CN203479947U - 一种多串数锂电池断线检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多串数锂电池断线检测电路，包括两个或两个以上相互串联的电池单体，电池单体串联组成电池组，电池组的正极连接有电阻R1，电池组两端并联有微控制器MCU和高压模拟前端AFE，在相邻的电池单体之间设有信号采集线，该信号采集线均与高压模拟前端AFE的信号检测端连接，信号采集线均连接有电容，各电容的另一端均连接于电阻R1，以及串联在电阻R1和电池组负极的三极管，该三极管的控制端连接于微控制器MCU的对应管脚。本实用新型电路工作时，不会单独消耗串联电池中各节电池的电流，达到了电池容量平衡，电池的寿命延长，该电路元件少，同时兼顾滤波以及ESD功能，电路简单新颖，实现了低成本、高性能，因此具有很高的应用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及到电池保护领域，尤其涉及到多串数锂电池的应用保护领域，具有为一种多串数锂电池断线检测电路。
背景技术
目前锂电池应用日益广阔，随着应用领域的不断深入，多串数锂电池包的应用也越来越多。随着串数的增加，电池检测线越多，在振动以及恶劣环境中可能出现连接线断或者连接端子接触不良等现象，降低了产品的可靠性，可能会导致相应的电池在充放电过程中不能及时进行保护而出现起火或者损坏的风险。目前的多串数锂电池断线检测电路工作会单独消耗串联电池中各节电池的电流，易导致串联电池中出现各电池容量不平衡的问题，导致电池的寿命缩短，且适用检测的电池串数量较少，不够经济，成本高。
发明内容
本实用新型为了解决上述技术问题提供了一种多串数锂电池断线检测电路，这种检测电路解决了多串数锂电池断线检测需耗损单节电池电流、电池容量不均衡和经济寿命短等技术问题。
本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种多串数锂电池断线检测电路，其特征在于：包括两个或两个以上相互串联的电池单体，电池单体串联组成电池组，电池组两端并联有微控制器MCU和用于检测电路是否断线的高压模拟前端AFE，在各电池单体的负极均设有信号采集线，该信号采集线均与高压模拟前端AFE的信号检测端连接，在各信号采集线与电池组正极之间均串联有电容，各电容共节点通过一电阻R1与电池组正极连接，在电阻R1和电池组负极之间串联有一开关元件，该开关元件的控制端连接于微控制器MCU的对应管脚。
优选的，所述的开关元件与微控制器MCU之间控制回路，设有电阻R2。
优选的，所述的开关元件Q1， Q1为三极管，三极管的基极通过电阻R2连接控制信号端，Q1集电极与各电容连接，Q1发射极连接在电池组负极。
本实用新型提供一种多串数锂电池断线检测电路，主要由开关元件，多个电容、电阻网络、微控制器和高压模拟前端组成。本实用新型适用于多串锂电池，电路工作不会单独消耗串联电池中各节电池的电流，从而解决了串联电池中出现各电池容量不平衡的问题，使电池的寿命延长。该电路适用于各种锂电池应用，以及无绳DC工具内的应用，且不局限于电池的串数，也不局限于实施其他类似锂电池以及其他的应用领域，适用范围广。本实用新型的电路元件少，同时兼顾滤波以及ESD（Electro-Static discharge，静电释放）功能，电路简单新颖，实现了低成本、高性能，因此具有很高的应用价值。
附图说明
图1 为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
如图1所示，本实用新型公开了一种多串数锂电池断线检测电路，包括两个或两个以上相互串联的电池单体，本实施例设有六节电池单体，六个电池单体串联组成电池组，电池组的正极连接有电阻R1，电池组两端并联有微控制器MCU和用于检测电路是否断线的高压模拟前端AFE，在各电池单体的负极均设有信号采集线，该信号采集线均与高压模拟前端AFE的信号检测端连接，信号采集线均连接有电容，该电容总共为五个，第一节电池单体负极与第二节电池单体正极的信号采集线连接于电容C1，第二节电池单体负极与第三节电池单体正极的信号采集线连接于电容C2，第三节电池单体负极与第四节电池单体正极的信号采集线连接于电容C3，第四节电池单体负极与第五节电池单体正极的信号采集线连接于电容C4，第五节电池单体负极与第六节电池单体正极的信号采集线连接于电容C5，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5的另一端均与电阻R1连接，以及串联在电阻R1和电池组负极的开关元件，该开关元件的控制端连接于微控制器MCU的对应管脚, 在开关元件与微控制器MCU之间设有电阻R2。所述的开关元件为三极管Q1，三极管Q1的基极与电阻R2连接，集电极与各电容连接，发射极连接在电池组负极。
本实用新型主要利用MLCC电容的储能效应、控制脉冲在断线的MLCC电容上产生电容电压泵压原理实现，，控制脉冲高电平H经R2驱动导通,给电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5充电，然后控制脉冲低电平L关闭Q1，直流电平经电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5在电池检测线上产生泵电压，若电池检测线未断线，则泵电压直接通过电池进行泄放，不会影响高压模拟前端AFE的电压检测，反之，则能通过高压模拟前端AFE能检测到断线发生。当出现检测线断时，微控制器MCU检测到高压模拟前端AFE输出的电池电压出现轻微的异常变化，微控制器MCU启动断线检测功能，输出控制脉冲至断线检测三极管，此时若真实出现断线，则检测到的相应电池电压会随控制脉冲波动，若是电池负载导致的电压变化，则不会跟随控制脉冲变化，因此能够识别出断线的发生。电路中R1电阻连接于电池B+电压，但不局限于电池B+,如经稳压后MCU供电5V电源等。R1的供电决定泵压的电平，影响断线检测的灵敏度。
本实用新型检出电路能够实现断线检出功能，还可以实现滤波以及ESD（Electro-Static discharge，静电释放）功能，能够大幅提高电路电压检测的抗干扰能力以及抗ESD能力。本电路适用于各种锂电池PACK内应用，以及无绳DC工具内的应用，且不局限于电池的串数，也不局限于实施其他类似锂电池以及其他的应用领域，如后备电源、E-bike、电动玩具、医疗设备等。
本实用新型适用于多串锂电池，电路工作不会单独消耗串联电池中各节电池的电流，实现了各电池容量平衡，电池的寿命延长。电路元件少，同时兼顾滤波以及ESD功能，电路简单新颖，实现了低成本、高性能，因此具有很高的应用价值。
以上为本实用新型较佳的实现方式，需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种多串数锂电池断线检测电路，其特征在于：包括两个或两个以上相互串联的电池单体，电池单体串联组成电池组，电池组两端并联有微控制器MCU和用于检测电路是否断线的高压模拟前端AFE，在各电池单体的负极均设有信号采集线，该信号采集线均与高压模拟前端AFE的信号检测端连接，在各信号采集线与电池组正极之间均串联有电容，各电容共节点通过一电阻R1与电池组正极连接，在电阻R1和电池组负极之间串联有一开关元件，该开关元件的控制端连接于微控制器MCU的对应管脚。
2.根据权利要求1所述的多串数锂电池断线检测电路，其特征在于：所述的开关元件与微控制器MCU之间控制回路，设有电阻R2。
3.根据权利要求1所述的多串数锂电池断线检测电路，其特征在于：所述的开关元件Q1， Q1为三极管，三极管的基极通过电阻R2连接控制信号端，Q1集电极与各电容连接，Q1发射极连接在电池组负极。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104991154A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-21 | 安徽江淮汽车股份有限公司 | 一种电动汽车电池包单体电压采集线断线检测方法及系统 |
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