一种电源保护电路及其应用装置的制作方法

1.本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电源保护电路及其应用装置。


背景技术：

2.现有储能系统中，bms(battery management system，电池管理系统)的工作电源可以自系统内充放电主回路获得，参见图1，图1是现有技术中储能系统的结构框图，bms内的主控开关k1串联于储能电池与充放电设备之间，bms电源的输入端与主控开关k1所在的充放电主回路相连，接收充放电设备或储能电池输出电能，并传输至bms内的控制模块，实现为整个bms的供电。
3.在储能系统的实际应用中，储能电池包括充电和放电两种工况。在储能电池处于充电工况时，充放电设备的输出电压需要高于储能电池电压，才能实现以一定电流值给储能电池充电。
4.然而，在充放电设备为储能电池充电过程中，如果主控开关k1因异常故障突然断开，充放电设备的充电负载瞬间撤销，充放电设备与主控开关k1之间母线上便会产生较高的母线电压，容易导致bms电源因为承受过电压而损坏，甚至威胁整个bms的运行安全。


技术实现要素：

5.本发明提供一种电源保护电路及其应用装置，bms电源分别与保护电路和充放电主回路相连，并且在主控开关断开时，保护电路能够控制bms电源的输入电压处于预设安全范围内，从而保证bms电源以及整个bms的安全运行。
6.为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
7.第一方面，本发明提供一种电源保护电路，包括：主控开关和保护电路，其中，
8.所述主控开关串联于储能电池和充放电设备之间，形成充放电主回路；
9.bms电源经所述保护电路与所述充放电主回路相连；
10.在所述主控开关断开时，所述保护电路控制所述bms电源的输入电压处于预设安全范围内。
11.可选的，所述保护电路包括电压钳位电路，其中，
12.在所述主控开关断开时，所述电压钳位电路将所述bms电源的输入电压钳位于与所述储能电池的输出电压对应的安全范围内。
13.可选的，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关，所述电压钳位电路包括二极管，其中，
14.所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的设备侧相连；
15.所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的电池侧相连；
16.所述二极管的正极与所述正极主开关的设备侧相连，所述二极管的负极与所述正极主开关的电池侧相连。
17.可选的，所述保护电路包括第一开关电路，其中，
18.所述第一开关电路与所述主控开关机械联动；
19.在所述主控开关断开时，所述第一开关电路断开所述bms电源与所述充放电主回路的连接。
20.可选的，所述第一开关电路包括正极保护开关和负极保护开关，其中，
21.所述正极保护开关串联于所述充放电主回路的正极与所述bms电源的正极输入端之间；
22.所述负极保护开关串联于所述充放电主回路的负极与所述bms电源的负极输入端之间。
23.可选的，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关；
24.所述正极保护开关串联于所述正极主开关的设备侧与所述bms电源的正极输入端之间；
25.所述负极保护开关串联于所述负极主开关的设备侧与所述bms电源的负极输入端之间；
26.或者，
27.所述正极保护开关串联于所述正极主开关的电池侧与所述bms电源的正极输入端之间；
28.所述负极保护开关串联于所述负极主开关的电池侧与所述bms电源的负极输入端之间。
29.可选的，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关；
30.所述正极保护开关串联于所述正极主开关的设备侧与所述bms电源的正极输入端之间；
31.所述负极保护开关串联于所述负极主开关的电池侧与所述bms电源的负极输入端之间；
32.或者，
33.所述正极保护开关串联于所述正极主开关的电池侧与所述bms电源的正极输入端之间；
34.所述负极保护开关串联于所述负极主开关的设备侧与所述bms电源的负极输入端之间。
35.可选的，所述正极保护开关和所述负极保护开关集成设置。
36.可选的，所述第一开关电路包括辅助保护开关，其中，
37.所述辅助保护开关串联于所述充放电主回路和所述bms电源的目标极之间；
