实施例中，所述电池降压电源电路还包括多路瞬变抑制电路，多路所述瞬变抑制电路与多路所述降压电路一一对应连接，所述瞬变抑制电路用于抑制瞬变电流干扰。
13.在一个实施例中，所述瞬变抑制电路包括：第二电阻和第二稳压管，所述第二电阻
的第一端和所述第二稳压管的正极共接于所述第一开关管的第二导通端，所述第二电阻的第二端和所述第二稳压管的负极共接于所述第一稳压管的负极。
14.在一个实施例中，所述开关电路包括可控电子开关，所述可控电子开关的串联于所述电池和一所述降压电路之间，所述可控电子开关的控制端和所述控制电路连接。
15.在一个实施例中，所述控制电路包括开关控制芯片，所述开关控制芯片的多个输出端和多个所述可控电子开关一一对应连接。
16.本技术实施例的第二方面提了一种电池管理系统，包括：
17.电池；和
18.如本技术实施例的第一方面所述的电池降压电源电路，所述电池降压电源电路的输入端和所述电池连接，所述电池降压电源电路用于将所述电池输出的电池电压转换为稳定的目标电压后输出，所述目标电压可调节。
19.本技术实施例的第三方面提了电动汽车，包括：如本技术实施例的第二方面所述的电池管理系统。
20.上述的电池降压电源电路，通过采用多路降压电路，实现了将电池输出的电池电压降压为稳定的多路目标电压，且通过采用控制电路和多路开关电路，从而控制一路或多路降压电路的工作，使得电池降压电源电路输出的电压为选定的一路降压电路输出的目标电压，或为选定的两路以上降压电路输出的目标电压的叠加，从而使得电池降压电源电路输出的电压范围大，可匹配多种电压需求的场合，解决了传统的电池管理系统中存在降压范围小，不能匹配多种电压需求的场合的问题。
附图说明
21.图1为本技术一实施例提供的电池降压电源电路的电路示意图；
22.图2为图1所示的电池降压电源电路的示例电路原理图；
23.图3为图1所示的电池降压电源电路的另一电路示意图；
24.图4为图3所示的瞬变抑制电路的示例电路原理图。
具体实施方式
25.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
27.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.图1示出了本技术实施例的第一方面提供的电池降压电源电路的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
30.本实施中的电池降压电源电路20，与电池10连接，电池降压电源电路20包括：控制电路300、多路开关电路100以及多路降压电路200。多路开关电路100的控制端分别和控制电路300的多个开关信号输出端一一对应连接，多路开关电路100的输入端共接于电池10，多路降压电路200的输入端分别与多路开关电路100的输出端一一对应连接，多路降压电路200的输出端共接作为电池降压电源电路20的输出端。
31.控制电路300用于输出多个开关信号，其中，多个开关信号与多路开关电路100一一对应，每个开关信号对应控制一路开关电路100的通断状态。每路降压电路200用于将电池输出的电池电压转换为稳定的目标电压后输出，至少两路降压电路200的输出的目标电压互不相同。
32.可以理解的是，电池10可以为汽车铅酸电池10，其输出的电池电压可以为处于一变动区间的电压。控制电路300可以由开关控制芯片构成。各路开关电路100可以分别由电子开关构成，例如开关管或继电器等。多路开关电路100还可以由多路复用器构成，多路复用器内的一路开关为一路开关电路100。各路降压电路200可以由开关管和稳压管构成。
33.本实施例中的电池降压电源电路20，通过采用多路降压电路200，实现了将电池输出的电池电压降压为稳定的多路目标电压，且通过采用控制电路300和多路开关电路100，从而控制一路或多路降压电路200的工作，使得电池降压电源电路20输出的电压为选定的一路降压电路200输出的目标电压，或为选定的两路以上降压电路200输出的目标电压的叠加，从而使得电池降压电源电路20输出的电压范围大，可匹配多种电压需求的场合，解决了传统的电池管理系统中存在降压范围小，不能匹配多种电压需求的场合的问题。
34.可选的，在一个实施例中，各路开关电路100互不同时导通。
35.可以理解的是，控制电路300在同一时间段内，仅控制一路开关电路100导通，并控制其他各路开关电路100关断，使得仅与该导通的开关电路100连接的降压电路200处于工作状态，进而使得电池降压电源电路20在该时间段内，仅输出该路降压电路200输出的目标电压，实现了目标电压的精准输出，和与外部受电设备的精准匹配。
