本發(fā)明涉及應(yīng)急啟動(dòng)電源領(lǐng)域，特別是涉及一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源是一種用于汽車(chē)電瓶虧電或者其他原因（如低溫）無(wú)法啟動(dòng)汽車(chē)的時(shí)候能啟動(dòng)汽車(chē)的裝置。目前汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源已經(jīng)普遍采用動(dòng)力鋰電池作為電源。但對(duì)于這一應(yīng)用領(lǐng)域鋰電池大倍率充、放電的安全管理，以及汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源在使用時(shí)存在電瓶夾正負(fù)極夾反、短路、夾高壓、夾低壓、汽車(chē)無(wú)電瓶等危險(xiǎn)情況的綜合處理仍存在尚未解決的技術(shù)問(wèn)題。因此使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生電池鼓包、著火、甚至爆炸等安全事故，嚴(yán)重?fù)p害了人身財(cái)產(chǎn)安全。

市場(chǎng)上現(xiàn)有的汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源管理系統(tǒng)存在明顯缺陷，對(duì)使用者以及產(chǎn)品的保護(hù)不夠全面，存在很大的隱患。無(wú)法滿足汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源的安全應(yīng)用，需要一套成熟可靠的安全管理系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)，提升汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源的管理和保護(hù)，減少安全隱患。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)，包括：

控制管理單元，所述控制管理單元包括一個(gè)控制器；

第一可控開(kāi)關(guān)、第二可控開(kāi)關(guān)和第一電流采樣；

電瓶夾系統(tǒng)，分別與電池組正負(fù)極連接；

所述第一可控開(kāi)關(guān)一端接充電端正極，另一端經(jīng)第二可控開(kāi)關(guān)連接到電池組的正極，組成充電兩級(jí)保護(hù)結(jié)構(gòu)；

所述控制管理單元分別連接第一可控開(kāi)關(guān)和第二可控開(kāi)關(guān)的控制端，用于控制第一可控開(kāi)關(guān)和第二可控開(kāi)關(guān)開(kāi)通或關(guān)斷；

所述第一電流采樣串接在充電端負(fù)極和電池組負(fù)極之間，用于采集充電電流并反饋給控制管理單元；

所述控制管理單元還與電瓶夾系統(tǒng)連接，用于控制電瓶夾系統(tǒng)的執(zhí)行動(dòng)作；

所述電瓶夾系統(tǒng)還包括電瓶夾狀態(tài)識(shí)別單元和第三可控開(kāi)關(guān)單元，所述電瓶夾狀態(tài)識(shí)別單元用于檢測(cè)電瓶夾當(dāng)前狀態(tài)，并反饋給控制管理單元做進(jìn)一步處理；

所述第三可控開(kāi)關(guān)單元用于接通或關(guān)斷電池組的正極輸出；

所述電池組是由多節(jié)鋰電池串并聯(lián)組成至少2串的鋰電池組，所述電池組每一串之間還安裝有溫控裝置，用于溫度過(guò)低時(shí)給電池組加熱。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電瓶夾狀態(tài)識(shí)別單元包括：

電阻R503和二極管D502串聯(lián)組成的小電流測(cè)試回路：電阻R503連接至控制器EN_Curr_S端，二極管D502連接至電瓶夾的正極Clamp+，當(dāng)控制器EN_Curr_S端輸出高電平時(shí)，將有電流沿二極管D502方向輸出至電瓶夾正極Clamp+，用于判斷電瓶夾是否空載；

電阻R501、MOS管Q501、電阻R502和二極管D501串聯(lián)組成的大電流測(cè)試回路：電阻R501連接至控制器EN_Curr_L端，用于接收控制器驅(qū)動(dòng)信號(hào)；MOS管Q501源極接電池組的正極PACK+，MOS管Q501漏極接電阻R502，經(jīng)二極管D501連接至電瓶夾正極Clamp+，當(dāng)控制器EN_Curr_L端輸出低電平時(shí)，MOS管Q501打開(kāi)，電池組正極輸出一較大電流至電瓶夾正極，用于識(shí)別電瓶夾狀態(tài)為正負(fù)極短路，還是夾到無(wú)電瓶汽車(chē)；

光耦U501和電阻R509串聯(lián)組成的用于識(shí)別電瓶夾正負(fù)極接反的反向電壓測(cè)試回路，電阻R509連接至電瓶夾正極Clamp+，光耦U501連接至控制器IN_Clamp端，當(dāng)電瓶夾夾反向電壓時(shí)，光耦U501導(dǎo)通，控制器IN_Clamp端接收到低電平信號(hào)；

二極管D504、電阻R507、電阻R508和三極管Q502組成的用于識(shí)別電瓶夾是否夾正的正向電壓測(cè)試回路，二極管D504、電阻R507和電阻R508依次串聯(lián)在電瓶夾正極Clamp+和電瓶夾負(fù)極Clamp-之間，所述三極管Q502的基極連接在電阻R507和電阻R508之間，所述三極管Q502的集電極與光耦U501相連接，所述三極管Q502的發(fā)射極與電瓶夾負(fù)極Clamp-相連接，當(dāng)電瓶夾夾正向電壓時(shí)，三極管Q502導(dǎo)通，控制器IN_Clamp端接收到低電平信號(hào)；

