一种48V储能系统的BMS保护电路的制作方法

一种48v储能系统的bms保护电路
技术领域
1.本实用新型涉及bms保护电路技术领域，尤其涉及一种48v储能系统的bms保护电路。


背景技术：

2.随着锂电池系统在家庭储能、工商业储能、分布式储能等应用领域的应用与发展,人们对锂电池系统的电池包的备电能量提出了更高的需求。
3.bms对电池的基本参数进行测量，包括电压、电流、温度等，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，为了提高储能bms对储能电池的保护，现提出新的保护电路对电池进行保护。


技术实现要素：

4.针对上述问题，现提供一种48v储能系统的bms保护电路，旨在通过温度采集电路对锂电池进行电压电流以及温度的采集并将之传输至主控电路，当充电电流过大时，限流电路内部断路，使得充电中断，以达到保护电池的效果。
5.具体技术方案如下：
6.一种48v储能系统的bms保护电路，包括电源电路、主控电路、温度采集电路、通信电路和限流电路，所述电源电路一个输出端与所述主控电路的供电端电连接，所述电源电路的另一个输出端与所述温度采集电路的供电端电连接，所述温度采集电路的输出端与所述主控电路的信号输入端电连接，所述主控电路的通信信号输出端与所述通信电路电连接，所述主控电路的控制信号输出端与所述限流电路电连接。
7.上述的48v储能系统的bms保护电路，还具有这样的特征，所述电源电路包括稳压器u1及其外围电路，用于将外部输入的电压转换为直流12v，还包括稳压器u2及其外围电路，用于将直流12v转换为直流5v；
8.所述电源电路还包括电阻r5、电阻r7、电阻r9、电容c7、mos管m1和mos管m2，所述电阻r7的一端与所述主控电路的idle信号输出端电连接，所述电阻r7的另一端与所述mos管m2的g极电连接，所述电阻r7的另一端还通过所述电阻r9接地，所述mos管m2的s极接地，所述mos管的m2的d极通过所述电阻r5与所述mos管m1的s极电连接，所述mos管的m2的d极还与所述mos管的g极电连接，所述mos管m1的s极与所述稳压器u2输出处的5v电压电连接，所述mos管的d极通过所述电容c7接地，所述mos管的d极还作为输出端以输出idle 5v。
9.上述方案的有益效果：电源电路由型号为lm5008的稳压器u1实现vbat电压到12v的dcdc转化，r6，r10实现电阻分压，得到12v输出电压。l1是u1用于开关频率的储能电感。u2实现从12v到5v，其中u4通过r16和r18实现从12v到5v的dcdc转化。
10.上述的48v储能系统的bms保护电路，还具有这样的特征，所述温度采集电路包括型号为bq76940的电池监控器及其外围电路。
11.上述方案的有益效果：bq76940的电池监控器，实现15串锂电池电压电流温度采
集，并能采集回路电流。
12.上述的48v储能系统的bms保护电路，还具有这样的特征，所述主控电路采用型号为plc18f46k80-i/pt的单片机。
13.上述方案的有益效果：plc18f46k80-i/pt实现电池采样、can和rs485通讯、低功耗待机和唤醒等逻辑控制。
14.上述的48v储能系统的bms保护电路，还具有这样的特征，所述限流电路包括二极管d36、二极管d37、电阻r163、三极管q7、电阻r159、电容c135、电阻r158、电容c136、电容c137、电阻r142、电阻r147、二极管d34、电阻r162、电阻r164、二极管d38、极性电容c127、极性电容c129、电阻r154、mos管m23、电阻r157、mos管m24、电阻r171、电阻r173、电阻r143、电容c134、电容c133、二极管d35、二极管d36、电感线圈l2、极性电容c131、极性电容c132和隔离式栅极驱动器u21；
