一种用于插接件的监测装置、保护电路的制作方法

1.本申请涉及电池监测技术领域，尤其涉及一种用于插接件的监测装置、保护电路。


背景技术：

2.电动车在实际骑行或充电的情况下，由于接插口一般是普通的“品”字接插口，在没插紧、松脱、振动、氧化及变形等情况下，可能会造成接插口接触内阻大，在经过大电流后发导致电池起火现象。
3.目前电动自行车都采用了不带有监测装置的接插口，无法对是否插紧及温度进行有效监测，从而车辆及电池组在出现接插口发热起火现象频发。电动车蓄电池组与车辆负载之间、蓄电池组与充电器之间没插紧或由于振动松脱时，以及接插件的公、母接触点由于氧化、磨损等造成的接触发热达到温度保护点时如何输出控制信号给蓄电池组保护电路对充放电进行保护是亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本申请提供了一种用于插接件的监测装置、保护电路，其技术目的是减少电池起火现象的发生。
5.本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种用于插接件的监测装置，包括霍尔开关、ntc电阻rt、电阻r1、电阻r2、电容cp和电容cl，所述霍尔开关的vcc端连接有所述电阻r2和所述电容cp，所述霍尔开关的gnd端连接有所述电容cp，所述霍尔开关的out端连接有所述电阻r1；
7.所述电容cp的一端与所述霍尔开关的vcc端连接、另一端与所述霍尔开关的gnd端和所述电容cl均连接；所述电容cl的一端与所述电容cp和所述霍尔开关的gnd端均连接、另一端与所述ntc电阻rt和所述电阻r1均连接；
8.所述电阻r1的一端与所述霍尔开关的out端连接、另一端与所述ntc电阻rt和所述电容cl均连接；所述电阻r2的一端与所述ntc电阻rt连接、另一端与所述霍尔开关的vcc端和所述电容cp均连接。
9.一种用于插接件的保护电路，该保护电路包括上述监测装置和电池管理系统，所述电池管理系统包括蓄电池组和驱动处理电路，所述霍尔开关的vcc端通过所述电阻r2与所述蓄电池组的正极连接，所述霍尔开关的gnd端与所述蓄电池组的负极连接，所述霍尔开关的out端通过所述电阻r1输出至所述驱动处理电路。
10.本申请的有益效果在于：
11.(1)实现了在蓄电池组与车辆负载、充电器等的接插件间进行插接时，防止由于未插紧、松脱等造成的发热，同时也防止了由于接触点氧化、磨损造成的发热起火等。
12.(2)可靠性高：此方案不仅监测了公、母接插件是否插到位及插紧，同时也通过监测温度进行保护，实现后能可靠的对由于接插件造成的起火等安全问题起到可靠的保护。
13.(3)成本低：此方案成本较低，增加一个霍尔开关及热敏电阻就能够简单实现，易
于推广。
14.(4)带监测装置插接口的独特唯一性：目前电动两轮车上接插口不带任何监测装置，本申请填补了该领域的缺失与空白。
附图说明
15.图1为监测装置结构示意图；
16.图2为霍尔开关内部功能框架图；
17.图3为n极靠近与离开霍尔开关时的输出状态示意图；
18.图4为电池管理系统的结构示意图；
19.图5为增加至电池管理系统的保护电路示意图。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本申请技术方案进行详细说明。
21.如图1所示，本申请所述的用于插接件的监测装置，包括霍尔开关、ntc电阻rt、电阻r1、电阻r2、电容cp和电容cl，所述霍尔开关的vcc端连接有所述电阻r2和所述电容cp，所述霍尔开关的gnd端连接有所述电容cp，所述霍尔开关的out端连接有所述电阻r1。
22.所述电容cp的一端与所述霍尔开关的vcc端连接、另一端与所述霍尔开关的gnd端和所述电容cl均连接；所述电容cl的一端与所述电容cp和所述霍尔开关的gnd端均连接、另一端与所述ntc电阻rt和所述电阻r1均连接。
23.所述电阻r1的一端与所述霍尔开关的out端连接、另一端与所述ntc电阻rt和所述电容cl均连接；所述电阻r2的一端与所述ntc电阻rt连接、另一端与所述霍尔开关的vcc端和所述电容cp均连接。
24.在电池端、负载端、充电器端的插接件或插接口上都设置上述监测装置。
25.如图1所示，在霍尔集电集的上拉电阻r1和热敏电阻rt，热敏电阻rt采用常用负温度系数的测温电阻用于测温，与串阻下端的电阻r1形成分压输出vout，随温度升高rt变小，vout会变大。
26.上述霍尔开关为单极霍尔效应开关，采用双极半导体(bipolar)工艺设计，包括霍尔电压发生器，可在适合两轮车的电源电压下工作的稳压器，反向电压保护，温度补偿电路，小信号放大器，施密特触发器和集电极开路输出。该传感器设计用于n极响应。当磁通密度(b)大于工作点bop时，输出以低电平，输出保持不变，直到磁通量(b)小于释放点brp时，输出以高电平，其功能框图如图2所示。
27.当有磁性n极靠近霍尔表面时，out端输出低电平，当磁性n极离开霍尔表面时out端输出高电平。
28.在车辆或充电器端的接插口增加带磁材料，对外与蓄电池组接插口接近面呈北极(n)，使公、母插接件对插到位时，如图3所示的vout输出从高电平转化成低电平。
29.电动电池管理bms框图如图4所示，其具体结构不再赘述，通过对电池参数的监测对图4中放电用fet的mos管及充电用fet的mos管进行保护切断。
30.本申请所述的用于插接件的保护电路包括监测装置和电池管理系统，所述电池管理系统包括蓄电池组和驱动处理电路，其特征在于，所述霍尔开关的vcc端通过所述电阻r2
与所述蓄电池组的正极连接，所述霍尔开关的gnd端与所述蓄电池组的负极连接，所述霍尔开关的out端通过所述电阻r1输出至所述驱动处理电路，如图5所示。
31.电池端接插口的监测电路的r2上端接到电池组输出正极b+，霍尔开关的gnd端接到电池组负极b-，当电池端接插件没有接入车辆或充电器对插的接插头时，霍尔开关的集电极开路vout输出为b+。
32.当车辆或充电器接上后，霍尔开关监测到公母接插件完全插紧后，集电极被拉低，vout输出变低为：v总*r1/(rt+r1)；其中，v总表示电池组总电压。
33.当温度升高时rt变小，vout将变高，因此当电池插接口没插入插头或温度升高到禁止充放电时vout将会达到一个确定阀值。
34.因此，通过vout输入后接入到电池管理系统(bms)中后，在电池管理系统中增加一个如图5所示的驱动处理电路，该电路包括比较和驱动控制，通过vout与设定的阀值vref进行比较输出控制逻辑后，进行驱动再接到图4中驱动充放电mos管的处理电路中(驱动处理电路)，共同控制放电用fet、充电用fet。
35.通过上述监测装置及保护电路实现了：1)在电池端接插口接插不到位、松脱、振动松懈时进行保护；2)当接插件中接触点氧化、磨损等造成的发热时进行保护。
36.以上为本申请示范性实施例，本申请的保护范围由权利要求书及其等效物限定。