電阻R504、電阻Q505、電阻Q506和二極管D503組成的分壓采樣電路，所述電阻Q505和電阻R504串聯(lián)在控制器AD_Clamp端和電瓶夾正極Clamp+之間，電阻Q506連接在控制器AD_Clamp端和電瓶夾負(fù)極Clamp-之間，二極管D503正極與電瓶夾負(fù)極Clamp-相連接，二極管D503負(fù)極連接在電阻Q505和電阻R504之間，控制器AD_Clamp端采集具體電壓數(shù)值，做出電瓶夾狀態(tài)的進(jìn)一步判斷；所述電瓶夾狀態(tài)識(shí)別單元默認(rèn)情況下：Q501斷開(kāi)，EN_Curr_S輸出低電平，IN_Clamp上拉至高電平；

步驟1、判斷IN_Clamp的電平狀態(tài)，若為高電平，執(zhí)行步驟2；若為低電平，通過(guò)AD_Clamp端口的數(shù)值判斷電瓶夾的狀態(tài)：

若AD_Clamp的值≤0，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾反向電壓；

若a0<AD_Clamp的值≤a1，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾正向低電壓；

若a1<AD_Clamp的值≤a2，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾正向合適電壓；

若a2<AD_Clamp的值，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾正向高電壓，a0、a1和a2為預(yù)設(shè)值；

步驟2、控制器將EN_Curr_S輸出高電平，判斷IN_Clamp的電平狀態(tài)，若為高電平，執(zhí)行步驟3；若為低電平，則判定電瓶夾狀態(tài)為空載；

步驟3、打開(kāi)Q501，判斷IN_Clamp的電平狀態(tài)，若為高電平，則判定電瓶夾狀態(tài)為正負(fù)極短路；若為低電平，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾到無(wú)電瓶汽車(chē)，汽車(chē)無(wú)電瓶時(shí)，其內(nèi)部負(fù)載為2Ω~20Ω。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第三可控開(kāi)關(guān)單元包括：

直流接觸器JK1，直流接觸器JK1觸點(diǎn)一端接電池組正極PACK+，另一端接電瓶夾正極Clamp+，用于連接或斷開(kāi)電池組正極和電瓶夾的正極；

電阻R601、MOS管Q601串聯(lián)組成的高端驅(qū)動(dòng)電路，電阻R601連接受控于控制器的EN_RL1端，MOS管Q601源極連接電池組正極PACK+，漏極連接JK1線圈的一端；

電阻R602、MOS管Q602串聯(lián)組成的低端驅(qū)動(dòng)電路，電阻R602連接并受控于控制器的EN_RL2端，MOS管Q602源極連接電池組負(fù)極PACK-，漏極連接JK1線圈的另一端，當(dāng)控制器驅(qū)動(dòng)MOS管Q601、MOS管Q602都開(kāi)啟時(shí)，JK1閉合，電池組正極和電瓶夾正極連通；

二極管D602，陽(yáng)極連接電瓶夾正極Clamp+，陰極連接MOS管Q601的漏極，用于維持JK1的閉合狀態(tài)：當(dāng)電池組正極和電瓶夾正極連通后，斷開(kāi)Q601，由于電瓶夾正極有電壓，通過(guò)二極管D602能夠繼續(xù)保持JK1處于閉合狀態(tài)；

溫控開(kāi)關(guān)SW6，常開(kāi)型溫控器，將其置于電池組內(nèi)部，一端連接在電阻R602和MOS管Q602之間，另一端與電池組負(fù)極PACK-相連接，一旦電池組出現(xiàn)溫度過(guò)高，SW6會(huì)立即切換至常閉狀態(tài)，從而將Q602關(guān)斷，JK1也隨之?dāng)嚅_(kāi)，避免電池組高溫放電，增加安全等級(jí)；

二極管D601，所述二極管D601陽(yáng)極連接MOS管Q602漏極，二極管D601陰極連接MOS管Q601的漏極，用于JK1斷開(kāi)時(shí)續(xù)流作用；

第二電流采樣電路，包括采樣電阻RS2、電容C601和電阻R603，所述電阻RS2一端連接至電瓶夾負(fù)極Clamp-，另一端連接電池組負(fù)極PACK-，所述電阻R603一端連接至電瓶夾負(fù)極Clamp-，另一端連接至控制器AD_ISN端。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述控制管理單元還包括：

正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1，連接在充電端P1，充電端P1連接外部充電器，常溫下，正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1為低阻態(tài)，保持正常充電；當(dāng)充電電流大于設(shè)定值時(shí)，正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1溫度升高，變?yōu)楦咦钁B(tài)，斷開(kāi)充電回路，形成充電過(guò)流硬件保護(hù)；

充電信號(hào)監(jiān)測(cè)電路，包括：電阻R101、電阻R102和三極管Q101，電阻R101、電阻R102將充電器電壓分壓后送入三極管Q101，當(dāng)外部充電器接入時(shí)，IN_CHG端口產(chǎn)生中斷信號(hào)喚醒控制器，控制器判斷是否滿足充電條件，執(zhí)行下一步動(dòng)作；

