[發明專利]一種動力電池組單體電壓監測電路

有效

• 申請號: 201811243260.6
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109283470B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 黃志冰;黃世玲
• 申請（專利權）人: 南寧學院
• 主分類號: G01R31/396
• 分類號: G01R31/396;G01R31/3835;G01R19/25;G01R15/22
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明提供的一種動力電池組單體電壓監測電路；包括模數轉換器、微控制器、寄存器、極性轉換電路、單體電壓監測電路，所述單體電壓監測電路分別與極性轉換電路和寄存器連接，極性轉換電路與模數轉換器連接，模數轉換器與微控制器連接，寄存器與微控制器連接。本發明采用了光電耦合器，光電耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力；自動極性轉換電路自動進行電路極性轉換；電壓跟隨器，電壓跟隨器起緩沖、隔離、提高帶載能力的作用。單體電壓監測電路可以準確測量多組單體電壓的欠壓過壓情況。

技術領域

本發明涉及一種動力電池組單體電壓監測電路。

背景技術

隨著純電動車及混合動力車的發展，延長電池壽命，提高電池的使用效率是電動汽車商品化、實用化的關鍵。為了能夠對串聯電池組的能量使用進行有效管理，需要實時監視串聯電池組中的單體電池狀態。目前單體電池電壓測量方法主要有分壓電阻降壓、浮動地測量、模擬開關選通等幾種方法，其中電阻分壓法主要是通過電阻分壓將實際電壓衰減到測量芯片可接受的電壓范圍，然后進行模數轉換。這種方法測量成本低，壽命長，但存在累積誤差，且無法消除。隨著單體電池數的增多，單體電池電壓測量誤差會隨著共模電壓的增大而增大；浮動地技術測量電池端電壓，窗口比較器會自動判斷當前低電位是否合適。如果合適直接啟動模數轉換進行測量；如果太高或太低，則通過微控制器經數模對低電位進行浮動控制使低電位處于合適的狀態下。但由于低電位經常受現場干擾而變化，不能對低電位進行精確控制，影響整個系統的測量效果。采用模擬開關的方法通過模擬開關選擇測量通道，每個通道采用運算放大器組成線性采樣電路。當選中需要進行測量的通道后，模擬開關的輸出經電壓跟隨器送入模數轉換器進行模數轉換。該方法根據串聯電池組總電壓的大小，選擇適當的放大倍數，不必電阻分壓網絡或改變低電位就可以直接測量任意一只電池的電壓，測量方便。但是該方法需要數量眾多的運放和精密匹配電阻，成本高，且電阻的分散性會導致測量結果分散性較高。采用開關矩陣構建測量電路，該方案成本低，測量精度高，但是需要絕對值電路。采用運算放大器結合繼電器的方法，可以克服溫漂問題，但是與采用模擬開關的方法一樣，也需要大量的運算放大器和繼電器，且繼電器會有壽命問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種動力電池組單體電壓監測電路。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供的一種動力電池組單體電壓監測電路；包括模數轉換器、微控制器、寄存器、極性轉換電路、單體電壓監測電路，所述單體電壓監測電路分別與極性轉換電路和寄存器連接，極性轉換電路與模數轉換器連接，模數轉換器與微控制器連接，寄存器與微控制器連接。

所述單體電壓監測電路包括由n個鋰電池串聯的電池組，電池組內的每個鋰電池的正負極均連接有一個光電耦合器，相鄰的兩個鋰電池之間相互連接的正負極共用一個光電耦合器，光電耦合器的3號管腳與鋰電池連接，光電耦合器的1號管腳均與電源VCC端連接，光電耦合器的2號管腳均連接至寄存器,光電耦合器的4號管腳交叉分為兩組與極性轉換電路連接。

所述極性轉換電路包括場效應管組，場效應管組包括四個場效應管Q1～Q4，場效應管Q1和場效應管Q4的柵極與場效應管Q2和場效應管Q3的源極與一組光電耦合器的4號管腳連接，場效應管Q2和場效應管Q3的柵極與場效應管Q1和場效應管Q4的源極與另一組光電耦合器的4號管腳連接，場效應管Q2和場效應管Q4的漏極與接地端GND連接，場效應管Q1和場效應管Q3的漏極連接到U1A放大器的3號引腳，U1A放大器的8號引腳與電阻R1、電容C1、電容C2的一端連接，電阻R1的另一端與二極管D1的負極連接，二極管D1的正極與場效應管Q1和場效應管Q3的漏極連接，電容C1和電容C2的另一端相連接地，U1A放大器的3號引腳與電阻R2的一端連接，電阻R2的另一端與U1A放大器的4號引腳相連接地；U1A放大器的2號引腳與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接到U1A放大器的1號引腳，U1A放大器的1號引腳與模數轉換器連接。

所述微控制器為STC12C5A60S2單片機。