38.其中，所述目标极包括正极或负极；
39.所述充放电主回路中所述目标极以外的另一极与所述bms电源的所述目标极以外的另一极相连。
40.可选的，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关；
41.所述目标极包括正极；
42.所述辅助保护开关串联于所述正极主开关的设备侧与所述bms电源的正极输入端之间；
43.所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的设备侧相连；
44.或者，
45.所述辅助保护开关串联于所述正极主开关的电池侧与所述bms电源的正极输入端之间；
46.所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的电池侧相连；
47.或者，
48.所述辅助保护开关串联于所述正极主开关的设备侧与所述bms电源的正极输入端之间；
49.所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的电池侧相连；
50.或者，
51.所述辅助保护开关串联于所述正极主开关的电池侧与所述bms电源的正极输入端之间；
52.所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的设备侧相连。
53.可选的，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关；
54.所述目标极包括负极；
55.所述辅助保护开关串联于所述负极主开关的设备侧与所述bms电源的负极输入端之间；
56.所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的设备侧相连；
57.或者，
58.所述辅助保护开关串联于所述负极主开关的电池侧与所述bms电源的负极输入端之间；
59.所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的电池侧相连；
60.或者，
61.所述辅助保护开关串联于所述负极主开关的设备侧与所述bms电源的负极输入端之间；
62.所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的电池侧相连；
63.或者，
64.所述辅助保护开关串联于所述负极主开关的电池侧与所述bms电源的负极输入端之间；
65.所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的设备侧相连。
66.可选的，所述辅助保护开关与所述主控开关集成设置。
67.可选的，所述保护电路包括第二开关电路和分压电路，其中，
68.所述第二开关电路的一端与所述主控开关的电池侧相连，所述第二开关电路的另一端与所述bms电源相连；
69.所述分压电路的输入端与所述主控开关的设备侧相连，所述分压电路的第一输出端与所述bms电源相连；
70.所述第二开关电路接收第一控制信号，并基于所述第一控制信号连通所述bms电源和所述主控开关电池侧；
71.其中，所述第一控制信号在所述主控开关闭合时生成；
72.在所述主控开关断开时，所述分压电路控制所述bms电源的输入电压处于所述预
设安全范围内。
73.可选的，所述分压电路的第二输出端与所述第二开关电路相连；
74.所述分压电路在自所述主控开关闭合起的预设时长内，输出所述第一控制信号。
75.可选的，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关，所述第二开关电路包括：第一可控开关和第二可控开关，其中，
76.所述第一可控开关和所述第二可控开关并联连接，形成并联支路；
77.所述并联支路的一端与所述正极主开关的电池侧相连，所述并联支路的另一端与所述bms电源的正极输入端相连；
78.所述分压电路的输入端与所述正极主开关的设备侧相连；
79.所述bms电源的负极输入端分别与所述分压电路的第一输出端以及所述负极主开关的电池侧相连；
80.所述分压电路的第二输出端与所述第一可控开关的控制端相连。
81.可选的，所述第二可控开关接收第二控制信号，并基于所述第二控制信号控制所述第二可控开关断开所述bms电源与所述正极主开关的连接。
82.可选的，所述主控开关和所述第一开关电路同时接收第三控制信号；
83.其中，所述第三控制信号用于控制所述主控开关断开，以及控制所述第一开关电路断开所述bms电源与所述充放电主回路的连接。