電壓監(jiān)測(cè)電路，包括：電阻R104、電阻R105、電容C102和二極管D101，電阻R104、電阻R105將充電器電壓分壓后送入電容C102和二極管D101以及控制器AD_CHG端口，當(dāng)充電器電壓在正常范圍內(nèi)，控制器打開(kāi)第二可控開(kāi)關(guān)，即MOS管Q104，否則Q104處于斷開(kāi)狀態(tài)；

第二可控開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，包括電阻R109、電阻R110、電阻R111和三極管Q105，電阻R109、電阻R110和三極管Q105串聯(lián)在MOS管Q104的源極與電池組負(fù)極接口之間，電阻R111連接在三極管Q105的基極和控制端EN_CHG2之間，受控制端EN_CHG2控制，作為充電一級(jí)保護(hù)機(jī)制；

同理，電阻R106、電阻R107、電阻R108和三極管Q103組成第一可控開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，第一可控開(kāi)關(guān)即MOS管Q102，受控制端EN_CHG1控制，作為充電二級(jí)保護(hù)機(jī)制；

MOS管Q102、MOS管Q104形成多級(jí)串聯(lián)的保護(hù)機(jī)制，只有當(dāng)兩者都打開(kāi)時(shí)才形成充電回路；

所述第一電流采樣包括采樣電阻RS1、電阻R103和電容C101，電阻R103和電容C101串聯(lián)在電池組負(fù)極和充電端負(fù)極之間，采樣電阻RS1兩端分別連接充電端負(fù)極和電池組負(fù)極，用于采集充電回路電流并通過(guò)FB_CHG端口反饋給控制器，控制器監(jiān)測(cè)充電電流大小，一旦超出正常值，就會(huì)通過(guò)EN_CHG2端口關(guān)閉MOS管Q104，形成充電過(guò)流軟件保護(hù)；

所述汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括電池組一級(jí)保護(hù)電路，所述電池組一級(jí)保護(hù)電路包括電池均衡電路和電池電壓采集電路。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電池均衡電路包括數(shù)條電阻耗能電路，用于消耗電壓較高的那一串電池組的電壓，維持各串電池組電壓相等，所述電阻耗能電路分別連接在控制器與對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，所述電阻耗能電路分別包括第一耗能電阻、耗能電路三極管、光耦、第二耗能電阻和第三耗能電阻，所述第一耗能電阻和耗能電路三極管串聯(lián)在對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，所述光耦、第二耗能電阻也串聯(lián)在對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，耗能電路三極管的基極連接在光耦和第二耗能電阻之間，所述第三耗能電阻串聯(lián)在光耦的控制端與控制器的控制端之間。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電池電壓采集電路分別包括控制三極管、電壓采集三極管、第一電壓采集電阻和第一RC濾波電路，所述電壓采集三極管、第一電壓采集電阻和第一RC濾波電路串聯(lián)在每一串電池組的正極和接地線之間，第一RC濾波電路與控制器的AD端口相連接，用于采集對(duì)應(yīng)一串電池組的電壓，電壓采集三極管的基極還分別串聯(lián)有第二電壓采集電阻，數(shù)個(gè)第二電壓采集電阻并聯(lián)后與控制三極管相連接，所述控制三極管的基極設(shè)置有第三電壓采集電阻，所述第三電壓采集電阻與控制器的EN_ADC端口相連接，控制器通過(guò)EN_ADC端口決定控制三極管的導(dǎo)通或關(guān)斷，當(dāng)管理系統(tǒng)滿足睡眠條件時(shí)，控制器關(guān)斷控制三極管，從而電壓采集三極管也被關(guān)斷，電壓采集通道關(guān)閉，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)電池組存儲(chǔ)時(shí)間。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括電池組二級(jí)保護(hù)電路，所述電池組二級(jí)保護(hù)電路包括：

電池保護(hù)芯片；

第二RC濾波電路，每一串電池組電壓分別通過(guò)第二RC濾波電路連接至電池保護(hù)芯片的VCX引腳，電池組總正極還通過(guò)一個(gè)第二RC濾波電路連接至電池保護(hù)芯片的VDD引腳進(jìn)行供電，未使用的電壓監(jiān)測(cè)引腳接地；

電阻R305和三極管Q301，電阻R305串聯(lián)在三極管Q301和電池保護(hù)芯片輸出引腳CO之間，三極管Q301集電極輸出端EN_CHG1控制第一可控開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，同時(shí)輸出端EN_CHG1還接在控制器的輸入端口，用于告知控制器EN_CHG1端口的輸出狀態(tài)；

