一种高压电池过欠压保护系统及具有其的汽车的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种对高压电池进行过欠压保护的系统、 以及具有其的汽车。
【背景技术】
[0002] 电动汽车和混合动力车具有无污染、低污染的优点，成为当代汽车发展的主要方 向，对电动汽车关键技术进行开发和研究具有非常重要的意义。
[0003] 电池作为电动汽车的主要动力来源，对电池电压进行实时的监控是非常必要的， 而高压、多个电池单体串联组成的电池包主要用于电动汽车、混合动力车等，由于它们的高 能量密度，一旦发生过充或过放将会对电池本身造成永久性的损害，因此为了保证高压电 池能够正常工作，对电池本身进行过压和欠压保护是非常必要的。
[0004] 在现有技术中，电池管理系统对高压电池进行监控都是通过软件控制高压接触器 进行通断的。在极端情况下，如果发生电池过压或欠压故障，同时电池管理系统软件失效 时，就很有可能发生不能及时断开高压接触器的情况，无法避免对电池造成进一步的伤害。 专利号为201220238770. 6、公开日为2013年1月23日、专利名称为"一种电动汽车高压保 护系统"的中国专利，提出了一种电池过压和欠压的保护方案。但是由于其只是单纯采用软 件控制方式，使得在极端情况下不能及时断开高压接触器。
[0005] 因此希望有一种高压电池过欠压保护系统来克服或至少减轻现有技术的上述缺 陷中的一个或多个。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种高压电池过欠压保护系统，来克服或至少减轻现有技 术的上述缺陷中的一个或多个。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种高压电池过欠压保护系统。所述高压电池过欠 压保护系统包括硬件保护系统与软件保护系统两部分，硬件保护系统与软件保护系统相互 独立地检测高压电池过欠压情况，并基于检测结果相互独立地控制高压主电路的通断。
[0008] 优选地，硬件保护系统通过其内部设置的硬件电路判断高压电池电压状态是否正 常，并在高压电池电压状态异常时，切断高压主电路；软件保护系统通过CPU判断高压电池 电压状态是否正常，并在高压电池电压状态异常时，切断高压主电路。
[0009] 优选地，所述硬件保护系统控制高压主电路中高压接触器的接触器线圈的电源侧 回路的通断；所述软件保护系统控制高压主电路中高压接触器的接触器线圈的接地侧回路 的通断。
[0010] 优选地，所述硬件保护系统包括电压基准源、电压比较电路以及硬件驱动电路，电 压基准源用于输出基准电压，作为电压比较电路的一路输入，电压比较电路的另一输入接 口与高压处理电路的输出端相连，电压比较电路比较高压处理电路的输出电压和高压基准 源输出的基准电压，并基于比较结果输出控制信号至硬件驱动电路，硬件驱动电路为高压 接触器的驱动电路、根据电压比较电路的控制信号来控制高压接触器的通断，其中，所述高 压处理电路对高压电池电压进行转换后输出至电压比较电路。
[0011] 优选地，电压比较电路为延时比较电路，延时比较电路包括比较器和延时电路，电 压基准源和高压处理电路的输出作为比较器的输入，比较器通过对高压处理电路的输出电 压和电压基准源的输出电压进行比较来判定高压电池是否处于过压和欠压；如果处于过 压或者欠压，并且超过延时电路设置的时间，比较器的输出电平即发生反转，切断高压接触 器。
[0012] 优选地，硬件驱动电路为光耦电路或者MOSFET电路，电压比较电路的输出端与硬 件驱动电路的输入控制端相连，所述硬件驱动电路作为高压接触器中的接触器线圈的驱动 电路。
[0013] 优选地，高压处理电路为降压转换电路，所述高压处理电路通过电阻分压或电压 隔离对高压电池电压进行降压处理。
[0014] 优选地，所述软件保护系统包括CPU与CPU驱动电路，CPU采集高压电池电压并将 之与参考电压进行比较，并基于比较结果输出控制信号至CPU驱动电路，CPU驱动电路控制 高压接触器的的通断。
[0015] 优选地，CPU通过所述高压处理电路采集高压电池电压。
[0016] 本发明还提供一种汽车，所述汽车包括上述的高压电池过欠压保护系统，其中，所 述汽车是电动车或混合动力车。可以理解的是，此处的混合动力车是指至少有一种主驱动 动力为电力的混合动力车。