84.第二方面，本发明提供一种电池管理系统，包括：bms电源、bms控制模块和本发明第一方面任一项所述的电源保护电路，其中，
85.所述bms电源分别与所述bms控制模块和所述电源保护电路相连；
86.所述bms电源为所述bms控制模块供电。
87.第三方面，本发明提供一种储能系统，包括至少一个储能电池、充放电设备和本发明第二方面所述的电池管理系统，其中，
88.各所述储能电池分别经所述电池管理系统与所述充放电设备相连；
89.所述充放电设备与公共电网相连。
90.本发明提供的电源保护电路，包括主控开关和保护电路，主控开关串联于储能电池和充放电设备之间，形成充放电主回路，bms电源分别与保护电路和充放电主回路相连，并且在主控开关断开时，保护电路能够控制bms电源的输入电压处于预设安全范围内。本发明提供的电源保护电路，在主控开关断开时，通过保护电路将bms电源的输入电压控制在预设安全范围内，从而确保bms电源不会承受过高电压，保证bms电源以及整个bms的安全运行。
附图说明
91.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
92.图1是现有技术中一种储能系统的结构示意图；
93.图2是本发明实施例提供的第1种电源保护电路的结构示意图；
94.图3是本发明实施例提供的第2种电源保护电路的结构示意图；
95.图4是本发明实施例提供的第3种电源保护电路的结构示意图；
96.图5是本发明实施例提供的第4种电源保护电路的结构示意图；
97.图6是本发明实施例提供的第5种电源保护电路的结构示意图；
98.图7是本发明实施例提供的第6种电源保护电路的结构示意图；
99.图8是本发明实施例提供的第7种电源保护电路的结构示意图；
100.图9是本发明实施例提供的第8种电源保护电路的结构示意图；
101.图10是本发明实施例提供的第9种电源保护电路的结构示意图；
102.图11是本发明实施例提供的第10种电源保护电路的结构示意图；
103.图12是本发明实施例提供的第11种电源保护电路的结构示意图；
104.图13是本发明实施例提供的第12种电源保护电路的结构示意图；
105.图14是本发明实施例提供的第13种电源保护电路的结构示意图；
106.图15是本发明实施例提供的第14种电源保护电路的结构示意图；
107.图16是本发明实施例提供的第15种电源保护电路的结构示意图。
具体实施方式
108.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
109.参见图2，图2是本发明实施例提供的第1种电源保护电路的结构示意图，本实施例提供的电源保护电路，包括：主控开关k1和保护电路，其中，
110.主控开关k1串联于储能电池和充放电设备之间，即储能电池、主控开关k1和充放电设备三者依次串联，串联之后形成充放电主回路。
111.需要说明的是，在后续内容中，为便于描述本发明提供的技术方案，将主控开关k1与储能电池相连的一侧定义为主控开关k1的电池侧，相应的，经主控开关k1与充放电设备相连的一侧定义为主控开关k1的设备侧。进一步的，储能电池的连接端以及充放电设备的连接端分为正极和负极，基于此，主控开关k1中用于控制储能电池与充放电设备正极之间连通状态的开关定义为正极主开关，主控开关k1中用于控制储能电池与充放电设备负极之间的连通状态的开关定义为负极主开关。
112.进一步的，在实际应用中，与主控开关k1电池侧相连的储能电池往往包括有一个或多个，在本实施例以及后续各个实施例中，均以一个储能电池示出，但是，这并不作为对储能电池连接数量的限定。至于充放电设备，基于现有技术中的储能技术，大多数情况下可以选用储能逆变器实现。
113.bms电源经保护电路与充放电主回路相连，在主控开关k1断开时，保护电路控制bms电源的输入电压处于预设安全范围内。
114.需要强调说明的是，本发明实施例提供的电源保护电路，重点在于说明主控开关，特别是保护电路的基本连接关系和功能，至于保护电路的具体实现以及基于具体实现所对应的具体电路拓扑，将在后续实施例中展开。因此，本实施例中述及的bms电源经保护电路
与充放电主回路相连，并不一定意味着保护电路串联于充放电主回路与bms电源之间，bms电源、保护电路、充放电主回路之间的连接关系，会因为保护电路的结构不同而有所差异，只要能够保证“在主控开关k1断开时，保护电路控制bms电源的输入电压处于预设安全范围内”的连接关系，都属于上述内容中“bms电源经保护电路与充放电主回路相连”的限定的范围内，都属于本发明的保护范围内。