當(dāng)電池保護(hù)芯片檢測(cè)到任一串電池組電壓過(guò)高時(shí)，輸出端CO輸出高電平，三極管Q301導(dǎo)通，端口EN_CHG1被拉低，三極管Q103斷開(kāi)，MOS管Q102也隨之?dāng)嚅_(kāi)，充電回路關(guān)閉，避免電池組出現(xiàn)過(guò)充，構(gòu)成電池組電壓二級(jí)保護(hù)，同時(shí)，EN_CHG1端口關(guān)斷信號(hào)還送入控制器，控制器進(jìn)一步將MOS管Q104也關(guān)斷，確保MOS管Q102、Q104都處于關(guān)斷狀態(tài)，避免出現(xiàn)安全事故。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電池電壓采集電路和電池組二級(jí)保護(hù)電路還具有斷線保護(hù)功能；當(dāng)電池電壓采集電路或電池組二級(jí)保護(hù)電路采集不到電池組電壓時(shí)，將關(guān)閉第一可控開(kāi)關(guān)、第二可控開(kāi)關(guān)和JK1，禁止電池組充電或放電。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括溫度采集電路，所述溫度采集電路包括電阻R60301和熱敏電阻RT4，電阻R60301和熱敏電阻RT4分壓后接入控制器AD_TSN端口，熱敏電阻RT4置于電池組內(nèi)部，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組溫度，當(dāng)溫度超出正常充電或放電溫度時(shí)，控制器關(guān)閉充放電回路，禁止電池組在過(guò)高或過(guò)低溫度下充放電。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述溫控裝置包括：

電阻R307，電阻R307為帶狀或絲狀電阻，均勻并緊貼纏繞每一串電池組；

開(kāi)關(guān)SW3，開(kāi)關(guān)SW3為常開(kāi)型溫控開(kāi)關(guān)，貼在電阻R307的表面；

MOS管Q302，電阻R307串聯(lián)在電池組總正極與MOS管Q302之間，開(kāi)關(guān)SW3連接在MOS管Q302柵極與接地線之間，MOS管源極接地；

電阻R306，串聯(lián)在MOS管Q302柵極與控制器的EN_HEAT端口之間；

當(dāng)電池組在較低溫度下進(jìn)行充電或放電時(shí)，在此之前，控制器通過(guò)EN_HEAT端口打開(kāi)MOS管Q302，電阻R307發(fā)熱，通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式將熱量傳遞給電池組，電池組溫度升高，當(dāng)控制器AD_TSN端口檢測(cè)到電池溫度達(dá)到充電或放電的要求時(shí)，關(guān)閉MOS管Q302，停止加熱；

開(kāi)關(guān)SW3在檢測(cè)到加熱溫度大于一定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)切換至閉合狀態(tài)，通過(guò)硬件斷開(kāi)MOS管Q302，增加了1級(jí)溫控保護(hù)，提高了溫控裝置的可靠性。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，所述蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R60302、電阻R60303、三極管Q401和蜂鳴器B4，所述電阻R60302與控制器相連接，所述電阻R60302、三極管Q401、電阻R60303和蜂鳴器B4依次串聯(lián)；

汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括散熱裝置，用于電池組溫度過(guò)高時(shí)打開(kāi)散熱裝置加快給電池組降溫，避免溫度積蓄。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明指出的一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)，能夠?qū)﹄姵亟M進(jìn)行安全管理，避免電池組過(guò)充、過(guò)放、溫度失控；能夠快速處理電瓶夾正負(fù)極夾反、短路、夾高壓、夾低壓、汽車(chē)無(wú)電瓶等危險(xiǎn)情況，延長(zhǎng)鋰電池使用壽命，能夠保障汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源的安全使用，消除安全隱患。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發(fā)明一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)中充電管理的電路圖；

圖3是本發(fā)明一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)中電池均衡電路和電池電壓采集電路的電路圖；

圖4是本發(fā)明一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)中電池組二級(jí)保護(hù)電路的電路圖；

圖5是本發(fā)明一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)中溫控裝置的電路圖；

圖6是本發(fā)明一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)中的控制器電路圖；

圖7是本發(fā)明一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)中電瓶夾狀態(tài)識(shí)別單元的電路圖；

圖8是本發(fā)明一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)中第三可控開(kāi)關(guān)單元的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1至圖8，本發(fā)明實(shí)施例包括：

一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)，包括：

控制管理單元，所述控制管理單元包括一個(gè)控制器；

第一可控開(kāi)關(guān)、第二可控開(kāi)關(guān)和第一電流采樣；

電瓶夾系統(tǒng)，分別與電池組正負(fù)極連接；

所述第一可控開(kāi)關(guān)一端接充電端正極，另一端經(jīng)第二可控開(kāi)關(guān)連接到電池組的正極，組成充電兩級(jí)保護(hù)結(jié)構(gòu)；

所述控制管理單元分別連接第一可控開(kāi)關(guān)和第二可控開(kāi)關(guān)的控制端，用于控制第一可控開(kāi)關(guān)和第二可控開(kāi)關(guān)開(kāi)通或關(guān)斷；

所述第一電流采樣串接在充電端負(fù)極和電池組負(fù)極之間，用于采集充電電流并反饋給控制管理單元；

所述控制管理單元還與電瓶夾系統(tǒng)連接，用于控制電瓶夾系統(tǒng)的執(zhí)行動(dòng)作；

所述電瓶夾系統(tǒng)還包括電瓶夾狀態(tài)識(shí)別單元和第三可控開(kāi)關(guān)單元，所述電瓶夾狀態(tài)識(shí)別單元用于檢測(cè)電瓶夾當(dāng)前狀態(tài)，并反饋給控制管理單元做進(jìn)一步處理；

