電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型適用于電池保護，提供了電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路，包括：信號采樣單元，用于對電動車的負載電流進行采樣，并將所述采樣電流轉(zhuǎn)化為采樣電壓后輸出；檢測單元，用于在檢測到采樣電壓達到預(yù)設(shè)的閾值時，輸出高電平信號；硬件保護單元，用于檢測到高電平信號后，切斷鋰電池組和車輛負載的連接。本實用新型能夠保證當(dāng)車輛的鋰電池組出現(xiàn)如短路或者過流的情況時，硬件保護單元能及時響應(yīng)，自動切斷鋰電池組與車輛負載的連接，進一步地，檢測單元中正反饋的引入，使得輸出信號比較穩(wěn)定，一旦檢測單元鎖定鋰電池組出現(xiàn)異常即輸出高電平，即使電流波動也不會有影響，輸出的信號仍然不變，除非使用軟件解鎖方能使輸出信號改變。
【專利說明】
電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電動車電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車所造成的環(huán)境問題和石油資源緊缺使人們將視野投向了新能源汽車。純電動汽車以其能真正實現(xiàn)“零排放”而成為電動汽車的重要發(fā)展方向。鋰離子電池憑借其優(yōu)良的性能，成為了新一代電動汽車的理想動力源。但是，鋰電池電動車的廣泛應(yīng)用也存在著一些問題，比如電池放電過流，短路等，都會導(dǎo)致電池壽命大大縮短；因此鋰電池在使用過程中，必須實時監(jiān)控，遇到異常情況時，及時處理，將電池傷害降到最低。傳統(tǒng)的方案中，CPU實時監(jiān)測電池放電電流，若達到一定程度，則認為是過流或者短路，此時CPU斷開放電開關(guān)，以起到保護電池的作用;但是使用此種方案有兩個缺陷:
[0003]—:響應(yīng)速度慢，若CPU此時正在處理其他事情，則不能夠及時響應(yīng)，導(dǎo)致電池受到傷害；
[0004]二:可靠性低，若軟件異常，則無法起到保護作用。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路，旨在現(xiàn)有技術(shù)使用(PU進行電池放電監(jiān)控時響應(yīng)速度慢，可靠性低的問題。
[0006]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路，包括:
[0007]信號采樣單元，用于對電動車的負載電流進行采樣，并將所述采樣電流轉(zhuǎn)化為采樣電壓后輸出；
[0008]檢測單元，與所述信號采樣單元相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的閾值時，輸出高電平信號；
[0009]硬件保護單元，用于檢測到所述高電平信號后，切斷鋰電池組和車輛負載的連接。
[0010]進一步地，所述信號采樣單元包括串聯(lián)在車輛負載中的采樣電阻；
[0011]以11表示所述負載電流，RO表示所述采樣電阻，Vout表示所述采樣電壓，則:Vout= Il*R0o
[0012]進一步地，所述檢測單元包括短路檢測單元和過流檢測單元；
[0013]所述短路檢測單元，分別與所述信號采樣單元和所述硬件保護單元相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的短路電壓閾值時，輸出第一高電平信號；
[0014]所述過流檢測單元，分別與所述信號采樣單元和所述硬件保護單元相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的過流電壓閾值時，輸出第二高電平信號。
[0015 ]進一步地，所述放電電流硬件保護電路還包括故障恢復(fù)單元；
[0016]所述故障恢復(fù)單元，與所述過流檢測單元連接，用于在檢測到所述第二高電平信號后開始計時，在達到預(yù)設(shè)的時間閾值后，輸出恢復(fù)信號用于控制所述過流檢測單元輸出供電信號；
[0017]所述硬件保護單元在檢測到所述供電信號后，導(dǎo)通所述鋰電池組和所述車輛負載的連接，所述鋰電池組向所述車輛負載供電。
