CN205049649U - 单体电池的电压采集系统 - Google Patents
单体电池的电压采集系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205049649U CN205049649U CN201520789989.9U CN201520789989U CN205049649U CN 205049649 U CN205049649 U CN 205049649U CN 201520789989 U CN201520789989 U CN 201520789989U CN 205049649 U CN205049649 U CN 205049649U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- switch
- resistance
- mcu
- voltage
- output terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种单体电池的电压采集系统，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、多路开关、电压跟随器、ADC采集单元、均衡控制单元及MCU。所述MCU通过所述ADC采集单元对单体电池进行电压采集并上报结果；所述MCU通过所述均衡控制单元对单体电池进行均衡控制，所述MCU的输出端为高电平时，所述均衡控制单元连通所述第二电阻和所述第三电阻，所述MCU比较所述ADC采集单元的输出电压，确定比较结果并上报。本实用新型避免了当单体电池的电压采集线断线时，电池管理系统检测单体电池的电压不准确问题，确保电池组系统安全可靠运行，提高使用寿命和经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车电池的电压采集领域，尤其涉及单体电池的电压采集系统。
背景技术
电池组系统是电动汽车的核心技术之一，电池组的主要功能是实现电池组对整车的能源供应，而对电池组内的电池组状态的监控主要依靠电池管理系统实现，对单体电池的电压信号采集是状态监控的一种重要手段。在电动汽车整个运行工况中，电池组系统无论是处于充电状态，还是在行驶放电状态，都需要对电池组中的每一个单体电池的信息进行实时测控，通过测控每一个单体电池的电压信息，如果，其中一个单体电池的电压过低或过高时，将通过相应的均衡策略，使单体电池进入均衡控制，即使电池组中单体电池输出电压保持一致的状态，保证电池组系统安全可靠运行。如果单体电池的电压采集线发生短路故障时，电池管理系统存在无法准确采集到单体电池的电压的问题，可能造成该单体电池过放电状态，从而降低单体电池的使用寿命及整个电池组的综合性能。因此必须使用可靠的检测手段对每一个单体电池电压采集线进行检测，确保电池组系统安全可靠运行，提高电池组的使用寿命和经济效益。
实用新型内容
本实用新型提供一种单体电池的电压采集系统，解决了单体电池的电压采集线短路时存在单体电压检测不准确的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种单体电池的电压采集系统，其特征在于，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、多路开关、电压跟随器、ADC采集单元、均衡控制单元及MCU；
所述第一电阻的一端与单体电池的正极相连，所述第一电阻的另一端与所述多路开关的第一输入端相连；
所述第二电阻的一端与单体电池的正极相连，所述第二电阻的另一端分别与所述多路开关的第二输入端和所述均衡控制单元的输入端相连；
所述第三电阻的一端与单体电池的负极相连，所述第三电阻的另一端分别与所述多路开关的第三输入端和所述均衡控制单元的输出端相连；
所述第四电阻的一端与单体电池的负极相连，所述第四电阻的另一端与所述多路开关的第四输入端相连；
所述电压跟随器的正向输入端与所述多路开关的第一输出端相连，所述电压跟随器的反向输入端与所述多路开关的第二输出端相连，所述电压跟随器的输出端与所述ADC采集单元的输入端相连；
所述MCU的输入端与所述ADC采集单元的输出端相连，所述MCU的输出端与所述均衡控制单元的控制端相连；
所述MCU用于获取所述ADC采集单元的输出电压并上报；
所述MCU的输出端为高电平时，所述均衡控制单元连通所述第二电阻和所述第三电阻，所述MCU比较所述ADC采集单元的输出电压，确定比较结果并上报。