所述第三可控開(kāi)關(guān)單元用于接通或關(guān)斷電池組的正極輸出；

所述電池組是由多節(jié)鋰電池串并聯(lián)組成至少2串的鋰電池組，所述電池組每一串之間還安裝有溫控裝置，用于溫度過(guò)低時(shí)給電池組加熱。

所述電瓶夾狀態(tài)識(shí)別單元包括：

電阻R503和二極管D502串聯(lián)組成的小電流測(cè)試回路：電阻R503連接至控制器EN_Curr_S端，二極管D502連接至電瓶夾的正極Clamp+，當(dāng)控制器EN_Curr_S端輸出高電平時(shí)，將有電流沿二極管D502方向輸出至電瓶夾正極Clamp+，用于判斷電瓶夾是否空載；

電阻R501、MOS管Q501、電阻R502和二極管D501串聯(lián)組成的大電流測(cè)試回路：電阻R501連接至控制器EN_Curr_L端，用于接收控制器驅(qū)動(dòng)信號(hào)；MOS管Q501源極接電池組的正極PACK+，MOS管Q501漏極接電阻R502，經(jīng)二極管D501連接至電瓶夾正極Clamp+，當(dāng)控制器EN_Curr_L端輸出低電平時(shí)，MOS管Q501打開(kāi)，電池組正極輸出一較大電流至電瓶夾正極，用于識(shí)別電瓶夾狀態(tài)為正負(fù)極短路，還是夾到無(wú)電瓶汽車(chē)；

光耦U501和電阻R509串聯(lián)組成的用于識(shí)別電瓶夾正負(fù)極接反的反向電壓測(cè)試回路，電阻R509連接至電瓶夾正極Clamp+，光耦U501連接至控制器IN_Clamp端，當(dāng)電瓶夾夾反向電壓時(shí)，光耦U501導(dǎo)通，控制器IN_Clamp端接收到低電平信號(hào)；

二極管D504、電阻R507、電阻R508和三極管Q502組成的用于識(shí)別電瓶夾是否夾正的正向電壓測(cè)試回路，二極管D504、電阻R507和電阻R508依次串聯(lián)在電瓶夾正極Clamp+和電瓶夾負(fù)極Clamp-之間，所述三極管Q502的基極連接在電阻R507和電阻R508之間，所述三極管Q502的集電極與光耦U501相連接，所述三極管Q502的發(fā)射極與電瓶夾負(fù)極Clamp-相連接，當(dāng)電瓶夾夾正向電壓時(shí)，三極管Q502導(dǎo)通，控制器IN_Clamp端接收到低電平信號(hào)；

電阻R504、電阻Q505、電阻Q506和二極管D503組成的分壓采樣電路，所述電阻Q505和電阻R504串聯(lián)在控制器AD_Clamp端和電瓶夾正極Clamp+之間，電阻Q506連接在控制器AD_Clamp端和電瓶夾負(fù)極Clamp-之間，二極管D503正極與電瓶夾負(fù)極Clamp-相連接，二極管D503負(fù)極連接在電阻Q505和電阻R504之間，控制器AD_Clamp端采集具體電壓數(shù)值，做出電瓶夾狀態(tài)的進(jìn)一步判斷；所述電瓶夾狀態(tài)識(shí)別單元默認(rèn)情況下：Q501斷開(kāi)，EN_Curr_S輸出低電平，IN_Clamp上拉至高電平；

以12V電瓶汽車(chē)為例：

若AD_Clamp的值≤0，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾反向電壓；

若通過(guò)AD_Clamp端口讀到電瓶夾正負(fù)極兩端的電壓值為1V~4.8V，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾正向低電壓；

若通過(guò)AD_Clamp端口讀到電瓶夾正負(fù)極兩端的電壓值為4.8V~13.5V，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾正向合適電壓；

若通過(guò)AD_Clamp端口讀到電瓶夾正負(fù)極兩端的電壓值大于13.5V，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾正向高電壓；

以24V電瓶汽車(chē)為例：

若AD_Clamp的值≤0，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾反向電壓；

若通過(guò)AD_Clamp端口讀到電瓶夾正負(fù)極兩端的電壓值為1V~15.6V，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾正向低電壓；

若通過(guò)AD_Clamp端口讀到電瓶夾正負(fù)極兩端的電壓值為15.6V~31V，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾正向合適電壓；

若通過(guò)AD_Clamp端口讀到電瓶夾正負(fù)極兩端的電壓值大于31V，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾正向高電壓；

步驟2、控制器將EN_Curr_S輸出高電平，判斷IN_Clamp的電平狀態(tài)，若為高電平，執(zhí)行步驟3；若為低電平，則判定電瓶夾狀態(tài)為空載；

