車載動(dòng)力電池的保護(hù)裝置及具有其的車輛的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種車載動(dòng)力電池的保護(hù)裝置及具有其的車輛，其中車載動(dòng)力電池的保護(hù)裝置包括：第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管和第二MOS管串聯(lián)連接；用于采樣通過第一MOS管的電流的采樣電路，采樣電路與第一MOS管相連；驅(qū)動(dòng)控制電路，驅(qū)動(dòng)控制電路與采樣電路、第一MOS管和第二MOS管分別相連，驅(qū)動(dòng)控制電路控制第一MOS管開通和關(guān)斷，并根據(jù)采樣電路采樣的電流控制第二MOS管以控制通過第二MOS管的電流。所述車輛包括上述車載動(dòng)力電池的保護(hù)裝置。本實(shí)用新型提出的裝置，解決了磷酸鐵鋰電池滿足車載應(yīng)用環(huán)境的要求而需要克服的低溫充電問題，從而實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰電池完全替代鉛酸電池而應(yīng)用于車載動(dòng)力系統(tǒng)，綠色環(huán)保，并能有效保護(hù)電池。
【專利說明】車載動(dòng)力電池的保護(hù)裝置及具有其的車輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車輛【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置和具有該裝置的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前車輛上，常利用鉛酸電池作為整車啟動(dòng)電池，同時(shí)也作為儲(chǔ)能使用。雖然使用鉛酸電池較為安全，但是鉛酸電池含鉛，生產(chǎn)制造過程中會(huì)造成鉛污染的問題。當(dāng)前筆記本常用的一種磷酸鐵鋰電池，綠色環(huán)保。若將磷酸鐵鋰電池應(yīng)用于車載，即可解決鉛污染的問題。磷酸鐵鋰電池在零度以上的應(yīng)用環(huán)境內(nèi)，完全可以滿足車輛使用，等同鉛酸電池使用特性。但是，當(dāng)車輛在嚴(yán)寒情況下，例如工作的環(huán)境溫度達(dá)到零下20°C，甚至更低吋，電池的活性大大下降，磷酸鐵鋰電池難以滿足現(xiàn)有車載應(yīng)用環(huán)境的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的g在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)缺陷。
[0004]為此，本實(shí)用新型的第一個(gè)目的在于提出ー種車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，解決了磷酸鐵鋰電池滿足車載應(yīng)用環(huán)境的要求而需要克服的低溫充電問題，從而實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰電池完全替代鉛酸電池而應(yīng)用于車載動(dòng)カ系統(tǒng)，綠色環(huán)保。
[0005]本實(shí)用新型的第二個(gè)目的在于提出ー種具有上述車載動(dòng)力電池的保護(hù)裝置的車輛。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型一方面提出的ー種車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，包括:第一 MOS管和第二 MOS管，所述第一 MOS管和第二 MOS管串聯(lián)連接；用于采樣通過所述第一MOS管的電流的采樣電路，所述采樣電路與所述第一 MOS管相連；驅(qū)動(dòng)控制電路，所述驅(qū)動(dòng)控制電路與所述采樣電路、所述第一 MOS管和第二 MOS管分別相連，所述驅(qū)動(dòng)控制電路控制所述第一 MOS管開通和關(guān)斷，井根據(jù)所述采樣電路采樣的電流控制所述第二 MOS管以控制通過所述第二 MOS管的電流。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型提出的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，通過驅(qū)動(dòng)控制電路控制第一MOS管開通和關(guān)斷，并根據(jù)采樣電路采樣的電流控制第二 MOS管，以控制通過第二 MOS管的電流，從而對(duì)動(dòng)カ電池進(jìn)行有效保護(hù)。因此，本實(shí)用新型解決了磷酸鐵鋰電池在低溫環(huán)境下的充電問題，從而使磷酸鐵鋰電池能夠在全溫度范圍下，適用于車載環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰電池完全替代鉛酸電池而應(yīng)用于車載動(dòng)カ系統(tǒng)，進(jìn)而解決了鉛酸電池生產(chǎn)過程造成的鉛污染問題，緑色環(huán)保。