优选的，所述多路开关包括：第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；
所述第一开关的一端作为所述多路开关的第一输入端，所述第二开关的一端作为所述多路开关的第二输入端，所述第三开关的一端作为所述多路开关的第三输入端，所述第四开关的一端作为所述多路开关的第四输入端；
所述第一开关的另一端与所述第二开关的另一端相连，作为所述多路开关的第一输出端，所述第三开关的另一端与所述第四开关的另一端相连，作为所述多路开关的第二输出端。
优选的，所述第一开关和所述第四开关为常闭开关，所述第二开关和所述第三开关为常开开关。
优选的，所述MCU的输出端为高电平时，所述第二开关或所述第三开关闭合，所述MCU比较所述ADC采集单元的输出电压，确定比较结果并上报电池管理系统。
优选的，所述MCU比较所述第二开关闭合时的输出电压与所述第二开关断开时的输出电压，如所述输出电压值相等，则上报短路故障；
所述MCU比较所述第三开关闭合时的输出电压与所述第三开关断开时的输出电压，如所述输出电压值相等，则上报短路故障。
优选的，所述均衡控制单元包括：MOS管和第五电阻；
所述MOS管为NMOS管，所述MOS管的栅极与所述第五电阻的一端相连，所述第五电阻的另一端为所述均衡控制单元的控制端，所述MOS管的源极作为所述均衡控制单元的输入端，所述MOS管的漏极作为所述均衡控制单元的输出端。
优选的，所述MCU的输出端为高电平时，所述MOS管的源极和栅极导通，所述MOS管连通所述第二电阻和第三电阻，实现单体电池的均衡控制。
本实用新型提供一种单体电池的电压采集系统，采用均衡控制单元和多路开关实现对单体电池的电压采集系统进行短路检测，并上报检测结果，避免当单体电池的电压采集线短路时，电池管理系统检测的单体电压不准确的问题，确保电池组系统安全可靠运行，提高电池组的使用寿命和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本实用新型提供的一种单体电池的电压采集系统结构示意图；
图2：是本实用新型提供的一种多路开关结构示意图；
图3：是本实用新型实施例提供的一种单体电池的电压采集系统电路示意图；
图4：是本实用新型实施例提供的MCU工作流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。
针对现有技术中电动汽车的电池组系统对单体电池的电压采集系统，缺乏硬件电路和软件设计的自诊断功能，对硬件电路实际工作状态不能实现在线监控的，存在单体电压采集不准确的可能性。本实用新型提供一种单体电池的电压采集系统，解决现有的单体电池的电压采集系统出现短路时存在电压采集不准确的问题。
如图1所示，为本实用新型提供的一种单体电池的电压检测系统结构示意图。该单体电池的电压采集系统，包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、多路开关、电压跟随器、ADC采集单元、均衡控制单元及MCU。
所述第一电阻R1的一端与单体电池的正极相连，所述第一电阻R1的另一端与所述多路开关的第一输入端相连。
所述第二电阻R2的一端与单体电池的正极相连，所述第二电阻R2的另一端分别与所述多路开关的第二输入端和所述均衡控制单元的输入端相连。
所述第三电阻R3的一端与单体电池的负极相连，所述第三电阻R3的另一端分别与所述多路开关的第三输入端和所述均衡控制单元的输出端相连。
所述第四电阻R4的一端与单体电池的负极相连，所述第四电阻R4的另一端与所述多路开关的第四输入端相连。
所述电压跟随器的正向输入端与所述多路开关的第一输出端相连，所述电压跟随器的反向输入端与所述多路开关的第二输出端相连，所述电压跟随器的输出端与所述ADC采集单元的输入端相连。
所述MCU的输入端与所述ADC采集单元的输出端相连，所述MCU的输出端与所述均衡控制单元的控制端相连。
所述MCU用于获取所述ADC采集单元的输出电压并上报。
所述MCU的输出端为高电平时，所述均衡控制单元连通所述第二电阻R2和所述第三电阻R3，所述MCU比较所述ADC采集单元的输出电压，确定比较结果并上报。
如图2所示，为本实用新型提供的一种多路开关结构示意图。所述多路开关包括：第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4。
所述第一开关K1的一端作为所述多路开关的第一输入端，所述第二开关K2的一端作为所述多路开关的第二输入端，所述第三开关K3的一端作为所述多路开关的第三输入端，所述第四开关K4的一端作为所述多路开关的第四输入端；
