新能源汽车电池检测装置

摘要

本发明公开了新能源汽车电池检测装置，所述检测装置还包括信号检测电路、触发保护电路，有效的解决了锂电池在进行充电的时候有过充电的现象发生。本发明的信号检测电路利用电压传感器U1检测锂电池E的电压信号并利用电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运放器U2B将电压信号进行低通滤波，并利用三极管Q2、三极管Q3将电压信号进行缓冲放大，同时电阻R10检测到的锂电池E的温度信号，然后温度信号与电压信号传输至触发保护电路，则将通过运放器U3B得到的电压信号差值和稳压管D6接收温度信号输出到或门U4上，或门U4在稳压管D6导通或三极管Q5导通时输出高电平，并通过三极管Q5改变继电器K1的引脚连接状态，在交流电压源V1为锂电池E充电时形成保护。

权利要求

1.新能源汽车电池检测装置，包括锂电池，其特征在于，所述检测装置还包括信号检测电路、触发保护电路，所述信号检测电路利用电压传感器U1检测锂电池E的电压信号并利用电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运放器U2B将电压信号进行低通滤波，并利用三极管Q2、三极管Q3将电压信号进行缓冲放大，信号检测电路同时利用电阻R10检测到的锂电池E的温度信号，然后温度信号与电压信号传输至触发保护电路，所述触发保护电路接收电压信号，晶闸管Q4导通后与电压传感器U1检测到的下一电压信号利用运放器U3B进行作减法运算，当运放器U3B输出的差值将三极管Q6导通时，则将差值输出到或门U4上的I1引脚上，或门U4的I0引脚通过稳压管D6接收温度信号，或门U4输出的高电平通过三极管Q5改变继电器K1的引脚连接状态；

所述触发保护电路包括二极管D7，二极管D7的一端分别连接晶闸管Q4的控制极、信号检测电路的电容C4的另一端，二极管D7的负极分别连接电阻R15的一端、运放器U3B的反相端，运放器U3B的同相端分别连电阻R8的一端、电阻R9的一端，电阻R9的另一端与晶闸管Q4的阳极相连接，晶闸管Q4的阴极分别连接电阻R8的另一端、电阻R16的一端、三极管Q6的发射极、信号检测电路中的电容C2的另一端、电压传感器U1的gnd引脚、电容C3的一端、变容二极管D1的负极、电阻R5的一端、三极管Q3的集电极、电阻R10的一端并连接地，运放器U3B的输出端分别连接电阻R15的另一端、电阻R12的一端，电阻R12的另一端分别连接电阻R16的另一端、三极管Q6的基极，三极管Q6的集电极分别电阻R17的一端、二极管D5的负极、继电器K1的1引脚、信号检测电路中的电阻R11的一端并连接正极性电源VCC，稳压管D6的负极分别连接信号检测电路中的电阻R11的一端、电阻R10的另一端，稳压管D6的正极分别于电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端与或门U4的I0引脚相连接，或门U4的I1引脚与电阻R17的另一端相连接，或门U4的输出端分别连接电阻R14的一端、三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极分别连接电阻R14的另一端、继电器K1的3引脚并接地，三极管Q5的集电极分别连接二极管D5的正极、继电器K1的2引脚，继电器K1的4引脚的一端连接锂电池E的负极，继电器K1的4引脚的另一端与继电器K1的5引脚的一端相连接，继电器K1的5引脚的另一端连接交流电压源V1的一端，交流电压源V1的另一端连接锂电池E的正极。

2.如权利要求1所述的新能源汽车电池检测装置，其特征在于，所述信号检测电路包括电阻R1，电阻R1的一端与电压传感器U1的out引脚连接，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、电容C1的一端，电阻R2的另一端分别连接电容C2的一端、运放器U2B的同相端，运放器U2B的反相端分别连接电容C1的另一端、三极管Q1的发射极，电容C2的另一端分别连接电压传感器U1的gnd引脚、电容C3的一端、变容二极管D1的负极、电阻R5的一端、三极管Q3的集电极、电阻R10的一端并连接地，运放器U2B的输出端分别连接三极管Q1的基极、电感L1的一端，三极管Q1的集电极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端分别连接电阻R4的一端、三极管Q2的集电极、电压传感器U1的vcc引脚并连接正极性电源VCC，电感L1的另一端分别连接电阻R4的另一端、三极管Q2的基极，二极管D2的正极、电容C3的另一端、变容二极管D1的正极，二极管D2的负极与二极管D3的正极相连接，二极管D3的负极分别连接三极管Q3的基极、电阻R5的一端，三极管Q3的发射极与电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端分别连接电容C4的一端，电阻R6的一端，电阻R6的另一端与三极管Q2的发射极相连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端连接正极性电压VCC。

