CN109283470B - 一种动力电池组单体电压监测电路 - Google Patents

一种动力电池组单体电压监测电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种动力电池组单体电压监测电路；包括模数转换器、微控制器、寄存器、极性转换电路、单体电压监测电路，所述单体电压监测电路分别与极性转换电路和寄存器连接，极性转换电路与模数转换器连接，模数转换器与微控制器连接，寄存器与微控制器连接。本发明采用了光电耦合器，光电耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力；自动极性转换电路自动进行电路极性转换；电压跟随器，电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。单体电压监测电路可以准确测量多组单体电压的欠压过压情况。

Description

一种动力电池组单体电压监测电路
技术领域
本发明涉及一种动力电池组单体电压监测电路。
背景技术
随着纯电动车及混合动力车的发展，延长电池寿命，提高电池的使用效率是电动汽车商品化、实用化的关键。为了能够对串联电池组的能量使用进行有效管理，需要实时监视串联电池组中的单体电池状态。目前单体电池电压测量方法主要有分压电阻降压、浮动地测量、模拟开关选通等几种方法，其中电阻分压法主要是通过电阻分压将实际电压衰减到测量芯片可接受的电压范围，然后进行模数转换。这种方法测量成本低，寿命长，但存在累积误差，且无法消除。随着单体电池数的增多，单体电池电压测量误差会随着共模电压的增大而增大；浮动地技术测量电池端电压，窗口比较器会自动判断当前低电位是否合适。如果合适直接启动模数转换进行测量；如果太高或太低，则通过微控制器经数模对低电位进行浮动控制使低电位处于合适的状态下。但由于低电位经常受现场干扰而变化，不能对低电位进行精确控制，影响整个系统的测量效果。采用模拟开关的方法通过模拟开关选择测量通道，每个通道采用运算放大器组成线性采样电路。当选中需要进行测量的通道后，模拟开关的输出经电压跟随器送入模数转换器进行模数转换。该方法根据串联电池组总电压的大小，选择适当的放大倍数，不必电阻分压网络或改变低电位就可以直接测量任意一只电池的电压，测量方便。但是该方法需要数量众多的运放和精密匹配电阻，成本高，且电阻的分散性会导致测量结果分散性较高。采用开关矩阵构建测量电路，该方案成本低，测量精度高，但是需要绝对值电路。采用运算放大器结合继电器的方法，可以克服温漂问题，但是与采用模拟开关的方法一样，也需要大量的运算放大器和继电器，且继电器会有寿命问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种动力电池组单体电压监测电路。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种动力电池组单体电压监测电路；包括模数转换器、微控制器、寄存器、极性转换电路、单体电压监测电路，所述单体电压监测电路分别与极性转换电路和寄存器连接，极性转换电路与模数转换器连接，模数转换器与微控制器连接，寄存器与微控制器连接。
所述单体电压监测电路包括由n个锂电池串联的电池组，电池组内的每个锂电池的正负极均连接有一个光电耦合器，相邻的两个锂电池之间相互连接的正负极共用一个光电耦合器，光电耦合器的3号管脚与锂电池连接，光电耦合器的1号管脚均与电源VCC端连接，光电耦合器的2号管脚均连接至寄存器,光电耦合器的4号管脚交叉分为两组与极性转换电路连接。
所述极性转换电路包括场效应管组，场效应管组包括四个场效应管Q1～Q4，场效应管Q1和场效应管Q4的栅极与场效应管Q2和场效应管Q3的源极与一组光电耦合器的4号管脚连接，场效应管Q2和场效应管Q3的栅极与场效应管Q1和场效应管Q4的源极与另一组光电耦合器的4号管脚连接，场效应管Q2和场效应管Q4的漏极与接地端GND连接，场效应管Q1和场效应管Q3的漏极连接到U1A放大器的3号引脚，U1A放大器的8号引脚与电阻R1、电容C1、电容C2的一端连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与场效应管Q1和场效应管Q3的漏极连接，电容C1和电容C2的另一端相连接地，U1A放大器的3号引脚与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与U1A放大器的4号引脚相连接地；U1A放大器的2号引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接到U1A放大器的1号引脚，U1A放大器的1号引脚与模数转换器连接。
所述微控制器为STC12C5A60S2单片机。
所述U1A放大器为AD8605ART精密放大器。
所述寄存器型号为74LS595。