[0018]進一步地，所述短路檢測單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一比較器、第一電源、第一二極管、第二二極管和第一電容；
[0019]所述信號采樣單元的第一輸出端通過所述第一電阻接入所述第一比較器的反相輸入端;所述信號采樣單元的第二輸出端通過所述第三電阻接入所述第一比較器的同相輸入端;所述第一電源通過所述第二電阻接入所述第一比較器的反相輸入端;所述第一電容的第一端接地，所述第一電容的第二端接入所述第一比較器的同相輸入端;所述第一二極管的正極連接所述第一比較器的輸出端，所述第一二極管的負極連接所述硬件保護單元的輸入端;所述第二二極管的正極通過所述第四電阻連接所述第一比較器的輸出端，所述第二二極管的負極連接所述第一比較器的同相輸入端。
[0020]進一步地，所述過流檢測單元包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第二電源、第二比較器、第三二極管、第四二極管和第二電容；
[0021]所述信號采樣單元的第一輸出端通過所述第五電阻接入所述第二比較器的反相輸入端;所述信號采樣單元的第二輸出端通過所述第七電阻接入所述第二比較器的同相輸入端;所述第二電源通過所述第六電阻接入所述第二比較器的反相輸入端;所述第二電容的第一端接地，所述第二電容的第二端接入所述第二比較器的同相輸入端;所述第三二極管的正極連接所述第二比較器的輸出端，所述第三二極管的負極連接所述硬件保護單元的輸入端;所述第四二極管的正極通過所述第八電阻連接所述第二比較器的輸出端，所述第四二極管的負極連接所述第二比較器的同相輸入端。
[0022]進一步地，所述故障恢復(fù)單元包括處理器、第九電阻、第十電阻和第六場效應(yīng)晶體管；
[0023]所述處理器的輸入端連接所述第二比較器的輸出端，所述處理器輸出端通過所述第九電阻連接至所述第六場效應(yīng)晶體管的柵極;所述第十電阻的第一端連接所述第六場效應(yīng)晶體管的柵極，所述第十電阻的第二端接地;所述第六場效應(yīng)晶體管的源極接地，所述第六場效應(yīng)晶體管的漏極通過所述第八電阻的連接到所述第二比較器的輸出端。
[0024]進一步地，所述第六場效應(yīng)晶體管為N溝道MOS管。
[0025]進一步地，所述硬件保護單元包括第一場效應(yīng)晶體管、第二場效應(yīng)晶體管、第三場效應(yīng)晶體管、第四場效應(yīng)晶體管、第五場效應(yīng)晶體管、第^^一電阻、第十二電阻、第十三電阻和第三電源；
[0026]所述第一場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述檢測單元的輸出端，所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極連接所述第二場效應(yīng)晶體管的柵極，所述第一場效應(yīng)晶體管的源極接地;所述第十一電阻的第一端連接所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第十一電阻的第二端接地;所述第三電源通過所述第十二電阻連接至所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第二場效應(yīng)晶體管的源極接地;所述第三場效應(yīng)晶體管的漏極通過所述第十三電阻連接所述第三電源，所述第三場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第三場效應(yīng)晶體管的源極連接所述第四場效應(yīng)晶體管的漏極;所述第四場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第四場效應(yīng)晶體管的源極接地;所述第五場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述第三場效應(yīng)晶體管的源極，所述第五場效應(yīng)晶體管的漏極連接所述鋰電池組的負端，所述第五場效應(yīng)晶體管的源極連接所述車輛負載的負載地端。
[0027]進一步地，所述第一場效應(yīng)晶體管、所述第二場效應(yīng)晶體管、所述第三場效應(yīng)晶體管和所述第五場效應(yīng)晶體管均為N溝道MOS管，所述第四場效應(yīng)晶體管為P溝道MOS管。