36.请参阅图2，在一个实施例中，降压电路200包括：第一开关管q1、第一稳压管dz1以及第一电阻r1，第一开关管q1的第一导通端和第一电阻r1的第一端连接于开关电路100的输出端，第一电阻r1的第二端和第一稳压管dz1的负极以及第一开关管q1的控制端连接，第一开关管q1的第二导通端作为降压电路200的输出端，第一稳压管dz1的正极接地。
37.可以理解的是，各路降压电路200中的稳压管的齐纳电压不一样，从而使得降压电路200输出的目标电压不一样，使得电池降压电源电路20可以适配不同电压范围的供电需求。
38.可以理解的是，传统的电池管理系统中采用电源芯片的方案中，由于电源芯片的体积较大，占用了电池管理系统的空间，降低了电池管理系统的空间利用率；且电源芯片的电路复杂，造价昂贵成本比较高。而本实施例中的各路降压电路200，仅采用第一开关管q1、第一稳压管dz1以及第一电阻r1，从而实现了对电池10输出的电池输出的电池电压的降压
并稳定输出。即本实施例中的电池降压电源电路20相较于电源芯片而言，电路简单、体积小且成本低，解决了传统的电池管理系统中由于采用电源芯片而导致的空间利用率低和成本高的问题。
39.可以理解的是，本实施例中的第一开关管q1为nmos管，nmos管的漏极和第一电阻r1的第一端连接，nmos管的栅极和第一稳压管dz1的负极连接，nmos管的源极作为降压电路200的输出端。在其他实施例中，也可以采用其他类型的开关管。
40.可以理解的是，请参阅图2，以本实施例中的降压电路200为例，简述其工作过程如下：
41.1、根据稳压管的特性，vg＝vz，其中，vg为第一开关管q1的控制端电压，即nmos管的栅极电压，vz为第一稳压管dz1的齐纳电压。
42.2、开关电路100闭合后，vg＞vs，第一开关管q1导通，即nmos管导通，vs为第一开关管q1的第二导通端电压，即nmos管的源极电压。
43.3、当vs电压在nmos导通增加到vg时，vg＝vs，则nmos断开；而此时vs＝0，则vg＞vs，nmos管又导通；如此循环往复，nmos管不停进行开断，输出端的电源会维持在一个稳定状态，电压值小于vz，从而达到了降压的目的
44.请参阅图3，在一个实施例中，电池降压电源电路20还包括多路瞬变抑制电路400，多路瞬变抑制电路400与多路降压电路200一一对应连接，瞬变抑制电路400用于抑制瞬变电流干扰。
45.可以理解的是，瞬变抑制电路400可以由稳压管和限流电阻构成，用于进一步稳定降压电路200的输出电压和限流，避免瞬变电流干扰。
46.本实施例中的电池降压电源电路20，通过加入多路瞬变抑制电路400，实现了对各路降压电路200的瞬变电流干扰，避免降压电路200内各个器件过压或过流损坏，提高了降压电路200输出的稳定性和可靠性。
47.请参阅图4，在一个实施例中，瞬变抑制电路400包括：第二电阻r2和第二稳压管dz2，第二电阻r2的第一端和第二稳压管dz2的正极共接于第一开关管q1的第二导通端，第二电阻r2的第二端和第二稳压管dz2的负极共接于第一稳压管dz1的负极。
48.请参阅图4，在一个实施例中，开关电路100包括可控电子开关k1，可控电子开关k1的串联于电池10和一降压电路200之间，可控电子开关k1的控制端和控制电路300连接。
49.可以理解的是，可控电子开关k1可以为开关管或电子继电器。
50.可选的，在一个实施例中，控制电路300包括开关控制芯片，开关控制芯片的多个输出端和多个可控电子开关一一对应连接。
51.本技术实施例的第二方面提供了一种电池管理系统，包括：电池10和本技术实施例的第一方面的电池降压电源电路20，电池降压电源电路20的输入端和电池10连接。电池10用于输出电池输出的电池电压，电池降压电源电路20用于将电池输出的电池电压降压并输出为稳定的目标电压，目标电压可调节。
52.可以理解的是，电池10可以由多个串联的电池单体构成。电池10可以为汽车铅酸电池。
53.可以理解的是，本实施例中的电池管理系统，通过加入本技术实施例的第一方面的电池降压电源电路20，实现了降压范围大，适配多种电压需求的场合，而且电池降压电源
电路20的电路简单，成本低且体积小，降低了电池管理系统的成本且提高了空间利用率。
54.本技术实施例的第三方面提供了一种电动汽车，包括：如本技术实施例的第二方面的电池管理系统。
55.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。
56.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
57.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。