[發明專利]用于電池組中的電池電壓檢測系統及采用該系統進行電壓檢測和誤差修正的方法

有效

• 申請號: 201110395191.2
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102520360A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 黃仁治;劉志堅
• 申請（專利權）人: 蘇州冠碩新能源有限公司;冠碩新能源(香港）有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R35/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

技術領域

本發明涉及串聯電池組充電技術，尤其涉及一種用于電池組中的電池電壓檢測的系統及采用該系統進行電壓檢測和誤差修正的方法。

背景技術

電池管理系統負責管理電池、電池組之電量計算、控制、保護，各電池或電池組間的電量平衡、各種電性檢測、以及系統內外的訊號通訊。一般而言，只要是使用到電池的產品，皆需要搭配電池管理系統來控制，尤其是使用電池串聯數目越高的電池組，越需要復雜的電池管理功能。以交通工具而言，串數由少到多可分為電動自行車、電動摩托車、電動高爾夫球車、電動汽車等層次。串聯數目越高，代表所需伏特數越高。

電池管理系統通常包括電壓、溫度、電流等訊號偵測、各電池或電池組間的平衡控制等各種技術與相應的電子電路及軟硬體。針對串聯電池的電壓檢測，可用掃描式，即在一區段時間內分別依序偵測各電池的電壓，并透過放大器與A/D轉換器將訊號提供給微控制器。針對串聯電池的電池平衡，分為主動式平衡與被動式平衡兩種：主動式平衡是使用能量轉移的方式，將電池組或單顆電池中多余的電量轉移到電量不足的電池，從而在充電、靜止或放電時均可平衡；被動式平衡是使用能量耗散的方式，將各電池中多余的電量以電阻方式耗散成熱，并且僅在充電時可以平衡。該種被動式平衡可參考于2011年3月16日公開的中國發明專利申請第CN?101986508?A號，該專利申請公開了一種電池均衡裝置，該電池均衡裝置采用在電池組旁安裝一電阻，以便在某電池充電量快于其他電池時，將該電池的充電電流旁路到該電阻上，以阻止該電池充電，并將其充電電能轉換成熱能耗散出去。

另外，請參考于2009年9月9日公開的中國發明專利申請第CN?101529646?A號，該專利申請公開了一種將電壓檢測與電池平衡功能均實現在電池管理系統中的方法及系統，主要采用主動式平衡。由于主動式平衡為能量轉移方式，所以通常不會將電池平衡電路與電壓檢測電路完全整合在一起；并且通常采用主動式平衡的電池管理系統，其電路架構較為復雜，使用組件較多，導致成本較高，一般僅作為高電壓大電流產品的應用，如電動汽車等。

此外，現有電池管理系統的電壓檢測方法，多以市售固定IC方案實現，或是自行設計。若使用市售固定IC方案，往往涉及太多功能，并不一定切合實際產品的需求，且價格較為昂貴。因而一般電動自行車、電動摩托車、小型電動車的電池管理系統，由于成本考慮，通常均自行設計電壓檢測方法，然而該種方式需要考慮到實際電池組的平衡方式及整體電路的設計，從而給IC設計者造成一定的困擾。

因此，有必要提供一種用于電池組中的電池電壓檢測系統及采用該系統進行電壓檢測和誤差修正的方法以克服上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于電池組中的電池電壓檢測系統。

本發明的另一目的在于提供一種采用上述系統進行電池組中的電池電壓檢測的方法。

本發明的再一目的在于提供一種采用上述系統進行電壓誤差修正的方法。

相應地，本發明用于電池組中的電池電壓檢測系統，包括具有若干個串聯電池的電池組、與該電池組連接以對電池進行電壓檢測的電壓檢測開關模組、與串聯電池組連接以對電池進行充電電量平衡控制的平衡控制模組及控制該電壓檢測開關模組與平衡控制模組的微控制器，所述電壓檢測開關模組包括若干分別連接至電池兩側的電壓檢測子模塊，所述電壓檢測子模塊包括一顆三極管、兩顆柵極同時連接所述三極管集電極的PMOSFET及一端與所述三極管集電極連接且并聯連接于兩顆PMOSFET之間的電阻，控制電壓檢測子模塊的控制信號經由三極管的基極輸入。

作為本發明的進一步改進，所述三極管的發射極接地設置，所述電阻的另一端連接于所述兩顆PMOSFET的源極之間。

作為本發明的進一步改進，該系統還包括連接電壓檢測開關模組與微控制器的高共模減法器，該高共模減法器包括兩個放大器，分別輸入上述每一電壓檢測子模塊中的其中一顆PMOSFET的漏極輸出的電池正極或負極節點處的電壓與一參考電壓。

作為本發明的進一步改進，所述電池電壓檢測系統還包括用以檢測電池組總負極節點處電壓的第一電壓檢測模塊，所述第一電壓檢測模塊與所述電壓檢測子模塊并聯設置，并包括一顆NMOSFET及連接于該NMOSFET的柵極與源極之間的另一電阻，控制該第一電壓檢測模塊的控制信號自所述NMOSFET的柵極輸入，該NMOSFET的漏極輸出電池組總負極節點處電壓并與上述高共模減法器中的其中一個放大器的輸入端連接。