15.所述二极管d36的阳极作为控制信号接收端与所述主控电路的控制信号输出端电连接，所述二极管d36的阴极与所述二极管d37的阳极电连接，所述二极管d37的阴极与所述隔离式栅极驱动器u21的第一信号输入端电连接，所述三极管q7的基极与所述二极管d36的阳极电连接，所述三极管q7的发射极与所述二极管d36与所述二极管d37的公共端电连接，所述三极管q7的基极与其集电极之间连接有所述电阻r163，所述三极管q7的集电极与所述电阻r163的公共端接地，所述电阻r159并联于所述二极管d37两端，所述二极管d37的阴极与所述电阻r159的公共端与地之间串联有所述电容c135，所述二极管d37的阴极与所述电阻r159的公共端还与所述隔离式栅极驱动器u21的第二信号输入端电连接；
16.所述隔离式栅极驱动器u21的第一信号输出端通过所述电阻r147与所述mos管m23的栅极电连接，所述电阻r142的一端与所述隔离式栅极驱动器u21与所述电阻r147的公共端电连接，所述电阻r142的另一端与所述二极管d34的阴极电连接，所述二极管d34的阳极与所述电阻r147和所述mos管m23的公共端电连接，所述mos管m23的源极通过所述电阻r154与其栅极电连接，所述隔离式栅极驱动器u21的第二信号输出端通过所述电阻r164与所述mos管m24的栅极电连接，所述电阻r162的一端与所述隔离式栅极驱动器u21与所述电阻r164的公共端电连接，所述电阻r162的另一端与所述二极管d38的阴极电连接，所述二极管d38的阳极与所述电阻r164和所述mos管m24的公共端电连接，所述mos管m24的源极通过所述电阻r167与其栅极电连接，所述mos管m23的源极与所述mos管m24的源极电连接后接地，所述mos管m23的漏极与所述mos管m24的漏极电连接，所述mos管m23的漏极还通过所述电感l2与外部充电电路接头电连接，所述mos管m23的源极与所述电阻r154的公共端与所述极性电容c127的负极电连接，所述极性电容c127的正极与所述极性电容c132的正极电连接，所述电容c132的负极与所述外部充电电路接头电连接，所述极性电容c129同向并联于所述极性电容c127两端，所述电阻r143的一端与所述电容c127的正极电连接，所述电阻r143的另一端通过所述电容c134与所述mos管m23的漏极与所述电感l2的公共端电连接，所述电阻r143的一端还与外部正电压电连接，所述电容c133的的一端与所述极性电容c127的正极电连接，所述电容c133的另一端与所述mos管m23的漏极与所述电感l2的公共端电连接，所述二极管d34与所述二极管d35的阳极均与所述mos管m23的漏极与所述电感l2的公共端电连接，所述二极管d34与所述二极管d35的阴极均与所述极性电容c127的正极电连接，所述极性电容c131并联于所述极性电容c132两端，所述mos管m23的源极与所述mos管m24的源极公
共端还与通过所述电阻r171与外部负电压电连接，所述电阻r171两端并联有所述电阻r173，所述隔离式栅极驱动器u21的电压信号输入端通过所述电阻r158与16v电压电连接，所述隔离式栅极驱动器u21的电压信号输入端与所述电阻r158的公共端通过所述电容c136接地，所述电容c137并联于所述电容c136两端。
17.上述方案的有益效果：限流电路主要用于限制充电时的电流过大。r171和r173用于检测电流，mos_ctrl由mcu输出，u21通过mos_ctrl信号控制m23和m24的关断和开启，c127和c129和l2用于吸收m23和m24开关时的能量。实现对充电电流的限流和保护。
18.综上所述，该方案的有益效果是：
19.本实用新型提供的48v储能系统的bms保护电路中，通过温度采集电路对锂电池进行电压电流以及温度的采集并将之传输至主控电路，当充电电流过大时，限流电路内部断路，使得充电中断，以达到保护电池的效果。本实用新型提供的48v储能系统的bms保护电路具有采集电池信息并防止过充，以达到对其进行保护的效果。
附图说明
20.图1为本实用新型的48v储能系统的bms保护电路的系统框图；
21.图2为本实用新型的48v储能系统的bms保护电路的电源电路结构示意图；
22.图3为本实用新型的48v储能系统的bms保护电路的通讯电路结构示意图；
23.图4为本实用新型的48v储能系统的bms保护电路的限流电路结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