[0028]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:本實用新型能夠保證當(dāng)車輛的鋰電池組出現(xiàn)如短路或者過流的情況時，硬件保護單元能及時響應(yīng)，自動切斷鋰電池組與車輛負載的連接，而不受CPU軟件控制，能夠?qū)崟r的保護電池；即使CPU軟件出現(xiàn)異常，仍然不受影響。進一步地，檢測單元中正反饋的引入，使得輸出信號比較穩(wěn)定，一旦檢測單元鎖定鋰電池組出現(xiàn)異常即輸出高電平，即使電流波動也不會有影響，輸出的信號仍然不變，除非使用軟件解鎖方能使輸出信號改變，通過本實用新型能夠大大提高系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型實施例提供的一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0030]圖2是本實用新型實施例提供的信號采樣單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3是本實用新型實施例提供的短路檢測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4是本實用新型實施例提供的過流檢測單元和故障恢復(fù)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖5是本實用新型實施例提供的硬件保護單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖6是本實用新型實施例提供的故障恢復(fù)單元的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0035]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0036]本實用新型提供一種硬件自動保護的電路，在電流出現(xiàn)過流或者短路的情況下，由硬件自動切斷電池開關(guān)，起到保護電池的作用，基于此，本實用新型提供了如圖1所示的一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路，包括:
[0037]信號采樣單元I，用于對電動車的負載電流進行采樣，并將所述采樣電流轉(zhuǎn)化為采樣電壓后輸出；
[0038]檢測單元2，與信號采樣單元I相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的閾值時，輸出高電平信號。更具體的，檢測單元2包括短路檢測單元21和過流檢測單元22;短路檢測單元21，分別與信號采樣單元I和硬件保護單元3相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的短路電壓閾值時，輸出第一高電平信號;過流檢測單元22，分別與信號采樣單元I和硬件保護單元3相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的過流電壓閾值時，輸出第二高電平信號。
[0039]硬件保護單元3，分別與所述鋰電池組、檢測單元2和車輛負載相連接，用于檢測到所述高電平信號后，切斷所述鋰電池組和所述車輛負載的連接。
[0040]進一步地，信號采樣單元I通過小阻值大功率的采樣電阻將負載電流轉(zhuǎn)化成采樣電壓，供檢測單元2使用。信號采樣單元I包括串聯(lián)在車輛負載中的采樣電阻，結(jié)構(gòu)如圖2所示，以Il表示所述負載電流，RO表示所述采樣電阻，Vout表示所述采樣電壓，則:
[0041]Vout = 11*R0;------(I)
[0042]其中:Vout為信號采樣單元I輸出的采樣電壓值，即采樣電阻RO兩端的電壓。
[0043]進一步地，為了能夠在硬件保護單元3因為過流而斷開鋰電池組與車輛負載的連接，在電流穩(wěn)定后及時恢復(fù)供電保證電動車的及時運行，所述放電電流硬件保護電路還包括故障恢復(fù)單元4，與過流檢測單元22連接，用于在檢測到所述第二高電平信號后開始計時，在達到預(yù)設(shè)的時間閾值后，輸出恢復(fù)信號用于控制過流檢測單元22輸出供電信號;硬件保護單元3在檢測到所述供電信號后，導(dǎo)通所述鋰電池組和所述車輛負載的連接，所述鋰電池組向所述車輛負載供電。