[0017] 本发明所述的高压电池过欠压保护系统通过硬件和软件相结合的方式达到过欠 压状况下断开高压接触器的目的，解决了现有技术中由于软件失效造成保护失效导致电池 严重过充或过放的问题，提高了电池保护系统的工作可靠性，延长了电池的正常使用寿命。
【附图说明】
[0018] 图1是根据本发明一实施例的高压电池过欠压保护系统的示意性框图。
[0019] 附图标记：
[0020]
【主权项】
1. 一种高压电池过欠压保护系统，其特征在于，包括硬件保护系统与软件保护系统，硬 件保护系统与软件保护系统相互独立地检测高压电池过欠压情况，并基于检测结果相互独 立地控制高压主电路的通断。
2. 如权利要求1所述的高压电池过欠压保护系统，其特征在于，硬件保护系统通过其 内部设置的硬件电路判断高压电池电压状态是否正常，并在高压电池电压状态异常时，切 断高压主电路；软件保护系统通过CPU判断高压电池电压状态是否正常，并在高压电池电 压状态异常时，切断高压主电路。
3. 如权利要求2所述的高压电池过欠压保护系统，其特征在于，所述硬件保护系统控 制高压主电路中高压接触器的接触器线圈的电源侧回路的通断；所述软件保护系统控制高 压主电路中高压接触器的接触器线圈的接地侧回路的通断。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的高压电池过欠压保护系统，其特征在于，所述硬件 保护系统包括电压基准源、电压比较电路以及硬件驱动电路，电压基准源用于输出基准电 压，作为电压比较电路的一路输入，电压比较电路的另一输入接口与高压处理电路的输出 端相连，电压比较电路比较高压处理电路的输出电压和高压基准源输出的基准电压，并基 于比较结果输出控制信号至硬件驱动电路，硬件驱动电路为高压接触器的驱动电路、根据 电压比较电路的控制信号来控制高压接触器的通断，其中，所述高压处理电路对高压电池 电压进行转换后输出至电压比较电路。
5. 如权利要求4所述的高压电池过欠压保护系统，其特征在于，电压比较电路为延时 比较电路，延时比较电路包括比较器和延时电路，电压基准源和高压处理电路的输出作为 比较器的输入，比较器通过对高压处理电路的输出电压和电压基准源的输出电压进行比较 来判定高压电池是否处于过压和欠压；如果处于过压或者欠压，并且超过延时电路设置的 时间，比较器的输出电平即发生反转，切断高压接触器。
6. 如权利要求4所述的高压电池过欠压保护系统，其特征在于，硬件驱动电路为光耦 电路或者MOSFET电路，电压比较电路的输出端与硬件驱动电路的输入控制端相连，所述硬 件驱动电路作为高压接触器中的接触器线圈的驱动电路。
7. 如权利要求4所述的高压电池过欠压保护系统，其特征在于，高压处理电路为降压 转换电路，所述高压处理电路通过电阻分压或电压隔离对高压电池电压进行降压处理。
8. 如权利要求1-3中任一项所述的高压电池过欠压保护系统，其特征在于，所述软件 保护系统包括CPU与CPU驱动电路，CPU采集高压电池电压并将之与参考电压进行比较，并 基于比较结果输出控制信号至CPU驱动电路，CPU驱动电路控制高压接触器的的通断。
9. 如权利要求8所述的高压电池过欠压保护系统，其特征在于，CPU通过所述高压处理 电路采集高压电池电压。
10. -种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的高压电池过欠压保 护系统，其中，所述汽车是电动车或混合动力车。
【专利摘要】本发明公开了一种高压电池过欠压保护系统及具有其的汽车。所述高压电池过欠压保护系统包括硬件保护系统与软件保护系统，硬件保护系统与软件保护系统相互独立地检测高压电池过欠压情况，并基于检测结果相互独立地控制高压主电路的通断。本发明所述的高压电池过欠压保护系统通过硬件和软件相结合的方式达到过欠压状况下断开高压接触器的目的，解决了现有技术中由于软件失效造成保护失效导致电池严重过充或过放的问题，提高了电池保护系统的工作可靠性，延长了电池的正常使用寿命。
【IPC分类】H02H7-18
【公开号】CN104852358
【申请号】CN201410414700
【发明人】闫永亮, 王野, 王忠民, 赵田丽, 王玉红
【申请人】北汽福田汽车股份有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2014年8月21日