说明书

新能源汽车电池检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及新能源汽车领域，特别是新能源汽车电池检测装置。

背景技术

[0002] 汽车作为近代以来出现交通方式之一，以其轻巧便捷的特点逐渐成为最受人们喜爱的代步工具。随着人们环保意识的增强，人们开始使用较为环保的方式为汽车提供能源，
如利用锂电池为汽车供电的新能源汽车，利用锂电池供电的老年代步汽车，以便减少甚至
是不产生汽车尾气中排放的有害气体。

[0003] 锂电池在为汽车供电的过程中极易出现电池容量不足导致汽车无法行驶的现象，需要为锂电池进行充电，人们一般采用交流电压源为锂电池进行快速充电，而在锂电池进
行充电的时候，因不知锂电池何时充满电，常常对锂电池进行长时间的充电以至于出现了
过充电的问题，进而导致锂电池出现变形、漏液等不良现象，同时，锂电池的电性能也会显
著降低，而这些现象的出现都是不可逆的。现有技术设计了BMS电池管理系统来解决过充电
的问题发生，但BMS电池管理系统造价昂贵，生产厂家在生产老年代步汽车此类的廉价新能
源汽车时，为减少成本并未安装此系统，无法解决锂电池被过充电的现象发生。

[0004] 因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供新能源汽车电池检测装置，有效的解决了锂电池在进行充电的时候有过充电的现象发生。

[0006] 其解决的技术方案是，新能源汽车电池检测装置，包括锂电池，所述检测装置还包括信号检测电路、触发保护电路，所述信号检测电路利用电压传感器U1检测锂电池E的电压
信号并利用电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运放器U2B将电压信号进行低通滤波，并利用
三极管Q2、三极管Q3将电压信号进行缓冲放大，信号检测电路同时电阻R10检测到的锂电池
E的温度信号，然后温度信号与电压信号传输至触发保护电路，所述触发保护电路接收电压
信号，晶闸管Q4导通后与电压传感器U1检测到的下一电压信号利用运放器U3B进行作减法
运算，当运放器U3B输出的差值将三极管Q6导通时，则将差值输出到或门U4上的I1引脚上，
或门U4的I0引脚通过稳压管D6接收温度信号，或门U4输出的高电平通过三极管Q5改变继电
器K1的引脚连接状态。

[0007] 由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

[0008] 通过设置电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运放器U2B将电压信号进行低通滤波，并利用三极管Q1对滤波效果进行检验，并利用三极管Q2、三极管Q3将电压信号进行缓冲放
大，提高电压信号的驱动后级的能力，避免了电压信号无法驱动后级电路的发生，同时设置
电阻R10检测锂电池E的温度信号，避免在高温下对锂电池E充电造成的伤害，利用或门U4将
三极管Q6传输的峰值电压与电压信号的差值与稳压管D3接收的温度信号进行或处理，既实
现了避免交流电压源V1对锂电池E的过充电现象的发生，又避免了交流电压源V1在高温下
对锂电池E充电造成的伤害，形成对锂电池E的保护。