[0044]如圖3所示，短路檢測單元21包括第一電阻R5、第二電阻R6、第三電阻R4、第四電阻Rl、第一比較器Ul、第一電源VCC3.3、第一二極管Dl、第二二極管D2和第一電容Cl;信號采樣單元I的第一輸出端通過第一電阻R5接入第一比較器Ul的反相輸入端;信號采樣單元I的第二輸出端通過第三電阻R4接入第一比較器Ul的同相輸入端;第一電源VCC3.3通過第二電阻R6接入第一比較器Ul的反相輸入端;第一電容Cl的第一端接地，第一電容Cl的第二端接入第一比較器Ul的同相輸入端;第一二極管Dl的正極連接第一比較器Ul的輸出端，第一二極管Dl的負極連接硬件保護單元I的輸入端;第二二極管D2的正極通過第四電阻Rl連接第一比較器Ul的輸出端，第二二極管D2的負極連接第一比較器Ul的同相輸入端。
[0045]下面進一步地解釋短路檢測單元21的檢測實現(xiàn)原理:圖3中，以Vl表示第一比較器Ul的反相端電壓，V2表示第一比較器Ul的同相端電壓，則:
[0046]第一比較器Ul的反相端電壓為:
[0047 ] Vl = R5/ (R5+R6) *VCC3.3 = 0.3V ；------(2)
[0048]其中，R5= 30KQ ,R6 = 300KQ ,VCC3.3 = 3.3V；
[0049]第一比較器Ul的同相端電壓為:
[0050]V2 = I1*R0;------(3)
[0051]其中Il為負載電流，R0 = 2mQ。由公式(I)可知，第一比較器Ul同相端的電壓等于信號采樣單元I的采樣電壓，即V2 = Vout。
[0052]圖3中的第三電阻R4和第一電容Cl起濾波和隔離的作用，當(dāng)V2>V1時，第一比較器Ul的同相端電壓高于反相端電壓，此時第一比較器Ul的輸出端SN輸出第一高電平信號。所述第一高電平信號作為硬件保護單元3的輸入信號，硬件保護單元3根據(jù)輸入的所述第一高電平信號切斷鋰電池組的負端MT-與車輛負載的負載GND之間的連接，使得鋰電池組無法向車輛負載供電，達到保護的作用。由上述公式(I)和公式(2)可知，當(dāng)V2>V1，S卩I1*R0>
0.3時，第一比較器Ul輸出第一高電平信號，因此，把V2 = V1時的負載電流認為是短路電流，所述短路電流記為Is，以此時信號采樣單元I的采樣電壓記為Vouts，達到短路電壓，SPVouts = Is^RO = 0.3￥，其中1?0 = 201110，可以計算出短路電流Is = 150A，有上述公式(I)、
(2)、( 3)可知，改變R5、R6的取值比例可以改變短路電流Is的取值閾值。
[0053]如圖4所示，過流檢測單元22包括第五電阻R15、第六電阻R16、第七電阻R14、第八電阻R10、第二電源VCC3.3、第二比較器U2、第三二極管D3、第四二極管D4和第二電容C10;信號采樣單元I的第一輸出端通過第五電阻R15接入第二比較器U2的反相輸入端;信號采樣單元I的第二輸出端通過第七電阻R14接入第二比較器U2的同相輸入端;第二電源VCC3.3通過第六電阻R16接入第二比較器U2的反相輸入端;第二電容ClO的第一端接地，第二電容ClO的第二端接入第二比較器U2的同相輸入端；第三二極管D3的正極連接第二比較器U2的輸出端，第三二極管D3的負極連接硬件保護單元3的輸入端;第四二極管D4的正極通過第八電阻RlO連接第二比較器U2的輸出端，第四二極管D4的負極連接第二比較器U2的同相輸入端。
[0054]故障恢復(fù)單元4包括處理器、第九電阻R11、第十電阻R12和第六場效應(yīng)晶體管Mil;所述處理器的輸入端連接第二比較器U2的輸出端，所述處理器輸出端通過第九電阻Rll連接至第六場效應(yīng)晶體管Mll的柵極;第十電阻R12的第一端連接第六場效應(yīng)晶體管Mll的柵極，第十電阻Rl 2的第二端接地;第六場效應(yīng)晶體管Ml I的源極接地，第六場效應(yīng)晶體管Ml I的漏極通過第八電阻RlO的連接到第二比較器U2的輸出端。
[0055]下面進一步地解釋過流檢測單元22的檢測實現(xiàn)原理:如圖4所示，過流檢測單元22的工作原理與短路檢測單元21的工作原理相同，但是過流電流Id比短路電流Is要?。划?dāng)負載電流大于過流電流Id時，第二比較器U2同相端電壓高于反相端電壓，此時第二比較器U2輸出第二高電平信號，所述第二高電平信號作為硬件保護單元3的輸入信號，硬件保護單元3根據(jù)輸入的所述第二高電平信號切斷鋰電池組的負端MT-與車輛負載的負載GND之間的連接，使得鋰電池組無法向車輛負載供電，達到保護的作用。
[0056]圖4中，第七電阻R14和第二電容ClI起濾波和隔離的作用，以V3表示第二比較器U2的反相端電壓，V4表示第二比較器的同相端電壓，則:
[0057]V3 = R15/(R15+R16)*VCC3.3 = 0.127V；------(4)
[0058]其中，R15= 30KQ ,R16 = 750KQ ,VCC3.3 = 3.3V；
[0059]當(dāng)?shù)诙容^器U2的同相端電壓V4和反相端電壓V3相同時，將此時的負載電流即為過流電流，過流電流以Id表示，以此時電壓采樣單元I輸出的采樣電壓為過流電壓，以Voutd表示，即:
[0060]V3 = Voutd = Id*R0;------(5)
[0061]其中R0 = 20mQ，可以計算得出Id = 63.5A，即過流電流為63.5A，同理，改變R15、R16的取值比例可以改變過流電流的取值閾值。
[0062]如圖5所示，硬件保護單元3包括第一場效應(yīng)晶體管Ml、第二場效應(yīng)晶體管M2、第三場效應(yīng)晶體管M3、第四場效應(yīng)晶體管M4、第五場效應(yīng)晶體管M5、第^^一電阻R8、第十二電阻R9、第十三電阻R13和第三電源VCC3.3;第一場效應(yīng)晶體管Ml的柵極連接檢測單元2的輸出端，第一場效應(yīng)晶體管Ml的漏極連接第二場效應(yīng)晶體管M2的柵極，第一場效應(yīng)晶體管Ml的源極接地;第十一電阻R8的第一端連接第一場效應(yīng)晶體管Ml的漏極，第十一電阻R8的第二端接地;第三電源VCC3.3通過第十二電阻R9連接至第二場效應(yīng)晶體管M2的漏極，第二場效應(yīng)晶體管M2的源極接地；第三場效應(yīng)晶體管M3的漏極通過第十三電阻Rl 3連接第三電源VCC3.3，第三場效應(yīng)晶體管M3的柵極連接第二場效應(yīng)晶體管M2的漏極，第三場效應(yīng)晶體管M3的源極連接第四場效應(yīng)晶體管M4的漏極;第四場效應(yīng)晶體管M4的柵極連接第二場效應(yīng)晶體管M2的漏極，第四場效應(yīng)晶體管M4的源極接地;第五場效應(yīng)晶體管M5的柵極連接第三場效應(yīng)晶體管M3的源極，第五場效應(yīng)晶體管M5的漏極連接所述鋰電池組的負端MT-，第五場效應(yīng)晶體管M5的源極連接所述車輛負載的負載地端GND。
[0063]硬件保護單元4是這樣工作的:當(dāng)輸入端(節(jié)點Hl)為高電平時，第一場效應(yīng)晶體管Ml導(dǎo)通，此時節(jié)點H2為低電平，第二場效應(yīng)晶體管M2截止，節(jié)點H3為高電平，第四場效應(yīng)晶體管M4導(dǎo)通，節(jié)點H4為低電平，導(dǎo)致第五場效應(yīng)晶體管M5截止，此時BAT-與GND斷開，即鋰電池組的電池負端和車輛負載的負載地斷開，鋰電池組不再為車輛負載供電。
[0064]結(jié)合上述表述與圖6，進一步闡述故障恢復(fù)單元4的工作原理:處理器實時檢測過流檢測單元22的輸出信號DN;當(dāng)DN為高電平時，硬件保護單元3開啟工作;此時處理器開始計時，達到自恢復(fù)時間后(即達到預(yù)設(shè)的時間閾值后)，開啟軟件解鎖，即RU_DU_1(放電過流控制引腳)輸出高電平。當(dāng)處理器的輸出弓I腳RU_DU_1輸出為高電平時，第六場效應(yīng)管Ml I導(dǎo)通，使得過流檢測單元22的輸出端的的電壓為低，則硬件保護單元3的輸入端Hl為低電平，Ml截止，M2導(dǎo)通，節(jié)點H3為低電平，M3導(dǎo)通，此時節(jié)點H4為高電平，M5導(dǎo)通，BAT-與GND連接，即鋰電池組和車輛負載連接，鋰電池組恢復(fù)向車輛負載供電。
[0065]在本實施例中，第六場效應(yīng)晶體管Mll、第一場效應(yīng)晶體管Ml、第二場效應(yīng)晶體管M2、第三場效應(yīng)晶體管M3和第五場效應(yīng)晶體管M5均為N溝道MOS管;第四場效應(yīng)晶體管M4為P溝道MOS管;處理器為CPU。
[0066]在本實用新型中，過流檢測單元22和短路檢測單元21中分別引入正反饋，電流過大時，過流檢測單元22或短路檢測單元21輸出高電平，正反饋鎖定過流檢測單元22或短路檢測單元21的輸出信號。
[0067]硬件保護單元3切斷電池供電開關(guān)后，檢測單元(過流檢測單元22或短路檢測單元21)的輸出被鎖定，此時處理器會根據(jù)實際情況解鎖過流檢測單元22，使電池恢復(fù)正常供電。