115.综上所述，本发明提供的电源保护电路，在主控开关断开时，通过保护电路将bms电源的输入电压控制在预设安全范围内，从而确保bms电源不会承受过高电压，保证bms电源以及整个bms的安全运行。
116.基于上述内容，下面对本发明提供的各个实施例进行介绍：
117.参见图3，图3是本发明实施例提供的第2种电源保护电路的结构示意图，在图2所示实施例的基础上，本实施例提供的电源保护电路中，保护电路包括电压钳位电路，在主控开关k1断开时，电压钳位电路将bms电源的输入电压钳位于与储能电池的输出电压对应的安全范围内。
118.具体的，电压钳位电路包括二极管d1。如图3所示，bms电源的正极输入端与主控开关k1的正极主开关的电池侧相连，bms电源的负极输入端与主控开关k1的负极主开关的设备侧相连。
119.二极管d1的正极与负极主开关的电池侧相连，二极管d1的负极与负极主开关的设备侧相连。
120.本实施例提供的电源保护电路在具体应用时，bms电源的负极输入端取电在主控开关k1设备侧c点，正极输入端取电在主控开关k1电池侧a点，则主控开关k1动作时，bms电源的供电也受到主控开关k1控制。
121.当主控开关k1闭合时，bms电源得电正常工作(u
b
＝u
o
＝u
i
),当充放电设备给储能电池大电流高电压充电时，若主控开关k1因异常故障而断开，会使u
o
异常升高，因储能电池的电压不会突变，u
b
电压值基本不变；但充放电设备有响应时间，主控开关k1断开时仍会保持输出功率，会将u
o
电压抬高，产生危险电压。二极管d1连接于d点与c点间，二极管d1会将c点的电势钳位在d点电势附近，使得u
i
≈u
b
，即bms电源的输入电压被钳位在于储能电池的输出电压对应的安全范围内，实现bms电源的保护。
122.进一步的，参见图4，图4所示实施例给出另外一种电压钳位电路的连接方式。具体的，bms电源的正极输入端与主控开关k1的正极主开关的设备侧相连，bms电源的负极输入端与主控开关k1的负极主开关的电池侧相连。
123.二极管d1的正极与正极主开关的设备侧相连，二极管d1的负极与正极主开关的电池侧相连。
124.本实施例提供的电源保护电路在具体应用时，bms电源的负极输入端取电在主控开关k1的前级d点，正极输入端取电在主控开关k1后级b点，则主控开关k1动作时，bms电源的供电也受到k1控制。当主控开关k1闭合时，bms电源得电正常工作(u
b
＝u0＝u
i
)。
125.当充放电设备给储能电池大电流高电压充电时，若主控开关k1故障断开，会使u
o
异常升高，因储能电池的电压不会突变，u
b
电压值基本不变；但充放电设备有响应时间，主控开关k1断开时仍会保持输出功率，会导致u
i
升高，产生危险电压。二极管d1连接于a点与b点之间，则当a点电势远远小于b点电势时，二极管d1会将b点的电势钳位在a点电势附近，那
么使得u
i
≈u
b
，即bms电源的输入电压被钳位在于储能电池的输出电压对应的安全范围内，实现bms电源的保护。
126.可选的，本发明还提供另一种电源保护电路，在该电源保护电路中，保护电路包括第一开关电路，该第一开关电路与主控开关联动，具体指机械联动，即第一开关电路的连通状态是与主控开关同时变化的，当主控开关闭合时，第一开关电路导通，相应的，当主控开关断开时，第一开关电路同样断开，进而断开bms电源与充放电主回路的连接。
127.可选的，参见图5至图8所示实施例，给出一种第一开关电路的可选构成方式，以及不同的连接方式。
128.在图5至图8所示实施例中，第一开关电路的具体结构是相同的，在此统一说明一下：第一开关电路包括正极保护开关k2和负极保护开关k3。其中，正极保护开关k2串联于充放电主回路的正极与bms电源的正极输入端之间，用于控制充放电主回路正极与bms电源正极输入端之间的连通状态；相应的，负极保护开关k3串联于充放电主回路的负极与bms电源的负极输入端之间，用于控制充放电主回路负极与bms电源负极输入端之间的连通状态。
129.基于上述内容，参见图5，在图5所示实施例中，正极保护开关k2串联于正极主开关的设备侧与bms电源的正极输入端之间；负极保护开关k3串联于负极主开关的设备侧与bms电源的负极输入端之间。
130.在图6所示实施例中，正极保护开关k2串联于正极主开关的电池侧与bms电源的正极输入端之间；负极保护开关k3串联于负极主开关的电池侧与bms电源的负极输入端之间。
131.在图7所示实施例中，正极保护开关k2串联于正极主开关的设备侧与bms电源的正极输入端之间；负极保护开关k3串联于负极主开关的电池侧与bms电源的负极输入端之间。