步驟3、打開(kāi)Q501，判斷IN_Clamp的電平狀態(tài)，若為高電平，則判定電瓶夾狀態(tài)為正負(fù)極短路；若為低電平，則判定電瓶夾狀態(tài)為夾到無(wú)電瓶汽車(chē)，汽車(chē)無(wú)電瓶且汽車(chē)內(nèi)部用電設(shè)備全部關(guān)閉時(shí)，其內(nèi)部負(fù)載為2Ω~20Ω。

所述第三可控開(kāi)關(guān)單元包括：

直流接觸器JK1，直流接觸器JK1觸點(diǎn)一端接電池組正極PACK+，另一端接電瓶夾正極Clamp+，用于連接或斷開(kāi)電池組正極和電瓶夾的正極；

電阻R601、MOS管Q601串聯(lián)組成的高端驅(qū)動(dòng)電路，電阻R601連接受控于控制器的EN_RL1端，MOS管Q601源極連接電池組正極PACK+，漏極連接JK1線圈的一端；

電阻R602、MOS管Q602串聯(lián)組成的低端驅(qū)動(dòng)電路，電阻R602連接并受控于控制器的EN_RL2端，MOS管Q602源極連接電池組負(fù)極PACK-，漏極連接JK1線圈的另一端，當(dāng)控制器驅(qū)動(dòng)MOS管Q601、MOS管Q602都開(kāi)啟時(shí)，JK1閉合，電池組正極和電瓶夾正極連通；

二極管D602，陽(yáng)極連接電瓶夾正極Clamp+，陰極連接MOS管Q601的漏極，用于維持JK1的閉合狀態(tài)：當(dāng)電池組正極和電瓶夾正極連通后，斷開(kāi)Q601，由于電瓶夾正極有電壓，通過(guò)二極管D602能夠繼續(xù)保持JK1處于閉合狀態(tài)；

溫控開(kāi)關(guān)SW6，常開(kāi)型溫控器，將其置于電池組內(nèi)部，一端連接在電阻R602和MOS管Q602之間，另一端與電池組負(fù)極PACK-相連接，一旦電池組出現(xiàn)溫度過(guò)高，SW6會(huì)立即切換至常閉狀態(tài)，從而將Q602關(guān)斷，JK1也隨之?dāng)嚅_(kāi)，避免電池組高溫放電，增加安全等級(jí)；

二極管D601，所述二極管D601陽(yáng)極連接MOS管Q602漏極，二極管D601陰極連接MOS管Q601的漏極，用于JK1斷開(kāi)時(shí)續(xù)流作用；

第二電流采樣電路，包括采樣電阻RS2、電容C601和電阻R603，所述電阻RS2一端連接至電瓶夾負(fù)極Clamp-，另一端連接電池組負(fù)極PACK-，所述電阻R603一端連接至電瓶夾負(fù)極Clamp-，另一端連接至控制器AD_ISN端。

所述控制管理單元還包括：

正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1，連接在充電端P1，充電端P1連接外部充電器，常溫下，正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1為低阻態(tài)，保持正常充電；當(dāng)充電電流大于設(shè)定值時(shí)，正溫度系數(shù)可恢復(fù)熱敏電阻F1溫度升高，變?yōu)楦咦钁B(tài)，斷開(kāi)充電回路，形成充電過(guò)流硬件保護(hù)；

充電信號(hào)監(jiān)測(cè)電路，包括：電阻R101、電阻R102和三極管Q101，電阻R101、電阻R102將充電器電壓分壓后送入三極管Q101，當(dāng)外部充電器接入時(shí)，IN_CHG端口產(chǎn)生中斷信號(hào)喚醒控制器，控制器判斷是否滿足充電條件，執(zhí)行下一步動(dòng)作；

電壓監(jiān)測(cè)電路，包括：電阻R104、電阻R105、電容C102和二極管D101，電阻R104、電阻R105將充電器電壓分壓后送入電容C102和二極管D101以及控制器AD_CHG端口，當(dāng)充電器電壓在正常范圍內(nèi)，控制器打開(kāi)第二可控開(kāi)關(guān)，即MOS管Q104，否則Q104處于斷開(kāi)狀態(tài)；

第二可控開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，包括電阻R109、電阻R110、電阻R111和三極管Q105，電阻R109、電阻R110和三極管Q105串聯(lián)在MOS管Q104的源極與電池組負(fù)極接口之間，電阻R111連接在三極管Q105的基極和控制端EN_CHG2之間，受控制端EN_CHG2控制，作為充電一級(jí)保護(hù)機(jī)制；

同理，電阻R106、電阻R107、電阻R108和三極管Q103組成第一可控開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，第一可控開(kāi)關(guān)即MOS管Q102，受控制端EN_CHG1控制，作為充電二級(jí)保護(hù)機(jī)制；

MOS管Q102、MOS管Q104形成多級(jí)串聯(lián)的保護(hù)機(jī)制，只有當(dāng)兩者都打開(kāi)時(shí)才形成充電回路；

所述第一電流采樣包括采樣電阻RS1、電阻R103和電容C101，電阻R103和電容C101串聯(lián)在電池組負(fù)極和充電端負(fù)極之間，采樣電阻RS1兩端分別連接充電端負(fù)極和電池組負(fù)極，用于采集充電回路電流并通過(guò)FB_CHG端口反饋給控制器，控制器監(jiān)測(cè)充電電流大小，一旦超出正常值，就會(huì)通過(guò)EN_CHG2端口關(guān)閉MOS管Q104，形成充電過(guò)流軟件保護(hù)；

