[發明專利]一種電壓測量電路

有效

• 申請號: 201210044739.3
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN103293355A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 饒華兵
• 申請（專利權）人: 東莞鉅威新能源有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R31/36
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦;李慶波

【技術領域】

本發明涉及電池技術領域，特別地，涉及一種電壓測量電路。

【背景技術】

電池組有區別于單體電池的特性，基于目前的動力電池設計與制造技術水平，單體之間的性能差異在其整個生命周期里是客觀存在的，要想避免單體由于過充、過放導致提前失效，使電池組的功能和性能指標達到或者接近單體的平均水平，對電池組中單體之間實現均衡控制和管理是必由之路。電池組均衡管理是電池管理系統中非常重要的一門技術，具有廣闊的應用前景。

但是，要實現電池組的均衡管理，單體電壓的精確測量是實現的基礎，而由于鋰離子電池在許多節進行串聯以后，總體共模電壓會達到較高，要進行精確的每節電池單體的電壓測量，在技術實現上有較大的難度，現有技術中實現電池電壓測量的方法包括：電阻分壓加上低壓MUX電池電壓測量法、高壓光耦隔離開關加上線性模擬光耦電池電壓測量法以及單體電池采集加上數字隔離電池電壓測量法。

其中，電阻分壓加上低壓MUX電壓測量法利用電阻線性降壓到可采集的電壓范圍，然后通過軟件放大和差分的方法得到電壓差值，得到最終的單體電池電壓。但是，高電壓的采集要求電阻的衰減倍率很大，這樣會降低采集的精度，而且電阻的精度和溫度系數等都會影響到采集到的電壓的精度，無法滿足高精度采集要求，此外，由于電阻一直接在電池上面，對電池持續放電，加大了自放電，增加了功耗。

而高壓光耦隔離開關加上線性模擬光耦電壓測量法利用高壓隔離開關矩陣控制電池通道，同時利用線性光耦選通相應的單體電池電壓，再采集單體電池電壓。但是該種方法通過采用隔離提供系統可靠性，開關矩陣控制復雜，隔離器件的耐壓要求高，價格昂貴，在成本很小的情況下不能使用。

單體電池采集加上數字隔離電壓測量法在每個電池配備一個高精度采集模塊，輸出對應電壓的數字量，再通過光耦隔離采用總線的方式，由主機統一管理。在該種方法中，每個單體電壓的采集互不影響，但是單個采集模塊的價格要求比較高，從而整體的成本比較高；

因此，針對現有技術方案所存在的種種不足，需要提供一種電壓測量電路，以解決以上技術問題。

【發明內容】

本發明解決的技術問題是提供一種電壓測量電路。

本發明為解決技術問題而采用的技術方案是：提供一種電壓測量電路，用于測量多個串聯連接的電池單元中的待測電池單元的電壓值，包括：差分器，包括同向輸入端、反向輸入端以及輸出端；第一電阻，第一電阻的第一端連接同向輸入端，第一電阻的第二端選擇性連接待測電池單元的第一電極；第二電阻，第二電阻的第一端連接反向輸入端，第二電阻的第二端選擇性連接待測電池單元的第二電極；第三電阻，第三電阻的第一端連接于同向輸入端與第一電阻的第一端之間；第四電阻，第四電阻的第一端連接輸出端，第四電阻的第二端連接反向輸入端；第五電阻，第五電阻的第一端連接于反向輸入端與第二電阻的第一端之間，其中，第三電阻的第二端與第五電阻的第二端連接，并可選擇性連接第一參考電壓或第二參考電壓。

根據本發明之一優選實施例，電壓測量電路進一步包括：二路選擇開關，二路選擇開關的第一端連接第三電阻的第二端與第五電阻的第二端，二路選擇開關的第二端連接第一參考電壓，二路選擇開關的第三端連接第二參考電壓，二路選擇開關的第一端可選擇性連接二路選擇開關的第二端或第三端。

根據本發明之一優選實施例，第一參考電壓為接地電壓，第二參考電壓高于接地電壓。

根據本發明之一優選實施例，當第一電阻的第二端連接待測電池單元的正極，第二電阻的第二端連接待測電池單元的負極時，第三電阻的第二端與第五電阻的第二端連接接地電壓。

根據本發明之一優選實施例，當第一電阻的第二端連接待測電池單元的負極，第二電阻的第二端連接待測電池單元的正極時，第三電阻的第二端與第五電阻的第二端連接第二參考電壓。

根據本發明之一優選實施例，電壓測量電路進一步包括電壓輸出切換單元，用于選擇性切換多個電池單元中的任意一者作為待測電池單元。

根據本發明之一優選實施例，電壓輸出切換單元包括：第一選通電路，包括多個第一輸入端以及一第一輸出端，多個第一輸入端可選擇性連接第一輸出端；第二選通電路，包括多個第二輸入端以及一第二輸出端，多個第二輸入端可選擇性連接第二輸出端；其中，第一選通電路的第一輸入端與第二選通電路的第二輸入端交替連接于多個電池單元之間，第一輸出端連接第一電阻的第二端，第二輸出端連接第二電阻的第二端。