132.在图8所示实施例中，正极保护开关k2串联于正极主开关的电池侧与bms电源的正极输入端之间；负极保护开关k3串联于负极主开关的设备侧与bms电源的负极输入端之间。
133.对于图5至图8任一实施例提供的电源保护电路，第一开关电路串联于充放电主回路与bms电源之间，且第一开关电路与主控开关联动。当主控开关k1闭合时，第一开关电路同样闭合，bms电源得电正常工作；若k1因异常故障而断开，则会联动控制第一开关电路断开，bms电源的输入端与充放电主回路断开连接，实现bms电源的保护。
134.可选的，针对图5至图8任一实施例提供的第一开关电路，正极保护开关和负极保护开关可以集成设置，即将正极保护开关和负极保护开关以整体的形式与主控开关联动。在实际应用中，第一开关电路可以参照主控开关选型，即选择同时包括两路分断刀闸的开关。
135.可选的，参见图9至图14所示实施例，图9至图14所示实施例给出第一开关电路的另一种可选构成方式，具体的，第一开关电路包括辅助保护开关k4，其中，辅助保护开关k4串联于充放电主回路和bms电源的目标极之间，其中，目标极为正极或负极。进一步的，充放电主回路中目标极以外的另一极与bms电源的目标极以外的另一极相连。
136.具体的，在目标极为正极的情况下：
137.在图9所示实施例中，辅助保护开关k4串联于正极主开关的设备侧与bms电源的正极输入端之间；bms电源的负极输入端与负极主开关的设备侧相连。
138.在图10所示实施例中，辅助保护开关k4串联于正极主开关的电池侧与bms电源的正极输入端之间；bms电源的负极输入端与负极主开关的电池侧相连。
139.在图11所示实施例中，辅助保护开关k4串联于正极主开关的设备侧与bms电源的正极输入端之间；bms电源的负极输入端与负极主开关的电池侧相连。
140.除此之外，辅助保护开关k4还可串联于正极主开关的电池侧与bms电源的正极输入端之间；相应的，bms电源的负极输入端与负极主开关的设备侧相连。
141.在目标极为负极的情况下：
142.在图12所示实施例中，辅助保护开关k4串联于负极主开关的设备侧与bms电源的负极输入端之间；bms电源的正极输入端与正极主开关的设备侧相连。
143.在图13所示实施例中，辅助保护开关k4串联于负极主开关的电池侧与bms电源的负极输入端之间；bms电源的正极输入端与正极主开关的电池侧相连。
144.在图14所示实施例中，辅助保护开关k4串联于负极主开关的设备侧与bms电源的负极输入端之间；bms电源的正极输入端与正极主开关的电池侧相连。
145.除此之外，辅助保护开关k4还可串联于负极主开关的电池侧与bms电源的负极输入端之间；相应的，bms电源的正极输入端与正极主开关的设备侧相连。
146.在上述任一实施例提供的电源保护电路中，辅助保护开关与主控开关机械联动，当主控开关k1闭合时，辅助保护开关同样闭合，bms电源得电正常工作；若k1因异常故障而断开，则会联动控制辅助保护开关断开，bms电源的输入端与充放电主回路断开连接，实现bms电源的保护。
147.可选的，在上述任一实施例中，辅助保护开关可以与主控开关集成设置，以一个开关的形式应用于储能系统中，只要辅助保护开关与主控开关能够实现上述的联动动作过程即可。
148.可以想到的是，在图5
‑
图14各个实施例提供的电源保护电路中，能够实现保护bms电源的关键在于第一开关电路与主控开关能够同时动作，在主控开关断开的同时，第一开关电路断开bms电源与充放电主回路之间的连通。基于这一实现前提，作为一种可选的实现方式，第一开关电路还可以和主控开关以其他方式实现联动，相对于前述实施例中的机械联动，可以定义为控制联动。
149.可选的，主控开关和第一开关电路可以同时接收第三控制信号，该第三控制信号用于控制主控开关断开，与此同时，控制第一开关电路断开bms电源与充放电主回路的连接。
150.在第一开关电路的具体构成和连接方式上，仍然可以参照图5
‑
图14所示实施例实现，只不过需要将开关之间的机械联动，改为控制联动。至于第三控制信号的发出，可以有bms中的控制模块实现。
151.可选的，参见图15，图15是本发明实施例提供的第14种电源保护电路的结构示意图，本实施例提供的电源保护电路，包括主控开关k1和保护电路，其中，保护电路包括第二开关电路和分压电路。
152.其中，第二开关电路包括第一可控开关k5和第二可控开关k6。具体的，第一可控开关k5和第二可控开关k6并联连接，形成并联支路，所得并联支路的一端作为第二开关电路的一端，与正极主开关的电池侧相连，所得并联支路的另一端作为第二开关电路的另一端，与bms电源的正极输入端相连。
