一种电动自行车BMS电路的制作方法

一种电动自行车bms电路
技术领域
1.本实用新型属于锂电池领域，尤其是一种电动自行车bms电路。


背景技术：

2.锂电池应用非常广泛，在使用中也会有一些问题，尤其安全问题。如图1为现有技术电动自行车bms电路图，可见充放电mos开关损坏后电池将失控。因系统都为电池电压，电压比较高，当负极没有接触好时，容易烧毁通信接口，现有技术解决该问题的手段是增加通信隔离，外部通信电源也需要隔离，通信隔离会增加隔离器件与隔离电源，成本高且功耗增大。
3.针对以上安全问题，提出本申请电动自行车bms电路。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种电动自行车bms电路，进一步提高了电动自行车bms的安全性。
5.本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
6.一种电动自行车bms电路，包括：包括模拟前端、mcu、mos管q1、mos管q2及通信接口电路，mos管q1、mos管q2均连接在电池正极端，还包括mos管q3及正极控制电路，所述正极控制电路包括正极控制芯片u2，正极控制芯片u2连接模拟前端及mcu，正极控制芯片u2分别连接mos管q1、mos管q2及mos管q3的g级，mos管q2的s级及d级接在放电正极回路上，mos管q1的s级接在放电正极回路上，mos管q1的d级连接mos管q3的d级，mos管q3的s级连接充电正极回路。
7.进一步地，还包括三端可控保险电路，所述三端可控保险电路连接在放电正极回路上。
8.进一步地，所述三端可控保险电路包括三端保险丝f1，mos管q4，电阻r4及电阻r5，其中三端保险丝f1的两端接在放电正极回路上，第三端连接mos管q4的d级，mos管q4的s级接地，mos管q4的g级连接电阻r4及电阻r5，电阻r5接地，电阻r4连接mcu。
9.进一步地，还包括dcdc电源，所述dcdc电源分别连接放电正极、低压辅助正极及总负极。
10.进一步地，充电正极回路，放电正极回路，及dcdc低压输出均设有短路保护器件，可单独控制开启或关闭。
11.本实用新型的优点和积极效果是：
12.1、本实用新型系统采用正极控制电路，解决了各单元如仪表，电机驱动器，电池，充电器等共地的问题，可以避免控制负极引起的设备损坏现象。
13.2、本实用新型辅输出采用dcdc直接输出低压电，解决了因负极接触不好导致的通信接口烧毁问题。
14.3、本实用新型采用三端可控保险电路作为开关器件失效的二级保护，当开关器件
失效时回路不能关闭，可以通过电流判断出器件失效，此时控制熔断三端可控保险切断主干路，永久切断输入输出，保证安全。
15.4、本实用新型可以满足标准要求，实现简单。
附图说明
16.图1为现有技术电动自行车bms电路图；
17.图2为本申请实施例电动自行车bms电路图；
18.图3为三端可控保险电路图；
19.图4为正极控制电路图。
具体实施方式
20.需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
21.需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
22.如图2所示，本实用新型的电动自行车bms电路，包括模拟前端，mcu，三端可控保险电路，正极控制电路，dcdc电源，通信接口电路，mos管q1、mos管q2、mos管q3。
23.其中模拟前端，mcu、通信接口电路均与现有技术图1电路相同，本申请在现有技术bms电路的基础上改进，增加了三端可控保险电路，正极控制电路，dcdc电源；调整了mos管q1、mos管q2的接线位置，并增加了mos管q3。
24.具体连接为：mcu分别连接模拟前端、三端可控保险电路、正极控制电路、dcdc电源及通信接口电路。dcdc电源分别连接放电正极、低压辅助正极及总负极。
25.针对开关失效即mos管q1，mos管q2，mos管q3失效，本申请使用了三端保险作为二级保护器件，当开关器件失效时回路不能关闭，可以通过电流判断出器件失效，此时控制熔断三端可控保险切断主干路，永久切断输入输出，保证安全。三端保险可以采用长园维安的wpf系列，深圳市蓝宝安科电子有限公司dpg系列三端保险丝，日本迪睿合株式会社sfk系列sfh系列。
26.三端可控保险电路如图3所示，包括三端保险丝f1，mos管q4，电阻r4及电阻r5，其中三端保险丝f1的两端接在放电正极回路上，第三端连接mos管q4的d级，mos管q4的s级接地，mos管q4的g级连接电阻r4及电阻r5，电阻r5接地，电阻r4连接mcu。
27.bms的控制使用了控制正极的方式，即使用高边驱动nmos的方式，此方式解决了各单元如仪表，电机驱动器，电池，充电器等共地的问题，可以避免控制负极引起的设备损坏现象。正极控制电路可以为afe芯片自带，直接驱动。afe有正极驱动的也可使用专用驱动芯片，如ti的bq76200和杰华特的jw3330，正极控制电路如图4，包括正极控制芯片u2，正极控制芯片u2连接模拟前端，正极控制芯片u2分别连接mos管q1、mos管q2及mos管q3的g级，mos管q2的s级及d级接在放电正极回路上，mos管q1的s级接在放电正极回路上，mos管q1的d级连接mos管q3的d级，mos管q3的s级连接充电正极回路。
28.针对充电口防反接和充电口短路保护，本申请增加了mos管q3，mos管q3耐压为系统2倍电压，在没有充电时mos管q3保持关闭，此时充电口短路和反接充电器，因电流被mos
管q3截止都不会损伤电池和充电器。
29.针对系统通信接口的防护和低压系统的供电，本申请在bms内部增加了dcdc电源，电动自行车除动力驱动之外的其他设备使用dcdc的低压电输出，低压电可以设置为12v或者24v，比如设备间通信使用485或者是uart，因为耐压比较低再拔插或者线路接触不好时容易损坏，此时使用12v则满足所有连接设备和通信接口的耐压需求，节省了隔离电路。如果使用can一类的耐压稍高的通信接口那么dcdc低压也可以设置为24v。主回路开关也即mos管q1，平时关闭，当系统通过通信判断所有设备都准备好后才开启mos管q1给动力单元供电，也为了避免接线没有完成而产生的设备损坏。
30.充电回路，主放电回路，dcdc低压输出都有短路保护功能，且都能单独控制开启和关闭。
31.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。