[0008]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型另ー方面提出了ー種車輛，該車輛包括如上所述的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型提出的車輛，能夠在全溫度范圍下使用磷酸鐵鋰電池，實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰電池完全替代鉛酸電池而應(yīng)用于車載動(dòng)カ系統(tǒng)，進(jìn)而解決了鉛酸電池生產(chǎn)過程造成的鉛污染問題，緑色環(huán)保。[0010]本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]本實(shí)用新型上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0012]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型ー個(gè)具體實(shí)施例的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置的電路圖；以及
[0014]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的車輛的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0016]下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本實(shí)用新型的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本實(shí)用新型。此外，本實(shí)用新型可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本實(shí)用新型提供了的各種特定的エ藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他エ藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0017]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0018]參照下面的描述和附圖，將清楚本實(shí)用新型的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本實(shí)用新型的實(shí)施例中的ー些特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本實(shí)用新型的實(shí)施例的原理的ー些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本實(shí)用新型的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0019]當(dāng)磷酸鐵鋰電池應(yīng)用于車載，替代鉛酸電池時(shí)，其應(yīng)用環(huán)境要比民用電腦惡劣的多。特別是，當(dāng)車輛在嚴(yán)寒情況下，例如工作的環(huán)境溫度達(dá)到零下20°C，甚至更低時(shí)，電池的活性大大下降，而此時(shí)車載情況變得較為復(fù)雜，尤其是負(fù)載突變將導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)電池大電流充放電，過大的充電電流會(huì)導(dǎo)電池壽命的急劇下降。
[0020]因此，在低溫下，因電池特性的制約，對(duì)充電電流有著嚴(yán)格的要求，只能允許較小充電電流，過大的充電電流會(huì)導(dǎo)致電池壽命衰減。而現(xiàn)有技術(shù)不能對(duì)低溫下電池的充電電流進(jìn)行有效控制，從而不能對(duì)電池進(jìn)行有效的充電保護(hù)，從而導(dǎo)致現(xiàn)有的對(duì)磷酸鐵鋰電池的控制并不能滿足車載環(huán)境需求，也就是低溫環(huán)境下的充電問題，致使磷酸鐵鋰電池不能完全替代鉛酸電池。
[0021]本實(shí)用新型正是基于上述問題而提出的一種車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，能夠解決磷酸鐵鋰電池滿足車載應(yīng)用環(huán)境的要求而需要克服的低溫充電問題，從而實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池完全替代鉛酸電池而應(yīng)用于車載動(dòng)カ系統(tǒng)，綠色環(huán)保。
[0022]下面參照附圖來描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提出的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置及車輛。
[0023]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置包括第一MOS管10、第二MOS管20、采樣電路30和驅(qū)動(dòng)控制電路40。其中，第一 MOS管10和第二 MOS管20串聯(lián)連接，采樣電路30與第一 MOS管10相連，采樣電路30用于采樣通過第一 MOS管10的電流。驅(qū)動(dòng)控制電路40與采樣電路30、第一 MOS管10和第二 MOS管20分別相連，驅(qū)動(dòng)控制電路40控制第一 MOS管10開通和關(guān)斷，并根據(jù)采樣電路30采樣的電流控制第二 MOS管20，以控制通過第二 MOS管20的電流，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池的有效保護(hù)。