附图说明

[0009] 图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

[0010] 为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为
参考。

[0011] 下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

[0012] 新能源汽车电池检测装置，应用在新能源汽车的锂电池上，所述检测装置检测锂电池的电压信号和温度信号，所述信号检测电路利用型号类似为CE‑AV12N的电压传感器U1
检测锂电池E的电压信号，电压信号先经过电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运放器U2B组
成的低通滤波器进行滤波，当检测到还有其他频率的信号存在时，利用三极管Q1将电压信
号反馈至低通滤波器重新进行滤波，并利用电感L1、电容C3和变容二极管D1来进一步的滤
除电压信号中的干扰，为提高电压信号驱动后级电路的能力，利用三极管Q2、三极管Q3、二
极管D2、二极管D3为核心组成的推挽缓冲放大电路，三极管Q2、三极管Q3两者的基极采用电
阻分压式分压，二极管D2、二极管D3正相偏置，用来保持三极管Q2与三极管Q3的基极电压稳
定，同时利用电阻R10检测锂电池E的电池温度信号，电阻R10为PTC型热敏电阻，当检测锂电
池E的温度越高，电阻R10从电阻R10和电阻R11组成的分压电路中分得的电压值越高，即温
度信号的幅度值越高，温度信号传输至触发保护电路中，电压信号也通过电容C4向触发保
护电路传输，所述触发保护电路接收电压信号并传输至运放器U3B上，而当电压传感器检测
到的电压信号将晶闸管Q4导通时，则表明锂电池E的电压已到达峰值电压处，并将峰值电压
保存在运放器U3B的同相端上，继续利用二极管D7接收传输过来的电压信号，运放器U3B、电
阻R15、电阻R9、电阻R8组成减法运算电路，电压信号的幅度值与峰值电压的差值通过电阻
R6能够将三极管Q6导通时，峰值电压与实时检测到的电压信号的差值较大，则表明锂电池E
已完成充电，无需再进行充电，此时三极管Q6将差值通过电阻R17输入到或门U4的I1引脚
上，而在信号检测电路中利用电阻R10检测到的温度信号将稳压D6反相导通时，表明锂电池
内部的温度已经很高，不适宜继续充电，则此温度信号通过电阻R13传输至或门U4的I0引脚
上，或门U4在三极管Q6将差值通过电阻R17输入到或门U4的I1引脚或温度信号通过电阻R13
传输至或门U4的I0引脚任一者发生或两者同时发生时，或门U4输出高电平从而将三极管Q5
导通，三极管Q5的集电极得电，进而使继电器K1的线圈得电，改变继电器K1的引脚连接状
态，继电器K1的5引脚从原来连接的4引脚改连接3引脚，交流电压源V1和锂电池E之间的连
接通路断开从而对开对锂电池E的充电，而当或门U4的I1引脚和I0引脚分别没有三极管Q6
输入的差值、电阻R13传输的温度信号时，或门U4无法输出高电平，三极管Q5无法导通，从而
继电器K1的引脚连接状态还保持在5引脚连接在4引脚上，交流电压源V1和锂电池E之间还
是完整的连接通路，交流电压源V1继续向锂电池E充电，从而形成保护；

[0013] 所述信号检测电路利用型号类似为CE‑AV12N的电压传感器U1检测锂电池E的电压信号，电压信号先经过电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运放器U2B组成的低通滤波器进行
滤波，将出电压信号所在的频率保留，而将其他频率的信号给滤除，避免其他频率的信号对
电压信号造成影响，为避免低通滤波器不能完全滤除其他频率的信号，则利用三极管Q1将
电压信号反馈至低通滤波器重新进行滤波，并利用电感L1、电容C3和变容二极管D1来进一
步的滤除电压信号中的干扰，实现向后级传输没有干扰影响的电压信号，为提高电压信号
驱动后级电路的能力，利用三极管Q2、三极管Q3、二极管D2、二极管D3为核心组成的推挽缓
冲放大电路，三极管Q2、三极管Q3两者的基极采用电阻分压式分压，二极管D2、二极管D3正
相偏置，用来保持三极管Q2与三极管Q3的基极电压稳定，三极管Q2和三极管Q3两者都是发
射极输出电路，使其输出阻抗降低，使电压信号能够提高驱动后级电路的能力，其中正极性
电压分别为三极管Q1、三极管Q2、电压传感器U1进行供电，同时，利用电阻R10检测锂电池E
的电池温度信号，电阻R10为PTC型热敏电阻，当锂电池E的温度越高，电阻R10从电阻R10和
电阻R11组成的分压电路中分得的电压值越高，即温度信号的幅度值越高，温度信号传输至
触发保护电路中，电压信号也通过电容C4向触发保护电路传输，包括电阻R1，电阻R1的一端
与电压传感器U1的out引脚，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、电容C1的一端，电阻
R2的另一端分别连接电容C2的一端、运放器U2B的同相端，运放器U2B的反相端分别连接电
容C1的另一端、三极管Q1的发射极，电容C2的另一端分别连接电压传感器U1的gnd引脚、电
容C3的一端、变容二极管D1的负极、电阻R5的一端、三极管Q3的集电极、电阻R10的一端并连
接地，运放器U2B的输出端分别连接三极管Q1的基极、电感L1的一端，三极管Q1的集电极与
电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电阻R4的一端、三极管Q2的集电极、电压传感器U1
的vcc引脚并连接正极性电源VCC，电感L1的另一端分别连接电阻R4的另一端、三极管Q2的
基极，二极管D2的正极、电容C3的另一端、变容二极管D1的正极，二极管D2的负极与二极管
D3的正极相连接，二极管D3的负极分别连接三极管Q3的基极、电阻R5的一端，三极管Q3的发
射极与电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端分别连接电容C4的一端，电阻R6的一端，电阻
R6的另一端与三极管Q2的发射极相连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端相连接，电阻
R11的另一端连接正极性电压VCC；