本发明的有益效果在于：采用了光电耦合器，光电耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力；自动极性转换电路自动进行电路极性转换；电压跟随器，电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。单体电压监测电路可以准确测量多组单体电压的欠压过压情况。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种动力电池组单体电压监测电路；包括模数转换器、微控制器、寄存器、极性转换电路、单体电压监测电路，所述单体电压监测电路分别与极性转换电路和寄存器连接，极性转换电路与模数转换器连接，模数转换器与微控制器连接，寄存器与微控制器连接。
所述单体电压监测电路包括由n个锂电池串联的电池组，电池组内的每个锂电池的正负极均连接有一个光电耦合器，相邻的两个锂电池之间相互连接的正负极共用一个光电耦合器，光电耦合器的3号管脚与锂电池连接，光电耦合器的1号管脚均与电源VCC端连接，光电耦合器的2号管脚均连接至寄存器,光电耦合器的4号管脚交叉分为两组与极性转换电路连接。
所述极性转换电路包括场效应管组，场效应管组包括四个场效应管Q1～Q4，场效应管Q1和场效应管Q4的栅极与场效应管Q2和场效应管Q3的源极与一组光电耦合器的4号管脚连接，场效应管Q2和场效应管Q3的栅极与场效应管Q1和场效应管Q4的源极与另一组光电耦合器的4号管脚连接，场效应管Q2和场效应管Q4的漏极与接地端GND连接，场效应管Q1和场效应管Q3的漏极连接到U1A放大器的3号引脚，U1A放大器的8号引脚与电阻R1、电容C1、电容C2的一端连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与场效应管Q1和场效应管Q3的漏极连接，电容C1和电容C2的另一端相连接地，U1A放大器的3号引脚与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与U1A放大器的4号引脚相连接地；U1A放大器的2号引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接到U1A放大器的1号引脚，U1A放大器的1号引脚与模数转换器连接。
所述微控制器为STC12C5A60S2单片机。
所述U1A放大器为AD8605ART精密放大器。
所述寄存器型号为74LS595。
电路包括微控制器，模拟数字转换器，74ls595,光电耦合器，自动极性转换电路；微型控制器为单片机STC12C5A60S2，该内部自带A/D转换。动力锂电池组单体电压监测电路包括电池BT1/BT2/BT3/BT4/BT5/BT6/BT7、光电耦合器GD1/GD2/GD3/GD4/GD5/GD6/GD7/GD8、A1SHB场效应管Q1/Q3、A2SHB场效应管Q2/Q4、二极管D1、电阻R1/R2/R3、电容C1/C2、AD8605ART精密放大器模块U1A，8位输出锁存移位寄存器模块74LS595。其中电池BT1/BT2/BT3/BT4/BT5/BT6/BT7串联组成电池组；光电耦合器GD1/GD2/GD3/GD4/GD5/GD6/GD7/GD8的1号管脚均接到VCC端、2号管脚连接到74LS595寄存器模块的各个I/O口上；光耦合器GD1/GD3/GD5/GD7的4号管脚相连接到场效应管Q1和场效应管Q4的1号(栅极)引脚与场效应管Q2和场效应管Q3的2号(源极)引脚；光耦合器GD2/GD4/GD6/GD8的4号管脚相连接到场效应管Q1和场效应管Q4的2号引脚与场效应管Q2和场效应管Q3的1号引脚；光电耦合器GD1的3号管脚接到电池BT1的正极、光耦合器GD2的3号管脚接到电池BT1的负极和电池BT2的正极、光耦合器GD3的3号管脚接到电池BT2的负极和电池BT3的正极、光电耦合器GD4的3号管脚接到电池BT3的负极和电池BT4的正极、光电耦合器GD5的3号管脚接到电池BT4的负极和电池BT5的正极、光电耦合器GD6的3号管脚接到电池BT5的负极和电池BT6的正极、光电耦合器GD7的3号管脚接到电池BT6的负极和电池BT7的正极、光电耦合器GD8的3号管脚接到电池BT7的负极；场效应管Q2和场效应管Q4的3号引脚相连接到地；二极管D1的负极接到电阻R1的一端，正极与场效应管Q1和场效应管Q3的3号引脚相连接到U1A放大器的3号引脚；电阻R1的另一端与电容C1和电容C2的一端相连接到U1A放大器的8号引脚；电容C1和电容C2的另一端相连接到地；电阻R2的一端接到U1A放大器的3号引脚，另一端与U1A放大器的4号引脚相连接地；电阻R3的一端连接到U1A放大器的2号引脚，另一端接到U1A放大器的1号引脚。
本申请的原理为动力锂电池组单体电压监测电路锂实现电池数据实时采集，实现实时监测单体电压，光电耦合器测量单体电压的欠压过压情况.然后反馈到自动极性转换电路进行极性转换。电压跟随器低功耗，低电压的芯片，且电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。然后经模拟数字转换器转换，后由单片机采取数据。

