[實(shí)用新型]汽車單體電池電壓采集電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220254528.8
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN202676784U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建林;孫文凱;金啟前;由毅;吳成明;趙福全
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司;浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R31/36
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務(wù)所 33107
• 代理人: 張智平;蔡正保

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于汽車電池電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種汽車單體電池電壓采集電路。

背景技術(shù)

為確保汽車的正常和安全運(yùn)行，電池管理系統(tǒng)必須實(shí)時(shí)監(jiān)測汽車電池的電壓數(shù)據(jù)，為避免電池電壓的不均衡性等帶來局部電池過充或過放引起的安全問題，要求檢測系統(tǒng)必須對電池單體電壓進(jìn)行精確的測量。

現(xiàn)有的汽車電池一般使用鋰電池，理電池的特性使得鋰電池在應(yīng)用時(shí)需要監(jiān)控鋰電池單體電壓，避免理電池在不正常電壓范圍內(nèi)使用而損壞。但由于大規(guī)模鋰電池的串并聯(lián)，使得鋰電池內(nèi)部高壓不是常規(guī)電子器件可以承受，給鋰電池的應(yīng)用帶來了困難。且特別是單體鋰電池串聯(lián)而成的電池，該單體電池與系統(tǒng)地存在較高的共模電壓使得電壓信號不能直接接入系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換電路，不能實(shí)現(xiàn)直接的檢測監(jiān)控進(jìn)行電池管理。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種汽車單體電池電壓采集電路，該電路能有效采集單體電池電壓，同時(shí)也抑制了單體電池和系統(tǒng)地之間的共模電壓使檢測的電壓信號能直接接入電池管理系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路中。

本實(shí)用新型通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種汽車單體電池電壓采集電路，包括用于連接單體電池正負(fù)極的輸入端和用于檢測電壓的輸出端，其特征在于，該電路還包括運(yùn)放單元和分壓單元，所述的輸入端的正負(fù)極分別對應(yīng)連接運(yùn)放單元的負(fù)極和正極兩個輸入口，所述運(yùn)放單元負(fù)極輸入口和輸入端正極之間串聯(lián)連接有分壓電阻R₁，所述運(yùn)放單元的輸出口連接有用于實(shí)現(xiàn)抑制單體電池和系統(tǒng)地之間共模電壓的分壓單元的觸發(fā)口，所述的運(yùn)放單元負(fù)輸入口還連接分壓單元的輸入口，所述的分壓單元的輸出口與地線串聯(lián)連接分壓電阻R₂，所述的分壓單元的輸出口電壓作為輸入端采集電壓。

采集電池電壓時(shí)，單體電池的正負(fù)極分別連接運(yùn)放單元的負(fù)極和正極。經(jīng)過運(yùn)放單元對輸入端電壓的放大處理，使得運(yùn)放單元輸出口輸入分壓單元的電壓高于分壓單元集成芯片的輸入電壓，從而提高采集電路的抗干擾能力。輸入的單體電池電壓經(jīng)過分壓單元進(jìn)行分壓后，單體電池電壓在R₁上形成電流等于輸出端電壓在電阻如R₂上形成的電流，假設(shè)單體電池電壓為V_b,輸出端電壓為V_out，則可以得出單體電池電壓除以電阻R₁等于輸出端電壓除以電阻R₂，即V_b/R₁=V_out/R₂。當(dāng)可直接檢測出輸出端電壓V_out時(shí)，即能得出單體電池V_b的電壓。又由于分壓單元的輸出端連接電阻R₂后接地，使得單體電池本身與系統(tǒng)地存在的較高共模電壓集中于分壓單元上，起到了抑制單體電池與系統(tǒng)地之間的共模電壓。

在上述的汽車單體電池電壓采集電路中，所述的運(yùn)放單元包括差分運(yùn)算發(fā)大器，所述差分運(yùn)算發(fā)大器的負(fù)輸入口通過分壓電阻R₁用于連接采集單體電池的正極，差分運(yùn)算發(fā)大器的正輸入口用于連接采集單體電池的負(fù)極。運(yùn)放單元作為采集電路的前端具有提高采集電路抗干擾能力。

在上述的汽車單體電池電壓采集電路中，所述的分壓單元包括N溝道的MOS管，所述MOS管的源極連接電阻R₁和差分運(yùn)算發(fā)大器的負(fù)輸入口，MOS管的柵極連接差分運(yùn)算發(fā)大器的輸出口，MOS管的漏極與地之間串聯(lián)連接電阻R₂。差分運(yùn)算發(fā)大器放大后輸出電壓加在MOS管的柵極，用于推動MOS管的內(nèi)部阻抗，分析電路時(shí)，本MOS管在電路中相當(dāng)于可通過單體電池的加在差分運(yùn)算發(fā)大器輸入端的壓差來進(jìn)行調(diào)節(jié)阻抗的可調(diào)電阻。

在上述的汽車單體電池電壓采集電路中，所述的運(yùn)放單元的輸出口與MOS管的柵極之間還串聯(lián)連接有電阻R₃。差分運(yùn)算發(fā)大器用于放大電流后在電阻R₃上形成電壓。

在上述的汽車單體電池電壓采集電路中，所述的MOS管的源極和漏極之間反向并聯(lián)連接二極管。這里反向并聯(lián)的二極管具有穩(wěn)壓的作用。