[0068]過流和短路檢測中，引入正反饋的目的是為了防止信號采樣單元I的采樣電壓信號不穩(wěn)定，引起比較器輸出不穩(wěn)定，正反饋在此能起到穩(wěn)定輸出的作用，一旦比較器輸出高電平，除非軟件解鎖，否則即使同相端電壓低于反相端電壓，輸出一樣不能翻轉(zhuǎn)。而檢測單元2檢測到過流后，切斷電池供電；故障恢復(fù)單元4檢測到第二高電平信號后，延時一段時間(故障自恢復(fù)時間)，自動恢復(fù)供電，車輛負載開始工作。檢測單元檢測到短路后，故障恢復(fù)單元4無法恢復(fù)，需要人為排除故障，方可解決。
[0069]本實用新型提供的一種電動車車載鋰電池硬件自動保護電路，包括信號采樣單元(IN)，短路檢測單元(SU)，過流檢測單元(DU)，硬件保護單元(HCU)，CPU故障恢復(fù)單元(RU)；過流檢測單元和短路檢測單元的輸出接硬件保護單元的輸入，CPU故障恢復(fù)單元作為過流檢測單元的解鎖信號，硬件保護單元的輸出串在電池負端;解鎖后，短路檢測單元的輸出(SN)和過流檢測單元的輸出(DN)受負載電流變化的影響。過流檢測單元和短路檢測單元檢測到負載電流達到閾值時，輸出高電平信號，硬件保護輸入信號為高電平時，自動切斷電池供電開關(guān)。
[0070]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電動車車載鋰電池組的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述放電電流硬件保護電路包括: 信號采樣單元，用于對電動車的負載電流進行采樣，并將所述采樣電流轉(zhuǎn)化為采樣電壓后輸出； 檢測單元，與所述信號采樣單元相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的閾值時，輸出高電平信號； 硬件保護單元，用于檢測到所述高電平信號后，切斷鋰電池組和車輛負載的連接。2.如權(quán)利要求1所述的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述信號采樣單元包括串聯(lián)在車輛負載中的采樣電阻； 以11表示所述負載電流，RO表示所述采樣電阻，Vout表示所述采樣電壓，貝Ij: Vout = II*RO03.如權(quán)利要求1所述的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述檢測單元包括短路檢測單元和過流檢測單元； 所述短路檢測單元，分別與所述信號采樣單元和所述硬件保護單元相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的短路電壓閾值時，輸出第一高電平信號； 所述過流檢測單元，分別與所述信號采樣單元和所述硬件保護單元相連接，用于在檢測到所述采樣電壓達到預(yù)設(shè)的過流電壓閾值時，輸出第二高電平信號。4.如權(quán)利要求3所述的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述放電電流硬件保護電路還包括故障恢復(fù)單元； 所述故障恢復(fù)單元，與所述過流檢測單元連接，用于在檢測到所述第二高電平信號后開始計時，在達到預(yù)設(shè)的時間閾值后，輸出恢復(fù)信號用于控制所述過流檢測單元輸出供電信號； 所述硬件保護單元在檢測到所述供電信號后，導(dǎo)通所述鋰電池組和所述車輛負載的連接，所述鋰電池組向所述車輛負載供電。5.如權(quán)利要求3所述的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述短路檢測單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一比較器、第一電源、第一二極管、第二二極管和第一電容； 所述信號采樣單元的第一輸出端通過所述第一電阻接入所述第一比較器的反相輸入端;所述信號采樣單元的第二輸出端通過所述第三電阻接入所述第一比較器的同相輸入端;所述第一電源通過所述第二電阻接入所述第一比較器的反相輸入端;所述第一電容的第一端接地，所述第一電容的第二端接入所述第一比較器的同相輸入端;所述第一二極管的正極連接所述第一比較器的輸出端，所述第一二極管的負極連接所述硬件保護單元的輸入端;所述第二二極管的正極通過所述第四電阻連接所述第一比較器的輸出端，所述第二二極管的負極連接所述第一比較器的同相輸入端。6.