[0024]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)控制電路40的ー個(gè)輸出端A輸出的可以為開關(guān)型驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)第一 MOS管10可以工作在開關(guān)狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)控制電路40的另ー個(gè)輸出端B輸出的可以為模擬型驅(qū)動(dòng)信號(hào)，即其輸出的驅(qū)動(dòng)電壓連續(xù)變化，以使第二 MOS管20可以工作在放大區(qū)。
[0025]如圖1所示，當(dāng)動(dòng)カ電池50處于放電條件下時(shí)，電流經(jīng)過第一 MOS管10、第二 MOS管20或者其本體寄生的ニ極管，從而形成放電回路。當(dāng)系統(tǒng)能量回饋動(dòng)カ電池50，對(duì)動(dòng)カ電池50進(jìn)行充電時(shí)，第二 MOS管20本體寄生的ニ極管截止，電流經(jīng)過第二 MOS管20，第一MOS管10，對(duì)動(dòng)カ電池50進(jìn)行充電。此時(shí)，第一 MOS管10完全導(dǎo)通，第二 MOS管20處于放大狀態(tài)，充電回路內(nèi)流過的電流大小取決于第二 MOS管20的柵極G的電壓，即由驅(qū)動(dòng)控制電路40的另ー個(gè)輸出端B輸出的模擬型驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制。驅(qū)動(dòng)控制電路40可根據(jù)米樣電路30采樣的電流動(dòng)態(tài)調(diào)整另ー個(gè)輸出端B輸出的模擬型驅(qū)動(dòng)信號(hào)，也可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)定值進(jìn)行輸出，從而實(shí)現(xiàn)控制充電回路內(nèi)流過的電流大小。
[0026]具體地，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，采樣電路30可以為采樣電阻Rlo其中，米樣電阻Rl的一端與第一MOS管10的源極S和地分別相連,米樣電阻Rl的另一端與第二 MOS管20的源極S和驅(qū)動(dòng)控制電路40相連，第一 MOS管10的柵極G和第二 MOS管20的柵極G均與驅(qū)動(dòng)控制電路40相連，第一 MOS管10的漏極D與動(dòng)カ電池50的正極相連，動(dòng)カ電池50的負(fù)極和第二 MOS管20的漏極D作為輸出端。需要說明的是，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，采樣電路30還可以是霍爾元件、電流互感器等，其實(shí)現(xiàn)原理相同，這里就不再一一贅述。
[0027]如圖2所示，驅(qū)動(dòng)控制電路40進(jìn)ー步包括控制器401、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器402以及運(yùn)算放大器403。其中，控制器401的第一控制輸出端A與第一 MOS管10的柵極G相連。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器402與控制器401的第二控制輸出端B相連。運(yùn)算放大器403的同相輸入端“ + ”與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器402相連，運(yùn)算放大器403的反相輸入端“-”與采樣電阻Rl的另ー端相連，運(yùn)算放大器403的輸出端與第二 MOS管20的柵極G相連。
[0028]在本實(shí)用新型的ー個(gè)具體示例中，如圖2所示，控制器401可以為MCU (MicroControl Unit,微控制單元)，并且MCU的l/0(lnput/0utput,輸入/輸出)ロ例如第一輸出端直接輸出高低信號(hào)以驅(qū)動(dòng)第一 MOS管10工作在開關(guān)狀態(tài)。一般情況下，車載動(dòng)力系統(tǒng)開始工作后，第一 MOS管10就處于完全導(dǎo)通狀態(tài)。米樣電路30例如米樣電阻R1、控制器401例如MCU、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器402以及運(yùn)算放大器403構(gòu)成了充放電智能控制回路。當(dāng)動(dòng)カ電池50充電時(shí)，根據(jù)動(dòng)カ電池50的充電特性，MCU控制數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器402的輸出電壓，井根據(jù)采樣電路采樣的電流，控制通過第二 MOS管20的電流，即控制充電電流的大小。其中，充電電流可由I=V/R計(jì)算得到，其中V為數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器402的輸出電壓，R為采樣電阻Rl的阻值。當(dāng)動(dòng)カ電池50放電時(shí)，電流經(jīng)電池50的正極、第一 MOS管10，采樣電阻R1、第二 MOS管20流向負(fù)載電路。此時(shí)，采樣電阻Rl與運(yùn)算放大器403反相輸入端“-”相連點(diǎn)的電位為負(fù)值，所以運(yùn)算法放大器403輸出高電平，第二 MOS管20處于完全導(dǎo)通狀態(tài)。
[0029]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，通過驅(qū)動(dòng)控制電路40對(duì)第二 MOS管20的驅(qū)動(dòng)電壓的控制，以控制通過第二 MOS管20的電流大小，從而實(shí)現(xiàn)了充電電流的控制。