所述汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括電池組一級(jí)保護(hù)電路，所述電池組一級(jí)保護(hù)電路包括電池均衡電路和電池電壓采集電路。

所述電池均衡電路包括數(shù)條電阻耗能電路，用于消耗電壓較高的那一串電池組的電壓，維持各串電池組電壓相等。所述電阻耗能電路分別連接在控制器與對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，所述電阻耗能電路分別包括第一耗能電阻、耗能電路三極管、光耦、第二耗能電阻和第三耗能電阻，所述第一耗能電阻和耗能電路三極管串聯(lián)在對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，所述光耦、第二耗能電阻也串聯(lián)在對(duì)應(yīng)的一串電池兩端，耗能電路三極管的基極連接在光耦和第二耗能電阻之間，所述第三耗能電阻串聯(lián)在光耦的控制端與控制器的控制端之間。

所述電池電壓采集電路分別包括控制三極管、電壓采集三極管、第一電壓采集電阻和第一RC濾波電路，所述電壓采集三極管、第一電壓采集電阻和第一RC濾波電路串聯(lián)在每一串電池組的正極和接地線之間，第一RC濾波電路與控制器的AD端口相連接，用于采集對(duì)應(yīng)一串電池組的電壓，電壓采集三極管的基極還分別串聯(lián)有第二電壓采集電阻，數(shù)個(gè)第二電壓采集電阻并聯(lián)后與控制三極管相連接，所述控制三極管的基極設(shè)置有第三電壓采集電阻，所述第三電壓采集電阻與控制器的EN_ADC端口相連接，控制器通過(guò)EN_ADC端口決定控制三極管的導(dǎo)通或關(guān)斷，當(dāng)管理系統(tǒng)滿足睡眠條件時(shí)，控制器關(guān)斷控制三極管，從而電壓采集三極管也被關(guān)斷，電壓采集通道關(guān)閉，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)電池組存儲(chǔ)時(shí)間。具體如圖3所示，以3串鋰電池組為例，每一串電池組都有均衡和電池電壓采集功能?？刂贫薉SC_VB1、DSC_VB2、DSC_VB3連接控制器U401，用于均衡對(duì)應(yīng)一串電池組的電壓；輸入端AD_VB1、AD_VB2、AD_VB3連接控制器的AD端口，用于采集對(duì)應(yīng)一串電池組的電壓。控制器還通過(guò)EN_ADC端口控制三極管Q207導(dǎo)通或關(guān)斷，當(dāng)管理系統(tǒng)滿足睡眠條件時(shí)，控制器關(guān)斷Q207，從而三極管Q204、Q205、Q206也被關(guān)斷，電壓采集通道關(guān)閉，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)電池組存儲(chǔ)時(shí)間，延長(zhǎng)電池組存儲(chǔ)時(shí)間與使用壽命。以控制端DSC_VB1、輸入端AD_VB1對(duì)應(yīng)的一串電池組為例，管理系統(tǒng)工作時(shí)，Q206導(dǎo)通，電池組電壓VB1經(jīng)電阻R218、R219分壓送入控制器AD_VB1端口，如檢測(cè)到VB1的電壓高于VB2、VB3的電壓，則控制端DSC_VB1控制光耦U203導(dǎo)通，三極管Q203也隨之導(dǎo)通，電池組BAT1通過(guò)電阻R203、三極管Q203放電。如果此時(shí)在正常充電，控制器還會(huì)通過(guò)控制端EN_CHG2關(guān)斷MOS管Q104，從而切斷充電回路，避免電池組VBT1過(guò)充。當(dāng)VB1電壓降至和VB2、VB3相等時(shí)，控制器關(guān)斷三極管Q203，有效解決了電池組電壓不一致的問(wèn)題，如果此時(shí)滿足充電條件，MOS管Q104恢復(fù)至導(dǎo)通狀態(tài)，電池組繼續(xù)正常充電。當(dāng)VB1+VB2+VB3總電壓大于等于滿電電壓時(shí)，控制器也會(huì)關(guān)斷MOS管Q104，構(gòu)成電池組電壓一級(jí)保護(hù)。通過(guò)上述方式，不僅解決了電池組均衡和電池電壓精確監(jiān)測(cè)問(wèn)題，還綜合了充電管理以及系統(tǒng)功耗的考慮，保證了鋰電池組長(zhǎng)時(shí)間的安全應(yīng)用。

所述汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括電池組二級(jí)保護(hù)電路，所述電池組二級(jí)保護(hù)電路包括：

電池保護(hù)芯片U301；

第二RC濾波電路，每一串電池組電壓分別通過(guò)第二RC濾波電路連接至電池保護(hù)芯片的VCX引腳，X為1、2、3…，如圖4所示，3串電池組電壓VB1、VB2、VB3通過(guò)RC濾波網(wǎng)絡(luò)分別連接至U301的VC3、VC2、VC1引腳，VB3還通過(guò)R301、C301連接至U301的VDD引腳，未使用的電壓監(jiān)測(cè)引腳VC4、VC5以及VSS引腳接地；