如權(quán)利要求4所述的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述過流檢測單元包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第二電源、第二比較器、第三二極管、第四二極管和第二電容； 所述信號采樣單元的第一輸出端通過所述第五電阻接入所述第二比較器的反相輸入端;所述信號采樣單元的第二輸出端通過所述第七電阻接入所述第二比較器的同相輸入端;所述第二電源通過所述第六電阻接入所述第二比較器的反相輸入端;所述第二電容的第一端接地，所述第二電容的第二端接入所述第二比較器的同相輸入端;所述第三二極管的正極連接所述第二比較器的輸出端，所述第三二極管的負極連接所述硬件保護單元的輸入端;所述第四二極管的正極通過所述第八電阻連接所述第二比較器的輸出端，所述第四二極管的負極連接所述第二比較器的同相輸入端。7.如權(quán)利要求6所述的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述故障恢復(fù)單元包括處理器、第九電阻、第十電阻和第六場效應(yīng)晶體管； 所述處理器的輸入端連接所述第二比較器的輸出端，所述處理器輸出端通過所述第九電阻連接至所述第六場效應(yīng)晶體管的柵極;所述第十電阻的第一端連接所述第六場效應(yīng)晶體管的柵極，所述第十電阻的第二端接地;所述第六場效應(yīng)晶體管的源極接地，所述第六場效應(yīng)晶體管的漏極通過所述第八電阻的連接到所述第二比較器的輸出端。8.如權(quán)利要求7所述的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述第六場效應(yīng)晶體管為N溝道MOS管。9.如權(quán)利要求1所述的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述硬件保護單元包括第一場效應(yīng)晶體管、第二場效應(yīng)晶體管、第三場效應(yīng)晶體管、第四場效應(yīng)晶體管、第五場效應(yīng)晶體管、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻和第三電源； 所述第一場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述檢測單元的輸出端，所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極連接所述第二場效應(yīng)晶體管的柵極，所述第一場效應(yīng)晶體管的源極接地;所述第十一電阻的第一端連接所述第一場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第十一電阻的第二端接地;所述第三電源通過所述第十二電阻連接至所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第二場效應(yīng)晶體管的源極接地;所述第三場效應(yīng)晶體管的漏極通過所述第十三電阻連接所述第三電源，所述第三場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第三場效應(yīng)晶體管的源極連接所述第四場效應(yīng)晶體管的漏極;所述第四場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述第二場效應(yīng)晶體管的漏極，所述第四場效應(yīng)晶體管的源極接地;所述第五場效應(yīng)晶體管的柵極連接所述第三場效應(yīng)晶體管的源極，所述第五場效應(yīng)晶體管的漏極連接所述鋰電池組的負端，所述第五場效應(yīng)晶體管的源極連接所述車輛負載的負載地端。10.如權(quán)利要求9所述的放電電流硬件保護電路，其特征在于，所述第一場效應(yīng)晶體管、所述第二場效應(yīng)晶體管、所述第三場效應(yīng)晶體管和所述第五場效應(yīng)晶體管均為N溝道MOS管，所述第四場效應(yīng)晶體管為P溝道MOS管。
【文檔編號】H02H7/18GK205622257SQ201620223912
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】朱靖
【申請人】深圳市清友能源技術(shù)有限公司