[0030]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)カ電池50可以為磷酸鐵鋰電池。在低溫環(huán)境下，充電電流可以設(shè)定為該溫度下小于電池允許的最大充電電流，從而有效的保護(hù)動(dòng)カ電池，延長電池壽命。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型提出的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，通過驅(qū)動(dòng)控制電路控制第一MOS管開通和關(guān)斷，并根據(jù)采樣電路采樣的電流控制第二 MOS管，以控制通過第二 MOS管的電流，從而對(duì)動(dòng)カ電池進(jìn)行有效保護(hù)。因此，本實(shí)用新型解決了磷酸鐵鋰電池在低溫環(huán)境下的充電問題，從而使磷酸鐵鋰電池能夠在全溫度范圍下，適用于車載環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰電池完全替代鉛酸電池而應(yīng)用于車載動(dòng)カ系統(tǒng)，進(jìn)而解決了鉛酸電池生產(chǎn)過程造成的鉛污染問題，緑色環(huán)保。
[0032]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的車輛的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該車輛301包括如上所述的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置302。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型提出的車輛，能夠在全溫度范圍下使用磷酸鐵鋰電池，實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰電池完全替代鉛酸電池而應(yīng)用于車載動(dòng)カ系統(tǒng)，進(jìn)而解決了鉛酸電池生產(chǎn)過程造成的鉛污染問題，緑色環(huán)保。
[0034]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“ー個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“ー些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少ー個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0035]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，其特征在于，包括: 第一 MOS管和第二 MOS管，所述第一 MOS管和第二 MOS管串聯(lián)連接； 用于米樣通過所述第一 MOS管的電流的米樣電路,所述米樣電路與所述第一 MOS管相連； 驅(qū)動(dòng)控制電路，所述驅(qū)動(dòng)控制電路與所述采樣電路、所述第一 MOS管和第二 MOS管分別相連，所述驅(qū)動(dòng)控制電路控制所述第一 MOS管開通和關(guān)斷，并根據(jù)所述采樣電路采樣的電流控制所述第二 MOS管以控制通過所述第二 MOS管的電流。
2.如權(quán)利要求1所述的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，其特征在于，所述采樣電路為采樣電阻。
3.如權(quán)利要求2所述的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，其特征在干，所述采樣電阻的一端與所述第一 MOS管的源極和地分別相連，所述采樣電阻的另一端與所述第二 MOS管的源極和所述驅(qū)動(dòng)控制電路相連，所述第一 MOS管的柵極和所述第二 MOS管的柵極均與所述驅(qū)動(dòng)控制電路相連，所述第一 MOS管的漏極與動(dòng)力電池的正極相連，所述動(dòng)カ電池的負(fù)極和所述第二 MOS管的漏極作為輸出端。
4.如權(quán)利要求3所述的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制電路進(jìn)ー步包括: 控制器，所述控制器的第一控制輸出端與所述第一 MOS管的柵極相連； 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器與所述控制器的第二控制輸出端相連； 運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器相連，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端與所述采樣電阻的另一端相連，所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述第二MOS管的柵極相連。
5.如權(quán)利要求1所述的車載動(dòng)カ電池的保護(hù)裝置，其特征在干，動(dòng)カ電池為磷酸鐵鋰電池。
6.ー種車輛，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的車載動(dòng)力電池的保護(hù)裝置。
【文檔編號(hào)】H01M10/42GK203434251SQ201320453668
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】于海軍 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司