153.分压电路的输入端与正极主开关的设备侧相连，分压电路的第一输出端与bms电
源相连。第二开关电路的控制端接收第一控制信号，并基于所得第一控制信号连通bms电源和主控开关电池侧，其中，第一控制信号是在主控开关闭合时生成的，即在主控开关处于闭合状态时，第二开关电路会连通连通bms电源和主控开关电池侧，使bms电源得电。
154.可选的，如图15所示，分压电路还包括第二输出端，该第二输出端与第二开关电路相连，具体的，与第二开关电路中的第一可控开关k5的控制端相连，在自主控开关k1闭合起的预设时长内，分压电路通过第二输出端输出前述第一控制信号，进而控制第一可控开关k5闭合，进而使得bms电源和主控开关k1的电池侧连通。
155.bms电源的负极输入端分别与分压电路的第一输出端以及负极主开关的电池侧相连，分压电路控制第一可控开关k5闭合后，bms电源即可上电工作。
156.进一步的，在主控开关k1断开时，分压电路还用于控制bms电源的输入电压处于预设安全范围内，从而保证bms电源的供电安全。
157.可选的，第二可控开关k6的控制端接收第二控制信号，并基于第二控制信号控制第二可控开关k6断开bms电源与正极主开关的连接，通过第二控制信号可以实现bms电源与充放电主回路之间，在断开连接关系时的主动控制。
158.进一步的，在图15所示实施例的基础上，图16所示实施例给出分压电路的具体构成方式。具体的，分压电路包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和储能电容c1，其中，
159.第一电阻r1的一端作为分压电路的输入端与正极主开关的设备侧相连，第一电阻r1的另一端经第二电阻r2与第三电阻r3的一端相连，第二电阻r2与第三电阻r3的连接点作为分压电路的第一输出端，与第一可控开关(图中基于开关管q1实现)的控制端相连。进一步的，第三电阻r3的另一端作为分压电路的第二输出端，与bms电源的负极输入端相连。储能电容c1与第二电阻r2并联连接。
160.第二开关电路中的第二可控开关基于开关管q2实现，开关管q2的控制端与bms中控制模块(图中未示出)相连，也就是说，前述第二控制信号可以由bms中的控制模块发出。
161.基于图16所示实施例，bms电源的正极输入端取电在主控开关k1前级a点，bms电源的负极输入端取电在主控开关k1的前级d点，开关管q1的通断受分压电路第一输出端输出信号的控制。
162.当主控开关k1闭合时，a点与b点间的电压为u
b
，电压会施加在分压电路的两端，其中，第二电阻r2的阻值相对于第一电阻r1，第三电阻r3的阻值大很多，且储能电容c1的容值较大，所以在主控开关k1闭合瞬间，第三电阻r3的分压使得开关管q1开通(u
i
＝u
b
)，bms电源得电，在bms电源正常工作后，bms控制模块输出第三控制信号，控制开关管q2导通。随着储能电容c1充电趋于完成，r1 r2 r3组成的分压电路不能维持开关管q1开通(即此时第三电阻r3的分压趋于0v)，开关管q1断开，有开关管q2连通bms电源与充放电主回路。
163.当充放电设备给储能电池大电流高电压充电时，若主控开关k1因异常故障而断开，会使u
o
异常升高，但u0需经过电阻r1，r2，r3的分压，即最终输出至bms电源的电压为第三电阻r3两端的电压，基于上述阻值的大小关系，第三电阻r3两端的电压可以控制在预设安全范围内，从而避免影响bms电源。而储能电池的电压不会突变，即u
b
基本保持不变，同样不会造成bms电源的损坏。
164.bms电源的控制模块则可以根据运行需求，在完成预设的数据保存操作后，向开关管q2发送第二控制信号，主动切断开关管q2的驱动电路，断开bms电源与正极主开关的连
接，是bms电源彻底下电。
165.综上所述，本实施例提供的电源保护电路，不仅可以保证bms电源的供电安全，还可以实现对bms下电时间的主动控制，进而避免因为突然掉电而丢失重要数据。
166.可选的，本发明实施例还提供一种电池管理系统，包括：bms电源、bms控制模块和上述任一项所述的电源保护电路，其中，
167.所述bms电源分别与所述bms控制模块和所述电源保护电路相连；
168.所述bms电源为所述bms控制模块供电。
169.可选的，本发明实施例还提供一种储能系统，包括至少一个储能电池、充放电设备和前述实施例提供的电池管理系统，其中，
170.各所述储能电池分别经所述电池管理系统与所述充放电设备相连；
171.所述充放电设备与公共电网相连。
172.本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