27.图1为本实用新型的48v储能系统的bms保护电路的系统框图，图2为本实用新型的48v储能系统的bms保护电路的电源电路结构示意图，图3为本实用新型的48v储能系统的bms保护电路的通讯电路结构示意图，图4为本实用新型的48v储能系统的bms保护电路的限流电路结构示意图，如图1、图2、图3所示，本实施例提供的48v储能系统的bms保护电路：包括电源电路、主控电路、温度采集电路、通信电路和限流电路，电源电路一个输出端与主控电路的供电端电连接，电源电路的另一个输出端与温度采集电路的供电端电连接，温度采集电路的输出端与主控电路的信号输入端电连接，主控电路的通信信号输出端与通信电路电连接，主控电路的控制信号输出端与限流电路电连接。
28.在上述实施例中，电源电路包括稳压器u1及其外围电路，用于将外部输入的电压转换为直流12v，还包括稳压器u2及其外围电路，用于将直流12v转换为直流5v；
29.电源电路还包括电阻r5、电阻r7、电阻r9、电容c7、mos管m1和mos管m2，电阻r7的一端与主控电路的idle信号输出端电连接，电阻r7的另一端与mos管m2的g极电连接，电阻r7
的另一端还通过电阻r9接地，mos管m2的s极接地，mos管的m2的d极通过电阻r5与mos管m1的s极电连接，mos管的m2的d极还与mos管的g极电连接，mos管m1的s极与稳压器u2输出处的5v电压电连接，mos管的d极通过电容c7接地，mos管的d极还作为输出端以输出idle 5v。
30.在上述实施例中，温度采集电路包括型号为bq76940的电池监控器及其外围电路。
31.在上述实施例中，主控电路采用型号为plc18f46k80-i/pt的单片机。
32.在上述实施例中，限流电路包括二极管d36、二极管d37、电阻r163、三极管q7、电阻r159、电容c135、电阻r158、电容c136、电容c137、电阻r142、电阻r147、二极管d34、电阻r162、电阻r164、二极管d38、极性电容c127、极性电容c129、电阻r154、mos管m23、电阻r157、mos管m24、电阻r171、电阻r173、电阻r143、电容c134、电容c133、二极管d35、二极管d36、电感线圈l2、极性电容c131、极性电容c132和隔离式栅极驱动器u21；
33.二极管d36的阳极作为控制信号接收端与主控电路的控制信号输出端电连接，二极管d36的阴极与二极管d37的阳极电连接，二极管d37的阴极与隔离式栅极驱动器u21的第一信号输入端电连接，三极管q7的基极与二极管d36的阳极电连接，三极管q7的发射极与二极管d36与二极管d37的公共端电连接，三极管q7的基极与其集电极之间连接有电阻r163，三极管q7的集电极与电阻r163的公共端接地，电阻r159并联于二极管d37两端，二极管d37的阴极与电阻r159的公共端与地之间串联有电容c135，二极管d37的阴极与电阻r159的公共端还与隔离式栅极驱动器u21的第二信号输入端电连接；
34.隔离式栅极驱动器u21的第一信号输出端通过电阻r147与mos管m23的栅极电连接，电阻r142的一端与隔离式栅极驱动器u21与电阻r147的公共端电连接，电阻r142的另一端与二极管d34的阴极电连接，二极管d34的阳极与电阻r147和mos管m23的公共端电连接，mos管m23的源极通过电阻r154与其栅极电连接，隔离式栅极驱动器u21的第二信号输出端通过电阻r164与mos管m24的栅极电连接，电阻r162的一端与隔离式栅极驱动器u21与电阻r164的公共端电连接，电阻r162的另一端与二极管d38的阴极电连接，二极管d38的阳极与电阻r164和mos管m24的公共端电连接，mos管m24的源极通过电阻r167与其栅极电连接，mos管m23的源极与mos管m24的源极电连接后接地，mos管m23的漏极与mos管m24的漏极电连接，mos管m23的漏极还通过电感l2与外部充电电路接头电连接，mos管m23的源极与电阻r154的公共端与极性电容c127的负极电连接，极性电容c127的正极与极性电容c132的正极电连接，电容c132的负极与外部充电电路接头电连接，极性电容c129同向并联于极性电容c127两端，电阻r143