[0014] 所述触发保护电路接收电压信号并传输至运放器U3B上，而当电压传感器检测到的电压信号将晶闸管Q4导通时，则表明锂电池E的电压已到达峰值电压处，并将峰值电压保
存在运放器U3B的同相端上，继续利用二极管D7接收传输过来的电压信号，运放器U3B、电阻
R15、电阻R9、电阻R8组成减法运算电路，电压信号的幅度值与峰值电压的差值通过电阻R6
能够将三极管Q6导通时，峰值电压与实时检测到的电压信号的差值较大，则表明锂电池E已
完成充电，无需再进行充电，此时三极管Q6将差值通过电阻R17输入到或门U4的I1引脚上，
而在信号检测电路中利用电阻R10检测到的温度信号将稳压D6反相导通时，表明锂电池内
部的温度已经很高，不适宜继续充电，则此温度信号通过电阻R13传输至或门U4的I0引脚
上，或门U4在三极管Q6将差值通过电阻R17输入到或门U4的I1引脚或温度信号通过电阻R13
传输至或门U4的I0引脚任一者发生或两者同时发生时，或门U4输出高电平从而将三极管Q5
导通，三极管Q5的集电极得电，进而使继电器K1的线圈得电，改变继电器K1的引脚连接状
态，继电器K1的5引脚从原来连接的4引脚改连接3引脚，交流电压源V1和锂电池E之间的连
接通路断开从而对开对锂电池E的充电，而当或门U4的I1引脚和I0引脚分别没有三极管Q6
输入的差值、电阻R13传输的温度信号时，或门U4无法输出高电平，三极管Q5无法导通，从而
继电器K1的引脚连接状态还保持在5引脚连接在4引脚上，交流电压源V1和锂电池E之间还
是完整的连接通路，交流电压源V1继续向锂电池E充电，从而形成保护，包括二极管D7，二极
管D7的一端分别连接晶闸管Q4的控制极、信号检测电路的电容C4的另一端，二极管D7的负
极分别连接电阻R15的一端、运放器U3B的反相端，运放器U3B的同相端分别连电阻R8的一
端、电阻R9的一端，电阻R9的另一端与晶闸管Q4的阳极相连接，晶闸管Q4的阴极分别连接电
阻R8的另一端、电阻R16的一旦、三极管Q6的发射极、信号检测电路中的电容C2的另一端、电
压传感器U1的gnd引脚、电容C3的一端、变容二极管D1的负极、电阻R5的一端、三极管Q3的集
电极、电阻R10的一端并连接地，运放器U3B的输出端分别连接电阻R15的另一端、电阻R12的
一端，电阻R12的另一端分别连接电阻R16的另一端、三极管Q6的基极，三极管Q6的集电极分
别电阻R17的一端、二极管D5的负极、继电器K1的1引脚、信号检测电路中的电阻R11的一端
并连接正极性电源VCC，稳压管D6的负极分别连接信号检测电路中的电阻R11的一端、电阻
R10的另一端，稳压管D6的正极分别于电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端与或门U4的
I0引脚相连接，或门U4的I1引脚与电阻R17的另一端相连接，或门U4的输出端分别连接电阻
R14的一端、三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极分别连接电阻R14的另一端、继电器K1的3
引脚并接地，三极管Q5的集电极分别连接二极管D5的正极、继电器K1的2引脚，继电器K1的4
引脚的一端连接锂电池E的负极，继电器K1的4引脚的另一端与继电器K1的5引脚的一端相
连接，继电器K1的5引脚的另一端连接交流电压源V1的一端，交流电压源V1的另一端连接锂
电池E的正极。

