全文摘要
本实用新型涉及一种BMS均衡失效检测电路，包括均衡电路模块和检测模块，均衡电路模块包括多个均衡电路单元，每个均衡电路单元均包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和场效应管，第一电阻的一端和第二电阻的一端分别连接电源模块中的一个单体电芯的正极和负极，第一电阻的另一端连接第三电阻的一端；第三电阻的另一端和第二电阻的另一端分别连接场效应管的第一端和第二端；第一电阻和第三电阻的公共端、第二电阻和场效应管的公共端均连接检测模块；检测模块还连接场效应管的控制端。本实用新型通过检测模块控制均衡电路单元的通断，并采集均衡单元单元的电压，根据均衡电路单元处于不同通断状态下的电压进行对比分析，即可判断均衡是否失效。
主设计要求
1.一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：包括均衡电路模块和检测模块，所述均衡电路模块包括多个均衡电路单元，每个所述均衡电路单元的一端均对应的与电源模块中的一个单体电芯连接，每个所述均衡电路单元的另一端均与所述检测模块连接；每个所述均衡电路单元均包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和场效应管，所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端分别连接电源模块中的一个单体电芯的正极和负极，所述第一电阻的另一端连接所述第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端和所述第二电阻的另一端分别连接所述场效应管的第一端和第二端；所述第一电阻和所述第三电阻的公共端、所述第二电阻和所述场效应管的公共端均连接所述检测模块；所述检测模块还连接所述场效应管的控制端。
设计方案
1.一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：包括均衡电路模块和检测模块，所述均衡电路模块包括多个均衡电路单元，每个所述均衡电路单元的一端均对应的与电源模块中的一个单体电芯连接，每个所述均衡电路单元的另一端均与所述检测模块连接；
每个所述均衡电路单元均包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和场效应管，所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端分别连接电源模块中的一个单体电芯的正极和负极，所述第一电阻的另一端连接所述第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端和所述第二电阻的另一端分别连接所述场效应管的第一端和第二端；
所述第一电阻和所述第三电阻的公共端、所述第二电阻和所述场效应管的公共端均连接所述检测模块；所述检测模块还连接所述场效应管的控制端。
2.根据权利要求1所述一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：所述检测模块和所述场效应管之间串联有第四电阻。
3.根据权利要求2所述一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：每个所述均衡电路单元还包括第五电阻和指示灯，所述第五电阻的一端连接所述第三电阻和所述场效应管的公共端，所述第五电阻的另一端连接所述指示灯的一端，所述指示灯的另一端连接所述第一电阻和所述单体电芯的公共端。
4.根据权利要求1至3中任一所述一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：所述第二电阻和所述场效应管的公共端与所述检测模块之间串联有第六电阻；所述第六电阻和所述检测模块的公共端串联第一电容后接地。
5.根据权利要求4所述一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：所述第一电阻和所述第三电阻的公共端与所述检测模块之间串联有第七电阻；所述第七电阻和所述检测模块的公共端串联第二电容后接地。
6.根据权利要求5所述一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：所述第六电阻和所述第一电容的公共端与第一二极管的负极连接，所述第一二极管的正极接地。
7.根据权利要求6所述一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：所述第七电阻和所述第二电容的公共端与第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极接地。