所述第一开关K1的另一端与所述第二开关K2的另一端相连，作为所述多路开关的第一输出端，所述第三开关K3的另一端与所述第四开关K4的另一端相连，作为所述多路开关的第二输出端。
进一步，所述第一开关K1和所述第四开关K4为常闭开关，所述第二开关K2和所述第三开关K3为常开开关。
更进一步，所述MCU的输出端为高电平时，所述第二开关K2或所述第三开关K3闭合，所述MCU比较所述ADC采集单元的输出电压，确定比较结果并上报电池管理系统。
还进一步，所述MCU比较所述第二开关K2闭合时的输出电压与所述第二开关K2断开时的输出电压，如所述输出电压值相等，则上报短路故障；
所述MCU比较所述第三开关K3闭合时的输出电压与所述第三开关K3断开时的输出电压，如所述输出电压值相等，则上报短路故障。
如图3所示，为本实用新型实施例提供的一种单体电池的电压检测系统电路示意图。所述均衡控制单元包括：MOS管Q1和第五电阻R5；
所述MOS管Q1为NMOS管，所述MOS管Q1的栅极与所述第五电阻的一端相连，所述第五电阻的另一端为所述均衡控制单元的控制端，所述MOS管Q1的源极作为所述均衡控制单元的输入端，所述MOS管Q1的漏极作为所述均衡控制单元的输出端。
进一步，所述MCU的输出端为高电平时，所述MOS管Q1的源极和栅极导通，所述MOS管Q1连通所述第二电阻R2和第三电阻R3，实现单体电池的均衡控制。
可见，所述MCU用于获取所述ADC采集单元的输出电压并上报，所述MCU还用于单体电池的均衡控制。具体的，如图4所示，为本实用新型实施例提供的MCU工作流程示意图，包含以下步骤：
S1：判断MCU是否初始化完成，如果是，则执行S2；
S2：MCU读取ADC采集单元的数据AD1，执行完成后，执行S3；
S3：MCU输出高电平给均衡控制单元，所述均衡控制单元连通所述第二电阻和所述第三电阻，执行完成后，执行S4；
S4：闭合第二开关K2或第三开关K3后，执行S5；
S5：MCU读取ADC采集单元的数据AD2，执行S6；
S6：MCU比较ADC采集单元输出的数据AD1是否等于AD2，如果是，则执行S13，否则执行S7；
S7：MCU输出低电平给均衡控制单元，所述均衡控制单元断开所述第二电阻和所述第三电阻的连通，执行完成后，执行S8；
S8：断开第二开关K2和第三开关K3后，执行S9；
S9：MCU读取ADC采集单元输出的数据后，执行S10；
S10：MCU根据ADC采集单元输出的数据，确定电池的电压值后，执行S11；
S11：MCU上报电池的电压值给电池管理系统后，执行S12；
S12：MCU判断电池的电压值是否正常，如果不正常，则执行S3，否则执行S9或结束；
S13：MCU确定单体电池的电压采集系统存在短路故障后，执行S14；
S14：MCU上报故障信息给电池管理系统后，结束操作。
可见，本实用新型提供一种单体电池的电压采集系统，采用均衡控制单元和多路开关实现对单体电池的电压采集系统进行短路检测，并上报检测结果，解决了现有单体电池的电压检测系统中缺乏硬件电路和软件设计的自诊断功能，能实现对硬件电路实际工作状态的在线监控，避免当单体电池的电压采集线短路时，电池管理系统检测的单体电压不准确的问题，确保电池组系统安全可靠运行，提高电池组的使用寿命和经济效益。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种单体电池的电压采集系统，其特征在于，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、多路开关、电压跟随器、ADC采集单元、均衡控制单元及MCU；
所述第一电阻的一端与单体电池的正极相连，所述第一电阻的另一端与所述多路开关的第一输入端相连；
所述第二电阻的一端与单体电池的正极相连，所述第二电阻的另一端分别与所述多路开关的第二输入端和所述均衡控制单元的输入端相连；
所述第三电阻的一端与单体电池的负极相连，所述第三电阻的另一端分别与所述多路开关的第三输入端和所述均衡控制单元的输出端相连；
所述第四电阻的一端与单体电池的负极相连，所述第四电阻的另一端与所述多路开关的第四输入端相连；
所述电压跟随器的正向输入端与所述多路开关的第一输出端相连，所述电压跟随器的反向输入端与所述多路开关的第二输出端相连，所述电压跟随器的输出端与所述ADC采集单元的输入端相连；
所述MCU的输入端与所述ADC采集单元的输出端相连，所述MCU的输出端与所述均衡控制单元的控制端相连；
所述MCU用于获取所述ADC采集单元的输出电压并上报；