技术特征：
1.一种用于插接件的监测装置，其特征在于，包括霍尔开关、ntc电阻rt、电阻r1、电阻r2、电容cp和电容cl，所述霍尔开关的vcc端连接有所述电阻r2和所述电容cp，所述霍尔开关的gnd端连接有所述电容cp，所述霍尔开关的out端连接有所述电阻r1；所述电容cp的一端与所述霍尔开关的vcc端连接、另一端与所述霍尔开关的gnd端和所述电容cl均连接；所述电容cl的一端与所述电容cp和所述霍尔开关的gnd端均连接、另一端与所述ntc电阻rt和所述电阻r1均连接；所述电阻r1的一端与所述霍尔开关的out端连接、另一端与所述ntc电阻rt和所述电容cl均连接；所述电阻r2的一端与所述ntc电阻rt连接、另一端与所述霍尔开关的vcc端和所述电容cp均连接。2.如权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述霍尔开关为单级霍尔效应开关。3.如权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述ntc电阻rt为负温度系数的测温电阻。4.一种用于插接件的保护电路，该保护电路包括权利要求1-3任一所述的监测装置和电池管理系统，所述电池管理系统包括蓄电池组和驱动处理电路，其特征在于，所述霍尔开关的vcc端通过所述电阻r2与所述蓄电池组的正极连接，所述霍尔开关的gnd端与所述蓄电池组的负极连接，所述霍尔开关的out端通过所述电阻r1输出至所述驱动处理电路。

技术总结
本发明公开了一种用于插接件的监测装置、保护电路，涉及电池监测技术领域，解决了电动车蓄电池组功率接插件由于缺乏监测而易起火的技术问题，其技术方案要点是在蓄电池组与车辆负载、充电器等的接插件上增加一个监测装置，当插接件进行插接时，防止由于未插紧、松脱等造成的发热，同时也防止了由于接触点氧化、磨损造成的发热起火等。该方案成本较低，不仅监测了公、母接插件是否插到位及插紧，同时也通过监测温度进行保护，实现后能可靠的对由于接插件造成的起火等安全问题起到可靠的保护；且目前电动两轮车上接插口不带任何监测装置，本申请填补了该领域的缺失与空白。本申请填补了该领域的缺失与空白。本申请填补了该领域的缺失与空白。


技术研发人员：白雪平 汤颢
受保护的技术使用者：江苏芯云电子科技有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/10/4