8.根据权利要求7所述一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：所述第一二极管和所述第二二极管均为瞬态抑制二极管。
9.根据权利要求5至8中任一所述一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：所述第三电阻的阻值为所述第一电阻的阻值的3-15倍。
10.根据权利要求1所述一种BMS均衡失效检测电路，其特征在于：所述第一电阻和所述第二电阻的精度为1％。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种BMS均衡失效检测电路。
背景技术
随着新能源行业的兴起,锂电池的应用越来越广泛。锂电池一般由多个单体电芯组成，在实际充放电过程中各个单体电芯可能会出现容量不平衡差异，这就需要通过均衡来消除短板效应,使其发挥更好的充放电效果。然而现有的被动均衡只可检测电池是否掉线，而无法检测是否有均衡。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种BMS均衡失效检测电路，以克服上述现有技术中的不足。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种BMS均衡失效检测电路，包括均衡电路模块和检测模块，均衡电路模块包括多个均衡电路单元，每个均衡电路单元的一端均对应的与电源模块中的一个单体电芯连接，每个均衡电路单元的另一端均与检测模块连接；
每个均衡电路单元均包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和场效应管，第一电阻的一端和第二电阻的一端分别连接电源模块中的一个单体电芯的正极和负极，第一电阻的另一端连接第三电阻的一端；第三电阻的另一端和第二电阻的另一端分别连接场效应管的第一端和第二端；
第一电阻和第三电阻的公共端、第二电阻和场效应管的公共端均连接检测模块；检测模块还连接场效应管的控制端。
本实用新型的有益效果是：将第一电阻、第三电阻和场效应管的公共端作为一个电压采集点，将第二电阻和场效应管的公共端作为另一个电压采集点；通过检测模块控制均衡电路单元的通断，并采集均衡电路单元的电压，根据均衡电路单元处于不同通断状态下的电压进行对比分析，即可判断均衡是否失效。
进一步：检测模块和场效应管之间串联有第四电阻。
上述进一步方案的有益效果是：第四电阻为限流电阻，起到限流作用。
进一步：每个均衡电路单元还包括第五电阻和指示灯，第五电阻的一端连接第三电阻和场效应管的公共端，第五电阻的另一端连接指示灯的一端，指示灯的另一端连接第一电阻和单体电芯的公共端。
上述进一步方案的有益效果是：当出现均衡失效时，指示灯点亮，操作人员可进一步通过指示灯确认均衡失效单体电芯，以避免出现误报。
进一步：第二电阻和场效应管的公共端与检测模块之间串联有第六电阻；第六电阻和检测模块的公共端串联第一电容后接地。
进一步：第一电阻和第三电阻的公共端与检测模块之间串联有第七电阻；第七电阻和检测模块的公共端串联第二电容后接地。
上述进一步方案的有益效果是：通过在均衡电路单元和检测模块之间设置滤波电路，能够提高电压检测结果的准确度。
进一步：第六电阻和第一电容的公共端与第一二极管的负极连接，第一二极管的正极接地。
进一步：第七电阻和第二电容的公共端与第二二极管的负极连接，第二二极管的正极接地。
进一步：第一二极管和第二二极管均为瞬态抑制二极管。
上述进三步方案的有益效果是：瞬态抑制二极管是一种二极管形式的高效能保护器件；能够用来抑制瞬时电压尖峰，减少尖峰电压对元器件的损耗。
进一步：第三电阻的阻值为第一电阻的阻值的3-15倍。
上述进一步方案的有益效果是：能够保证均衡电路单元导通时第一电阻承受较小的功率，而第三电阻采用大功率电阻，承担均衡生效时的能量消耗。
进一步：第一电阻和第二电阻的精度为1％。
附图说明
图1为本实用新型一种BMS均衡失效检测电路的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型实施例1一种BMS均衡失效检测电路，包括均衡电路模块和检测模块，均衡电路模块包括多个均衡电路单元，每个均衡电路单元的一端均对应的与电源模块中的一个单体电芯连接，每个均衡电路单元的另一端均与检测模块连接；
每个均衡电路单元均包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和场效应管Q1，第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端分别连接电源模块中的一个单体电芯的正极和负极，第一电阻R1的另一端连接第三电阻R3的一端；第三电阻R3的另一端和第二电阻R2的另一端分别连接场效应管Q1的第一端和第二端；
第一电阻R1和第三电阻R3的公共端、第二电阻R2和场效应管Q1的公共端均连接检测模块；检测模块还连接场效应管Q1的控制端。