技术特征：
1.一种电动自行车bms电路，包括：包括模拟前端、mcu、mos管q1、mos管q2及通信接口电路，其特征在于，mos管q1、mos管q2均连接在电池正极端，还包括mos管q3及正极控制电路，所述正极控制电路包括正极控制芯片u2，正极控制芯片u2连接模拟前端及mcu，正极控制芯片u2分别连接mos管q1、mos管q2及mos管q3的g级，mos管q2的s级及d级接在放电正极回路上，mos管q1的s级接在放电正极回路上，mos管q1的d级连接mos管q3的d级，mos管q3的s级连接充电正极回路。2.根据权利要求1所述的电动自行车bms电路，其特征在于，还包括三端可控保险电路，所述三端可控保险电路连接在放电正极回路上。3.根据权利要求2所述的电动自行车bms电路，其特征在于，所述三端可控保险电路包括三端保险丝f1，mos管q4，电阻r4及电阻r5，其中三端保险丝f1的两端接在放电正极回路上，第三端连接mos管q4的d级，mos管q4的s级接地，mos管q4的g级连接电阻r4及电阻r5，电阻r5接地，电阻r4连接mcu。4.根据权利要求1所述的电动自行车bms电路，其特征在于，还包括dcdc电源，所述dcdc电源分别连接放电正极、低压辅助正极及总负极。5.根据权利要求4所述的电动自行车bms电路，其特征在于，充电正极回路，放电正极回路，及dcdc低压输出均设有短路保护器件，可单独控制开启或关闭。

技术总结
本实用新型属于锂电池领域，涉及一种电动自行车BMS电路，包括模拟前端、MCU、MOS管Q1、MOS管Q2及通信接口电路，MOS管Q1、MOS管Q2均连接在电池正极端，还包括MOS管Q3及正极控制电路、三端可控保险电路及DCDC电源。本实用新型系统采用正极控制电路，解决了各单元如仪表，电机驱动器，电池，充电器等共地的问题，可以避免控制负极引起的设备损坏现象。辅输出采用DCDC直接输出低压电，解决了因负极接触不好导致的通信接口烧毁问题。采用三端可控保险电路作为开关器件失效的二级保护，保证安全。保证安全。保证安全。


技术研发人员：李鹏飞
受保护的技术使用者：天津动芯科技有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/28