的一端与电容c127的正极电连接，电阻r143的另一端通过电容c134与mos管m23的漏极与电感l2的公共端电连接，电阻r143的一端还与外部正电压电连接，电容c133的的一端与极性电容c127的正极电连接，电容c133的另一端与mos管m23的漏极与电感l2的公共端电连接，二极管d34与二极管d35的阳极均与mos管m23的漏极与电感l2的公共端电连接，二极管d34与二极管d35的阴极均与极性电容c127的正极电连接，极性电容c131并联于极性电容c132两端，mos管m23的源极与mos管m24的源极公共端还与通过电阻r171与外部负电压电连接，电阻r171两端并联有电阻r173，隔离式栅极驱动器u21的电压信号输入端通过电阻r158与16v电压电连接，隔离式栅极驱动器u21的电压信号输入端与电阻r158的公共端通过电容c136接地，电容c137并联于电容c136两端。
35.需要说明的是，通讯电路中通讯隔离idle_5v信号由mcu控制，此时5v转5vi有效，cantx信号通过磁隔离u10后输出到u11 can调制解调器输出到总线，通过f1 f2，125ma保险
丝保护末端信号。r177，r178是总线120欧反射电阻，提高总线传输能力。d82是用于总线静电保护，rs485_tx和rs485_rx信号通过磁隔离u12后输出到u13 rs485调制解调器输出到总线，通过r181,r182的33r电阻对总线保护。r184，r185是总线120欧反射电阻，提高总线传输能力。d83是用于总线静电保护。u14用于rs485总线的re信号逻辑隔离，
36.以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种48v储能系统的bms保护电路，其特征在于：包括电源电路、主控电路、温度采集电路、通信电路和限流电路，所述电源电路一个输出端与所述主控电路的供电端电连接，所述电源电路的另一个输出端与所述温度采集电路的供电端电连接，所述温度采集电路的输出端与所述主控电路的信号输入端电连接，所述主控电路的通信信号输出端与所述通信电路电连接，所述主控电路的控制信号输出端与所述限流电路电连接。2.根据权利要求1所述的一种48v储能系统的bms保护电路，其特征在于：所述电源电路包括稳压器u1及其外围电路，用于将外部输入的电压转换为直流12v，还包括稳压器u2及其外围电路，用于将直流12v转换为直流5v；所述电源电路还包括电阻r5、电阻r7、电阻r9、电容c7、mos管m1和mos管m2，所述电阻r7的一端与所述主控电路的idle信号输出端电连接，所述电阻r7的另一端与所述mos管m2的g极电连接，所述电阻r7的另一端还通过所述电阻r9接地，所述mos管m2的s极接地，所述mos管的m2的d极通过所述电阻r5与所述mos管m1的s极电连接，所述mos管的m2的d极还与所述mos管的g极电连接，所述mos管m1的s极与所述稳压器u2输出处的5v电压电连接，所述mos管的d极通过所述电容c7接地，所述mos管的d极还作为输出端以输出idle 5v。3.根据权利要求1所述的一种48v储能系统的bms保护电路，其特征在于：所述温度采集电路包括型号为bq76940的电池监控器及其外围电路。4.根据权利要求1所述的一种48v储能系统的bms保护电路，其特征在于：所述主控电路采用型号为plc18f46k80-i/pt的单片机。5.根据权利要求1所述的一种48v储能系统的bms保护电路，其特征在于：所述限流电路包括二极管d36、二极管d37、电阻r163、三极管q7、电阻r159、电容c135、电阻r158、电容c136、电容c137、电阻r142、电阻r147、二极管d34、电阻r162、电阻r164、二极管d38、极性电容c127、极性电容c129、电阻r154、mos管m23、电阻r157、mos管m24、电阻r171、电阻r173、电阻r143、电容c134、电容c133、二极管d35、二极管d36、电感线圈l2、极性电容c131、极性电容c132和隔离式栅极驱动器u21；所述二极管d36的阳极作为控制信号接收端与所述主控电路的控制信号输出端电连接，所述二极管d36的阴极与所述二极管