173.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种电源保护电路，其特征在于，包括：主控开关和保护电路，其中，所述主控开关串联于储能电池和充放电设备之间，形成充放电主回路；bms电源经所述保护电路与所述充放电主回路相连；在所述主控开关断开时，所述保护电路控制所述bms电源的输入电压处于预设安全范围内。2.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述保护电路包括电压钳位电路，其中，在所述主控开关断开时，所述电压钳位电路将所述bms电源的输入电压钳位于与所述储能电池的输出电压对应的安全范围内。3.根据权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关，所述电压钳位电路包括二极管，其中，所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的设备侧相连；所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的电池侧相连；所述二极管的正极与所述正极主开关的设备侧相连，所述二极管的负极与所述正极主开关的电池侧相连。4.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述保护电路包括第一开关电路，其中，所述第一开关电路与所述主控开关机械联动；在所述主控开关断开时，所述第一开关电路断开所述bms电源与所述充放电主回路的连接。5.根据权利要求4所述的电源保护电路，其特征在于，所述第一开关电路包括正极保护开关和负极保护开关，其中，所述正极保护开关串联于所述充放电主回路的正极与所述bms电源的正极输入端之间；所述负极保护开关串联于所述充放电主回路的负极与所述bms电源的负极输入端之间。6.根据权利要求5所述的电源保护电路，其特征在于，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关；所述正极保护开关串联于所述正极主开关的设备侧与所述bms电源的正极输入端之间；所述负极保护开关串联于所述负极主开关的设备侧与所述bms电源的负极输入端之间；或者，所述正极保护开关串联于所述正极主开关的电池侧与所述bms电源的正极输入端之间；所述负极保护开关串联于所述负极主开关的电池侧与所述bms电源的负极输入端之间。7.根据权利要求5所述的电源保护电路，其特征在于，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关；
所述正极保护开关串联于所述正极主开关的设备侧与所述bms电源的正极输入端之间；所述负极保护开关串联于所述负极主开关的电池侧与所述bms电源的负极输入端之间；或者，所述正极保护开关串联于所述正极主开关的电池侧与所述bms电源的正极输入端之间；所述负极保护开关串联于所述负极主开关的设备侧与所述bms电源的负极输入端之间。8.根据权利要求5
‑
7任一项所述的电源保护电路，其特征在于，所述正极保护开关和所述负极保护开关集成设置。9.根据权利要求4所述的电源保护电路，其特征在于，所述第一开关电路包括辅助保护开关，其中，所述辅助保护开关串联于所述充放电主回路和所述bms电源的目标极之间；其中，所述目标极包括正极或负极；所述充放电主回路中所述目标极以外的另一极与所述bms电源的所述目标极以外的另一极相连。10.根据权利要求9所述的电源保护电路，其特征在于，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关；所述目标极包括正极；所述辅助保护开关串联于所述正极主开关的设备侧与所述bms电源的正极输入端之间；所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的设备侧相连；或者，所述辅助保护开关串联于所述正极主开关的电池侧与所述bms电源的正极输入端之间；所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的电池侧相连；或者，所述辅助保护开关串联于所述正极主开关的设备侧与所述bms电源的正极输入端之间；所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的电池侧相连；或者，所述辅助保护开关串联于所述正极主开关的电池侧与所述bms电源的正极输入端之间；所述bms电源的负极输入端与所述负极主开关的设备侧相连。11.根据权利要求9所述的电源保护电路，其特征在于，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关；所述目标极包括负极；所述辅助保护开关串联于所述负极主开关的设备侧与所述bms电源的负极输入端之