電阻R305和三極管Q301，電阻R305串聯(lián)在三極管Q301和電池保護(hù)芯片輸出引腳CO之間，三極管Q301集電極輸出端EN_CHG1控制第一可控開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，同時(shí)輸出端EN_CHG1還接在控制器的輸入端口，用于告知控制器EN_CHG1端口的輸出狀態(tài)；

當(dāng)電池保護(hù)芯片檢測(cè)到任一串電池組電壓過(guò)高時(shí)，輸出端CO輸出高電平，三極管Q301導(dǎo)通，端口EN_CHG1被拉低，三極管Q103斷開(kāi)，MOS管Q102也隨之?dāng)嚅_(kāi)，充電回路關(guān)閉，避免電池組出現(xiàn)過(guò)充，構(gòu)成電池組電壓二級(jí)保護(hù)，同時(shí)，EN_CHG1端口關(guān)斷信號(hào)還送入控制器，控制器進(jìn)一步將MOS管Q104也關(guān)斷，確保MOS管Q102、Q104都處于關(guān)斷狀態(tài)，避免出現(xiàn)安全事故。

所述電池電壓采集電路和電池組二級(jí)保護(hù)電路還具有斷線保護(hù)功能；當(dāng)控制器AD_VBX端口電池保護(hù)芯片U301的VCX引腳采集不到電池組電壓時(shí)，將關(guān)閉第一可控開(kāi)關(guān)、第二可控開(kāi)關(guān)和第三可控開(kāi)關(guān)，禁止電池組充電或放電。

所述汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括溫度采集電路，所述溫度采集電路包括電阻R60301和熱敏電阻RT4，電阻R60301和熱敏電阻RT4分壓后接入控制器AD_TSN端口，熱敏電阻RT4置于電池組內(nèi)部，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組溫度，當(dāng)溫度超出正常充電或放電溫度時(shí)，控制器關(guān)閉充放電回路，禁止電池組在過(guò)高或過(guò)低溫度下充放電。

所述溫控裝置包括：

電阻R307，電阻R307為帶狀或絲狀電阻，均勻并緊貼纏繞每一串電池組；

開(kāi)關(guān)SW3，開(kāi)關(guān)SW3為常開(kāi)型溫控開(kāi)關(guān)，貼在電阻R307的表面；

MOS管Q302，電阻R307串聯(lián)在電池組總正極與MOS管Q302之間，開(kāi)關(guān)SW3連接在MOS管Q302柵極與接地線之間，MOS管源極接地；

電阻R306，串聯(lián)在MOS管Q302柵極與控制器的EN_HEAT端口之間；

當(dāng)電池組在較低溫度下進(jìn)行充電或放電時(shí)，在此之前，控制器通過(guò)EN_HEAT端口打開(kāi)MOS管Q302，電阻R307發(fā)熱，通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式將熱量傳遞給電池組，電池組溫度升高，當(dāng)控制器AD_TSN端口檢測(cè)到電池溫度達(dá)到充電或放電的要求時(shí)，關(guān)閉MOS管Q302，停止加熱；

開(kāi)關(guān)SW3在檢測(cè)到加熱溫度大于一定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)切換至閉合狀態(tài)，通過(guò)硬件斷開(kāi)MOS管Q302，增加了1級(jí)溫控保護(hù)，提高了溫控裝置的可靠性，避免電池組低溫或過(guò)溫時(shí)工作，保證電池組在安全溫度范圍內(nèi)使用，避免由溫度失控引起的安全事故。

所述汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，所述蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R60302、電阻R60303、三極管Q401和蜂鳴器B4，所述電阻R60302與控制器相連接，所述電阻R60302、三極管Q401、電阻R60303和蜂鳴器B4依次串聯(lián)，用于正常工作時(shí)產(chǎn)生必要的提示音，以及異常時(shí)（如溫度過(guò)高、過(guò)低，電池組過(guò)充、過(guò)放等）發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警示異常狀況，提示使用者盡快處理，以免情況進(jìn)一步惡化。

汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)還包括散熱裝置，用于電池組溫度過(guò)高時(shí)打開(kāi)散熱裝置加快給電池組降溫，避免溫度積蓄，充分保證電池組安全使用，延長(zhǎng)鋰電池使用壽命。

綜上所述，本發(fā)明指出的一種汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源安全管理系統(tǒng)，對(duì)電池組充、放電時(shí)的電壓、電流、溫度進(jìn)行多級(jí)監(jiān)測(cè)，構(gòu)成對(duì)電池組的多級(jí)獨(dú)立串聯(lián)保護(hù)機(jī)制，顯著降低電池組失控風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)了對(duì)電瓶夾的安全管理，避免電瓶夾正負(fù)極夾反、短路、夾高壓、夾低壓、汽車(chē)無(wú)電瓶時(shí)的損壞，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，提高安全等級(jí)。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。