d37的阳极电连接，所述二极管d37的阴极与所述隔离式栅极驱动器u21的第一信号输入端电连接，所述三极管q7的基极与所述二极管d36的阳极电连接，所述三极管q7的发射极与所述二极管d36与所述二极管d37的公共端电连接，所述三极管q7的基极与其集电极之间连接有所述电阻r163，所述三极管q7的集电极与所述电阻r163的公共端接地，所述电阻r159并联于所述二极管d37两端，所述二极管d37的阴极与所述电阻r159的公共端与地之间串联有所述电容c135，所述二极管d37的阴极与所述电阻r159的公共端还与所述隔离式栅极驱动器u21的第二信号输入端电连接；所述隔离式栅极驱动器u21的第一信号输出端通过所述电阻r147与所述mos管m23的栅极电连接，所述电阻r142的一端与所述隔离式栅极驱动器u21与所述电阻r147的公共端电连接，所述电阻r142的另一端与所述二极管d34的阴极电连接，所述二极管d34的阳极与所述电阻r147和所述mos管m23的公共端电连接，所述mos管m23的源极通过所述电阻r154与其栅极电连接，所述隔离式栅极驱动器u21的第二信号输出端通过所述电阻r164与所述mos管m24的栅极电连接，所述电阻r162的一端与所述隔离式栅极驱动器u21与所述电阻r164的公共端电连接，所述电阻r162的另一端与所述二极管d38的阴极电连接，所述二极管d38的阳
极与所述电阻r164和所述mos管m24的公共端电连接，所述mos管m24的源极通过所述电阻r167与其栅极电连接，所述mos管m23的源极与所述mos管m24的源极电连接后接地，所述mos管m23的漏极与所述mos管m24的漏极电连接，所述mos管m23的漏极还通过所述电感l2与外部充电电路接头电连接，所述mos管m23的源极与所述电阻r154的公共端与所述极性电容c127的负极电连接，所述极性电容c127的正极与所述极性电容c132的正极电连接，所述电容c132的负极与所述外部充电电路接头电连接，所述极性电容c129同向并联于所述极性电容c127两端，所述电阻r143的一端与所述电容c127的正极电连接，所述电阻r143的另一端通过所述电容c134与所述mos管m23的漏极与所述电感l2的公共端电连接，所述电阻r143的一端还与外部正电压电连接，所述电容c133的一端与所述极性电容c127的正极电连接，所述电容c133的另一端与所述mos管m23的漏极与所述电感l2的公共端电连接，所述二极管d34与所述二极管d35的阳极均与所述mos管m23的漏极与所述电感l2的公共端电连接，所述二极管d34与所述二极管d35的阴极均与所述极性电容c127的正极电连接，所述极性电容c131并联于所述极性电容c132两端，所述mos管m23的源极与所述mos管m24的源极公共端还与通过所述电阻r171与外部负电压电连接，所述电阻r171两端并联有所述电阻r173，所述隔离式栅极驱动器u21的电压信号输入端通过所述电阻r158与16v电压电连接，所述隔离式栅极驱动器u21的电压信号输入端与所述电阻r158的公共端通过所述电容c136接地，所述电容c137并联于所述电容c136两端。

技术总结
本实用新型公开了一种48V储能系统的BMS保护电路，包括电源电路、主控电路、温度采集电路、通信电路和限流电路，所述电源电路一个输出端与所述主控电路的供电端电连接，所述电源电路的另一个输出端与所述温度采集电路的供电端电连接，所述温度采集电路的输出端与所述主控电路的信号输入端电连接，所述主控电路的通信信号输出端与所述通信电路电连接，所述主控电路的控制信号输出端与所述限流电路电连接，通过温度采集电路对锂电池进行电压电流以及温度的采集并将之传输至主控电路，当充电电流过大时，限流电路内部断路，使得充电中断，以达到保护电池的效果。本实用新型提供的48V储能系统的BMS保护电路具有采集电池信息并防止过充，以达到对其进行保护的效果。以达到对其进行保护的效果。以达到对其进行保护的效果。


技术研发人员：杨哲瑜 田明 金灵
受保护的技术使用者：武汉彦阳物联科技有限公司
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/9/3