[發明專利]一種電池組電壓測量裝置

在審

• 申請號: 201710718537.5
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107607768A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 劉宜寬
• 申請（專利權）人: 江西山水光電科技股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;H02H11/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司36115
• 代理人: 謝德珍

技術領域

本發明屬于電壓測量技術領域，具體涉及一種電池組電壓測量裝置。

背景技術

電池組應用廣泛，然而限于目前電池的工藝水平和制造成本的限制，電池的參數不一致、應用環境的差異等因素，導致電池組的單體電池間剩余容量不一致，嚴重時可能導致充放電過程中，個別電池過充電或過放電而損壞,導致電池組無法使用。所以，在電池組的實際應用中，都配備有監測電池組中單體電池電壓的測量電路，將單體電池電壓數字化，結合智能控制器，來準確判斷電池狀態、進行電池保護。

在電池管理系統中獲取串聯電池組中各個電池的電壓及電池組總電壓是最基本的測量功能，現有技術可以大致歸納為如下方法：1、電阻分壓法；2、模擬開關切換法；3、恒流源電平移動法；4、一對一單片機法等等。”

上述測量方法存在以下幾個問題：1、實際接線中的錯接反接情況沒有保護措施；2、用程序控制開關的電路對于程序運行錯誤造成電池或測量電路損壞的情況沒有保護措施；3、測量電池單體電壓和電池組總電壓缺少換擋措施，從而不好保證不同電壓等級的測量精度。并且，現有測量方法在測試系統的耐用性，和大規模現場施工保障上，都有明顯不足。

發明內容

本發明所要解決的是現有電池組電壓測量電路耐用性不好，現場適用性不強的技術問題，提供一種成本低、操作簡單、精度高，在接線錯誤的情況下都不會燒毀的電池組電壓測量裝置，用來測量串聯電池組中任意單體電池電壓及電池組總電壓。

為了解決本發明的技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種電池組電壓測量裝置，包括開關網絡、自動換擋電路、防反接電路、CPLD和CPU，所述CPU上包括ADC模數轉換器，所述開關網絡包括二倍于電池數量的開關Kx-（x=0,1,...,n-1）和Ky+（y=1,2,...,n），電池數量為n（n≥1），所述Kx-（x=0,1,...,n-1）開關的右端共聯接地，Ky+（y=1,2,...,n）開關的右端共聯到ADC模數轉換器輸入端；當x=y，Ky+和Kx-兩個開關的左邊共聯到一個電池測試點；所述CPLD具有兩個輸出端和一個輸入端，所述CPLD4輸入端與所述CPU連接；所述CPLD輸出端一用于輸出控制信號Control Kx-(x=0,1,...,n-1)，只讓一個開關合上，其余斷開；所述CPLD輸出端二用于輸出控制信號Control Ky+(x=1,2,...,n)，只讓一個開關合上，其余斷開；所述自動換擋電路包含電阻R4、R5，電壓比較器CP2和光耦繼電器K2000，所述防反接電路包含電壓比較器CP1，光耦繼電器K1000和二極管D1；二極管D1負極點的電壓Vin2經R4、R5分壓后接到比較器CP2的輸入正極，CP2的輸入負極為電壓設定值，比較器CP2輸出端接光耦繼電器K2000的負極端，比較器CP1輸出端接光耦繼電器K1000的負極端。

優選地，所述Ky+和Kx-為光耦繼電器。

優選地，所述CPLD通過SPI總線與CPU通信。

與現有技術相比，本發明獲得的有益效果是：

本發明提供的一種電池組電壓測量裝置，采用防反接電路設計，防止人為接線錯誤而燒壞器件，即使電池兩端的線接反了，經過比較器CP1輸出，K1000斷開，D1截止，整個電路斷路，不會有任何器件燒壞，自動保護器件；若電池兩端接線正常，經比較器CP1輸出，K1000合上，D1被短路掉，不影響測量的精度。

本發明提供的一種電池組電壓測量裝置，采用CPLD輸出控制信號Control Kx-(x=0,1,...,n-1)，并確保這n個信號只有一個是讓開關合上的，其余都是斷開的； Ky+(x=1,2,...,n)，并確保這n個信號只有一個是讓開關合上的，其余都是斷開的，不管軟件如何操作都不可能讓2個同極性的開關合上，從而能達到防錯的目的，避免燒壞電池。

本發明提供的一種電池組電壓測量裝置，采用自動換擋電路，將測試電壓范圍自動調節成ADC模數轉換器51可接受的范圍，提高低檔的測試精度。

本發明提供的一種電池組電壓測量裝置，沒有運放電路，避免運放電路引入的誤差，提高測試精度。

附圖說明

圖1為一種電池組電壓測量裝置原理結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對實施例進行詳細說明，本實施例中的電壓設定值為3.3V，可根據需要，修改電壓設定值。