Claims (5)

1.一种动力电池组单体电压监测电路，其特征在于：包括模数转换器、微控制器、寄存器、极性转换电路、单体电压监测电路，所述单体电压监测电路分别与极性转换电路和寄存器连接，极性转换电路与模数转换器连接，模数转换器与微控制器连接，寄存器与微控制器连接；
所述极性转换电路包括场效应管组，场效应管组包括四个场效应管Q1～Q4，场效应管Q1和场效应管Q4的栅极与场效应管Q2和场效应管Q3的源极与一组光电耦合器的4号管脚连接，场效应管Q2和场效应管Q3的栅极与场效应管Q1和场效应管Q4的源极与另一组光电耦合器的4号管脚连接，场效应管Q2和场效应管Q4的漏极与接地端GND连接，场效应管Q1和场效应管Q3的漏极连接到U1A放大器的3号引脚，U1A放大器的8号引脚与电阻R1、电容C1、电容C2的一端连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与场效应管Q1和场效应管Q3的漏极连接，电容C1和电容C2的另一端相连接地，U1A放大器的3号引脚与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与U1A放大器的4号引脚相连接地；U1A放大器的2号引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接到U1A放大器的1号引脚，U1A放大器的1号引脚与模数转换器连接。
2.如权利要求1所述的动力电池组单体电压监测电路，其特征在于：所述单体电压监测电路包括由n个锂电池串联的电池组，电池组内的每个锂电池的正负极均连接有一个光电耦合器，相邻的两个锂电池之间相互连接的正负极共用一个光电耦合器，光电耦合器的3号管脚与锂电池连接，光电耦合器的1号管脚均与电源VCC端连接，光电耦合器的2号管脚均连接至寄存器,光电耦合器的4号管脚交叉分为两组与极性转换电路连接。
3.如权利要求1所述的动力电池组单体电压监测电路，其特征在于：所述微控制器为STC12C5A60S2单片机。
4.如权利要求1所述的动力电池组单体电压监测电路，其特征在于：所述U1A放大器为AD8605ART精密放大器。
5.如权利要求1所述的动力电池组单体电压监测电路，其特征在于：所述寄存器型号为74LS595。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111352364A (zh) * 2019-11-08 2020-06-30 凯里云瀚智慧城市运营管理有限公司 一种支持远程控制的传感器电路
US20230198521A1 (en) * 2021-10-15 2023-06-22 Kay C. Robinson, JR. Wireless Voltage link

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101324655A (zh) * 2008-07-04 2008-12-17 清华大学 低成本电池组单体电池电压测量电路
CN101865942A (zh) * 2010-04-07 2010-10-20 大连交通大学 一种小功率甲醇燃料电池的电压巡回测量电路
CN201859926U (zh) * 2010-07-22 2011-06-08 中信国安盟固利动力科技有限公司 电池组自动充电及维护均衡诊断装置
CN202423505U (zh) * 2012-05-04 2012-09-05 深圳市迪迪美环保科技有限公司 网络环境下的蓄电池组在线维护设备
CN102868197A (zh) * 2012-09-29 2013-01-09 江苏省电力公司徐州供电公司 直流系统蓄电池在线均衡装置
EP2700965A2 (en) * 2012-08-24 2014-02-26 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and battery voltage monitoring device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006053120A (ja) * 2004-07-12 2006-02-23 Denso Corp 組電池電圧検出装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101324655A (zh) * 2008-07-04 2008-12-17 清华大学 低成本电池组单体电池电压测量电路
CN101865942A (zh) * 2010-04-07 2010-10-20 大连交通大学 一种小功率甲醇燃料电池的电压巡回测量电路
CN201859926U (zh) * 2010-07-22 2011-06-08 中信国安盟固利动力科技有限公司 电池组自动充电及维护均衡诊断装置
CN202423505U (zh) * 2012-05-04 2012-09-05 深圳市迪迪美环保科技有限公司 网络环境下的蓄电池组在线维护设备
EP2700965A2 (en) * 2012-08-24 2014-02-26 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and battery voltage monitoring device
CN102868197A (zh) * 2012-09-29 2013-01-09 江苏省电力公司徐州供电公司 直流系统蓄电池在线均衡装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
纯电动汽车电池管理系统的设计;翟世欢;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20150315(第03期);第35-39页 *

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