间；所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的设备侧相连；或者，所述辅助保护开关串联于所述负极主开关的电池侧与所述bms电源的负极输入端之间；所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的电池侧相连；或者，所述辅助保护开关串联于所述负极主开关的设备侧与所述bms电源的负极输入端之间；所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的电池侧相连；或者，所述辅助保护开关串联于所述负极主开关的电池侧与所述bms电源的负极输入端之间；所述bms电源的正极输入端与所述正极主开关的设备侧相连。12.根据权利要求9
‑
11任一项所述的电源保护电路，其特征在于，所述辅助保护开关与所述主控开关集成设置。13.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述保护电路包括第二开关电路和分压电路，其中，所述第二开关电路的一端与所述主控开关的电池侧相连，所述第二开关电路的另一端与所述bms电源相连；所述分压电路的输入端与所述主控开关的设备侧相连，所述分压电路的第一输出端与所述bms电源相连；所述第二开关电路接收第一控制信号，并基于所述第一控制信号连通所述bms电源和所述主控开关电池侧；其中，所述第一控制信号在所述主控开关闭合时生成；在所述主控开关断开时，所述分压电路控制所述bms电源的输入电压处于所述预设安全范围内。14.根据权利要求13所述的电源保护电路，其特征在于，所述分压电路的第二输出端与所述第二开关电路相连；所述分压电路在自所述主控开关闭合起的预设时长内，输出所述第一控制信号。15.根据权利要求14所述的电源保护电路，其特征在于，所述主控开关包括正极主开关和负极主开关，所述第二开关电路包括：第一可控开关和第二可控开关，其中，所述第一可控开关和所述第二可控开关并联连接，形成并联支路；所述并联支路的一端与所述正极主开关的电池侧相连，所述并联支路的另一端与所述bms电源的正极输入端相连；所述分压电路的输入端与所述正极主开关的设备侧相连；所述bms电源的负极输入端分别与所述分压电路的第一输出端以及所述负极主开关的电池侧相连；所述分压电路的第二输出端与所述第一可控开关的控制端相连。
16.根据权利要求14所述的电源保护电路，其特征在于，所述第二可控开关接收第二控制信号，并基于所述第二控制信号控制所述第二可控开关断开所述bms电源与所述正极主开关的连接。17.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述主控开关和所述第一开关电路同时接收第三控制信号；其中，所述第三控制信号用于控制所述主控开关断开，以及控制所述第一开关电路断开所述bms电源与所述充放电主回路的连接。18.一种电池管理系统，其特征在于，包括：bms电源、bms控制模块和权利要求1
‑
17任一项所述的电源保护电路，其中，所述bms电源分别与所述bms控制模块和所述电源保护电路相连；所述bms电源为所述bms控制模块供电。19.一种储能系统，其特征在于，包括至少一个储能电池、充放电设备和权利要求18所述的电池管理系统，其中，各所述储能电池分别经所述电池管理系统与所述充放电设备相连；所述充放电设备与公共电网相连。
技术总结
本发明提供的电源保护电路及其应用装置，应用于电力电子技术领域，该保护电路包括主控开关和保护电路，主控开关串联于储能电池和充放电设备之间，形成充放电主回路，BMS电源分别与保护电路和充放电主回路相连，并且在主控开关断开时，保护电路能够控制BMS电源的输入电压处于预设安全范围内。本发明提供的电源保护电路，在主控开关断开时，通过保护电路将BMS电源的输入电压控制在预设安全范围内，从而确保BMS电源不会承受过高电压，保证BMS电源以及整个BMS的安全运行。个BMS的安全运行。个BMS的安全运行。


技术研发人员：陈飞 贺伟 曹承锐
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：2021.04.25
技术公布日：2021/6/29