[0015] 本发明在进行具体使用的时候，所述信号检测电路利用型号类似为CE‑AV12N的电压传感器U1检测锂电池E的电压信号，电压信号先经过电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运
放器U2B组成的低通滤波器进行滤波，当检测到还有其他频率的信号存在时，利用三极管Q1
将电压信号反馈至低通滤波器重新进行滤波，并利用电感L1、电容C3和变容二极管D1来进
一步的滤除电压信号中的干扰，为提高电压信号驱动后级电路的能力，利用三极管Q2、三极
管Q3、二极管D2、二极管D3为核心组成的推挽缓冲放大电路，三极管Q2、三极管Q3两者的基
极采用电阻分压式分压，二极管D2、二极管D3正相偏置，用来保持三极管Q2与三极管Q3的基
极电压稳定，同时利用电阻R10检测锂电池E的电池温度信号，电阻R10为PTC型热敏电阻，当
检测锂电池E的温度越高，电阻R10从电阻R10和电阻R11组成的分压电路中分得的电压值越
高，即温度信号的幅度值越高，温度信号传输至触发保护电路中，电压信号也通过电容C4向
触发保护电路传输，所述触发保护电路接收电压信号并传输至运放器U3B上，而当电压传感
器检测到的电压信号将晶闸管Q4导通时，则表明锂电池E的电压已到达峰值电压处，并将峰
值电压保存在运放器U3B的同相端上，继续利用二极管D7接收传输过来的电压信号，运放器
U3B、电阻R15、电阻R9、电阻R8组成减法运算电路，电压信号的幅度值与峰值电压的差值通
过电阻R6能够将三极管Q6导通时，峰值电压与实时检测到的电压信号的差值较大，则表明
锂电池E已完成充电，无需再进行充电，此时三极管Q6将差值通过电阻R17输入到或门U4的
I1引脚上，而在信号检测电路中利用电阻R10检测到的温度信号将稳压D6反相导通时，表明
锂电池内部的温度已经很高，不适宜继续充电，则此温度信号通过电阻R13传输至或门U4的
I0引脚上，或门U4在三极管Q6将差值通过电阻R17输入到或门U4的I1引脚或温度信号通过
电阻R13传输至或门U4的I0引脚任一者发生或两者同时发生时，或门U4输出高电平从而将
三极管Q5导通，三极管Q5的集电极得电，进而使继电器K1的线圈得电，改变继电器K1的引脚
连接状态，继电器K1的5引脚从原来连接的4引脚改连接3引脚，交流电压源V1和锂电池E之
间的连接通路断开从而对开对锂电池E的充电，从而形成保护；

[0016] 通过设置电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运放器U2B将电压信号进行低通滤波，并利用三极管Q1对滤波效果进行检验，并利用三极管Q2、三极管Q3将电压信号进行缓冲放
大，提高电压信号的驱动后级的能力，避免了电压信号无法驱动后级电路的发生，同时设置
电阻R10检测锂电池E的温度信号，避免在高温下对锂电池E充电造成的伤害，利用或门U4将
三极管Q6传输的峰值电压与电压信号的差值与稳压管D3接收的温度信号进行或处理，既实
现了避免交流电压源V1对锂电池E的过充电现象的发生，又避免了交流电压源V1在高温下
对锂电池E充电造成的伤害，形成对锂电池E的保护。