电池过放电低压保护装置以及电池管理控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及电池过放保护技术领域，尤其涉及一种电池过放电低压保护装置以及电池管理控制系统。


背景技术：

2.现如今，在基站、机房、光储、数据中心等领域会用到ups电源和锂电池备电系统，当市电正常时，ups电源将市电稳压后供应给负载使用，此时的ups就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内锂电池充电。为高效和安全使用锂电池，现在的锂电池备电系统一般还设置有电池管理系统(bms)，在市电断电或者ups掉线时，bms通过dc/dc模块对负载进行供电，如果市电或者ups电源掉线长期没有恢复，ups电源不能及时对锂电池充电或补电，由于bms的功耗，锂电池的电压持续降低，当锂电池电压降低到一定程度时，bms通常只能断开高压回路(也即锂电池与负载之间的供电回路)，但并不能有效切断bms低压供电回路(也即锂电池与bms之间的供电回路)，从而导致锂电池过度放电损耗，这会对电芯造成永久性损坏。对此，目前市场上也有在电池电压过低时切断锂电池与bms之间的低压通路的方案，这类方案大多都是仅仅通过继电器来实现，但是电磁继电器本身耗能，这会进一步加重电池的供电负担，最重要的是，通过电磁继电器来控制断开电池与bms之间的通电回路，不能根据实际需要合理控制电池的阈值输出电压，对于不同规格和型号的电池来说，需要通过精确调试才可，使用不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为解决上述技术问题而提供一种电池过放电低压保护装置以及电池管理控制系统，既可根据电池的当前状态断开电池与控制终端之间的电源连接通路以有效避免电池过放电，又可根据实际应用场景自由调节电池的临界工作点。
4.为了实现上述目的，本实用新型公开了一种电池过放电低压保护装置，用于控制电池与控制终端之间的连接状态，所述保护装置包括高压检测模块、低压控制模块、连接开关以及开关执行器；
5.所述高压检测模块，用于实时检测所述电池的最大放电电压；
6.所述连接开关，设置于所述电池与所述控制终端之间的电源通路上；
7.所述开关执行器，与所述连接开关连接，用于打开或闭合所述连接开关；
8.所述低压控制模块，与所述开关执行器电性连接，用于根据所述高压检测模块的检测结果和预设的阈值电压向所述开关执行器提供低压电源，以控制所述开关执行器的动作。
9.较佳的，还包括一维护开关，所述低压控制模块通过所述维护开关与所述开关执行器电性连接。
10.较佳的，所述低压控制模块的输出端还电性连接有一指示器，所述指示器用于指示所述低压控制模块的输出状态。
11.较佳的，所述指示器包括发光二极管。
12.较佳的，所述连接开关为空气开关，所述开关执行器为脱扣器。
13.本实用新型还公开一种电池管理控制系统，其包括电池、控制终端和如上所述的电池过放电低压保护装置，所述电池通过一dc/dc模块与所述控制终端电性连接，所述高压检测模块和低压控制模块设置于所述控制终端中，所述连接开关设置于所述dc/dc模块与所述控制终端之间的电源通路中。
14.与现有技术相比，当控制终端(如bms)采用本实用新型公开的电池过放电低压保护装置对电池进行过放电保护时，如果检测到当前电池的最大放电电压低于预设的阈值电压，则通过低压控制模块向开关执行器提供一低压电源，使得开关执行器动作，进而打开连接开关，断开电池与控制终端之间的电源通路，从而使得电池处于完全空载状态，有效保护电池过放电，再者，进行过放保护的执行器件(连接开关和开关执行器)本身为无源器件，在非动作器件不消耗电能，不会给电池带来供电负担；另外，由于低压控制模块可根据预设的阈值电压控制连接开关动作，因此，用户可根据当前电池的规格和型号自由调节阈值电压的水平，从而达到根据实际应用场景自由调节电池的临界工作点的目的，使用方便，对电池做到有效的保护。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例中电池管理控制系统的电路连接示意图。
具体实施方式
16.为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
17.如图1，本实施例公开了一种电池管理控制系统，包括电池1、控制终端2和电池过放电低压保护装置，电池1通过一dc/dc模块10与控制终端2电性连接。该保护装置包括高压检测模块20、低压控制模块21、连接开关j1以及开关执行器m1。高压检测模块20用于实时检测电池1的最大放电电压。连接开关j1设置于电池1与控制终端2之间的电源通路上，也即dc/dc模块10与控制终端2之间的电源通路中。开关执行器m1与连接开关j1连接，用于打开或闭合连接开关j1。低压控制模块21与开关执行器m1电性连接，用于根据高压检测模块20的检测结果和预设的阈值电压向开关执行器m1提供低压电源，以控制开关执行器m1的动作。本实施例中，高压检测模块20和低压控制模块21设置于控制终端2中，无需在控制终端2外另行设计安装元器件。另外需要说明的是，对于高压检测模块20和低压控制模块21的具体电路结构为本领域的公知技术常识，在此不再赘述。
18.上述电池过放电低压保护装置的工作原理和动作过程为：
19.控制终端2通过高压检测模块20实时检测电池1的最大放电电压，也即检测当前电池1是否处于临界工作点，当电池1的最大放电电压低于预设阈值时，低压控制模块21向开关执行器m1提供一低压电源，以使得开关执行器m1动作而打开连接开关j1，进而断开dc/dc模块10与控制终端2之间的电源通路。由此可知，通过上述电池1过放电低压保护装置，当电池1处于临界工作点时，控制终端2可自动断开与电池1之间的电源通路，使得电池1完全处于空载状态，从而避免电池1由于过放电而损坏。具体的，通过控制终端2实时调整电池1的
最大放电电压的预设阈值，从而根据电池1的型号和规格调节其临界工作点，使用方便，而且可根据不同的电池1做到差异化保护。
20.进一步的，当电池1的充电电源(如ups电源)恢复时，为便于对电池1进行充电以恢复其与控制终端2的连接状态，本实施例中的保护装置还包括一维护开关j2，低压控制模块21通过维护开关j2与开关执行器m1电性连接。正常工作期间，该维护开关j2出于常闭状态，以连通低压控制模块21与开关执行器m1之间的电源通路。当需要对电池1进行充电而维护电池1管理控制系统时，首先打开该维护开关j2，断开低压控制模块21与连接开关j1之间的电源通路，同时，操作连接开关j1，使得连接开关j1处于闭合状态，从而恢复dc/dc模块10与控制终端2之间的电源通路，控制终端2中的高压检测模块20在充电期间持续检测电池1的最大放电电压是否高于预设阈值，如果是，则闭合闭合维护开关j2，连通低压控制模块21与开关执行器m1之间的连接通路，此时，由于电池1的最大放电电压是否高于预设阈值，低压控制模块21的输出为零，开关执行器m1不动作，使得连接开关j1保持在闭合状态。
21.具体的，上述实施例中的连接开关j1和维护开关j2均为空气开关，开关执行器m1为脱扣器。
22.另外，为便于检测当前电池1的状态，低压控制模块21的输出端还电性连接有一指示器l1，指示器l1用于指示低压控制模块21的输出状态。较佳的，该指示器l1为发光二极管。当电池1处于临界工作点而进入保护状态时，低压控制模块21有电压电源输出，从而点亮发光二极管，当电池1处于正常状态时，低压控制模块21输出为零，从而使得发光二极管处于熄灭状态，因此，通过观察发光二极管的状态即可判断电池1当前所处的状态。
23.以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。