其中，BMS是BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的缩写，指电池管理系统。
本实用新型将第一电阻R1、第三电阻R3和场效应管Q1的公共端作为一个电压采集点，将第二电阻R2和场效应管Q1的公共端作为另一个电压采集点；通过检测模块控制均衡电路单元的通断，并采集均衡电路单元的电压，根据均衡电路单元处于不同通断状态下的电压进行对比分析，即可判断均衡是否失效。
具体检测方法为：
在均衡开始之前，由于没有电流通过电阻R1，根据U＝IR可知，(U为电阻R上的压降，这个电压是通过均衡前后的电压计算出来，然后与标准压降值做比较；R即为R0……Rn；I为均衡电流)电阻R1上面的压降值为0。
当通过检测模块检测到某一单体电芯的电压为最高或者是需要均衡的单体电芯时，记录此时的电压为U1(均衡前每个单体电芯的电池电压)；然后均衡开启，此时会有电流通过电阻R1,记录电压为U2(电池均衡开启之后每个单体电芯的电池电压)。
计算均衡前后的压降U＝U2-U1，由于被动均衡是定值电阻放电，其电流值为I＝U2\/R’，R’为放电电阻阻值，其与第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值相关；如果均衡正常，则U＝IR3等式会成立(误差范围内均认为成立)。
通过硬件电路中的一个特定电阻产生压降，比较均衡前后采集的电压数据，判断电路是否开始工作，如果有一个特定的压降可以判断该电路均衡正常，如果没有则说明均衡指令没有动作，均衡失效。
本实用新型实施例2一种BMS均衡失效检测电路，在实施例1的基础上，检测模块和场效应管Q1之间串联有第四电阻R4。第四电阻R4起到限流的作用。
本实用新型实施例3一种BMS均衡失效检测电路，在实施例1或2的基础上，每个均衡电路单元还包括第五电阻R5和指示灯LED，第五电阻R5的一端连接第三电阻R3和场效应管Q1的公共端，第五电阻R5的另一端连接指示灯LED的一端，指示灯LED的另一端连接第一电阻R1和单体电芯的公共端。
当出现均衡失效时，指示灯LED点亮，操作人员可进一步通过指示灯LED确认均衡失效单体电芯，以避免出现误报。
本实用新型实施例4一种BMS均衡失效检测电路，在实施例1至3中任一实施例的基础上，第二电阻R2和场效应管Q1的公共端与检测模块之间串联有第六电阻R6；第六电阻R6和检测模块的公共端串联第一电容C1后接地。
本实用新型实施例5一种BMS均衡失效检测电路，在实施例4的基础上，第一电阻R1和第三电阻R3的公共端与检测模块之间串联有第七电阻R7；第七电阻R7和检测模块的公共端串联第二电容C2后接地。
通过在均衡电路单元和检测模块之间设置滤波电路，能够提高电压检测结果的准确度。
本实用新型实施例6一种BMS均衡失效检测电路，在实施例5的基础上，第六电阻R6和第一电容C1的公共端与第一二极管D1的负极连接，第一二极管D1的正极接地。
本实用新型实施例7一种BMS均衡失效检测电路，在实施例6的基础上，第七电阻R7和第二电容C2的公共端与第二二极管D2的负极连接，第二二极管D2的正极接地。
本实用新型实施例8一种BMS均衡失效检测电路，在实施例7的基础上，第一二极管D1和第二二极管D2均为瞬态抑制二极管。
瞬态抑制二极管是一种二极管形式的高效能保护器件；能够用来抑制瞬时电压尖峰，减少尖峰电压对元器件的损耗。
本实用新型实施例9一种BMS均衡失效检测电路，在实施例1至8中任一实施例的基础上，第三电阻R3的阻值为第一电阻R1的阻值的3-15倍。
能够保证均衡电路单元导通时第一电阻R1承受较小的功率，而第三电阻R3采用大功率电阻，承担均衡生效时的能量消耗。
本实用新型实施例10一种BMS均衡失效检测电路，在实施例1至9中任一实施例的基础上，第一电阻R1和第二电阻R2的精度为1％。
以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920065167.4
申请日:2019-01-15
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209707666U
授权时间:20191129
主分类号:G01R31/396
专利分类号:G01R31/396
范畴分类:31F;
申请人:珠海银隆电器有限公司;银隆新能源股份有限公司
第一申请人:珠海银隆电器有限公司
申请人地址:519000 广东省珠海市金湾区三灶镇金湖路16号2号厂房A区
发明人:马有镇;姚高亮
第一发明人:马有镇
当前权利人:珠海银隆电器有限公司
代理人:柳兴坤;刘馨月
代理机构:11593
代理机构编号:北京博讯知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11593
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