所述MCU的输出端为高电平时，所述均衡控制单元连通所述第二电阻和所述第三电阻，所述MCU比较所述ADC采集单元的输出电压，确定比较结果并上报。
2.根据权利要求1所述单体电池的电压采集系统，其特征在于，所述多路开关包括：第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；
所述第一开关的一端作为所述多路开关的第一输入端，所述第二开关的一端作为所述多路开关的第二输入端，所述第三开关的一端作为所述多路开关的第三输入端，所述第四开关的一端作为所述多路开关的第四输入端；
所述第一开关的另一端与所述第二开关的另一端相连，作为所述多路开关的第一输出端，所述第三开关的另一端与所述第四开关的另一端相连，作为所述多路开关的第二输出端。
3.根据权利要求2所述单体电池的电压采集系统，其特征在于，所述第一开关和所述第四开关为常闭开关，所述第二开关和所述第三开关为常开开关。
4.根据权利要求2所述单体电池的电压采集系统，其特征在于，所述MCU的输出端为高电平时，所述第二开关或所述第三开关闭合，所述MCU比较所述ADC采集单元的输出电压，确定比较结果并上报电池管理系统。
5.根据权利要求4所述单体电池的电压采集系统，其特征在于，所述MCU比较所述第二开关闭合时的输出电压与所述第二开关断开时的输出电压，如所述输出电压值相等，则上报短路故障；
所述MCU比较所述第三开关闭合时的输出电压与所述第三开关断开时的输出电压，如所述输出电压值相等，则上报短路故障。
6.根据权利要求1所述单体电池的电压采集系统，其特征在于，所述均衡控制单元包括：MOS管和第五电阻；
所述MOS管为NMOS管，所述MOS管的栅极与所述第五电阻的一端相连，所述第五电阻的另一端为所述均衡控制单元的控制端，所述MOS管的源极作为所述均衡控制单元的输入端，所述MOS管的漏极作为所述均衡控制单元的输出端。
7.根据权利要求6所述单体电池的电压采集系统，其特征在于，所述MCU的输出端为高电平时，所述MOS管的源极和栅极导通，所述MOS管连通所述第二电阻和第三电阻，实现单体电池的均衡控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520789989.9U CN205049649U (zh) | 2015-10-10 | 2015-10-10 | 单体电池的电压采集系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520789989.9U CN205049649U (zh) | 2015-10-10 | 2015-10-10 | 单体电池的电压采集系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205049649U true CN205049649U (zh) | 2016-02-24 |
Family
ID=55343218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520789989.9U Expired - Fee Related CN205049649U (zh) | 2015-10-10 | 2015-10-10 | 单体电池的电压采集系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205049649U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110739949A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-01-31 | 清华大学 | 汽车轮速信号处理电路及汽车 |
-
2015
- 2015-10-10 CN CN201520789989.9U patent/CN205049649U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110739949A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-01-31 | 清华大学 | 汽车轮速信号处理电路及汽车 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204789951U (zh) | 电池及电池组单体电压采集装置 | |
| CN204575823U (zh) | 一种可对串联电池组中任意单体电池进行电压采样的电路 | |
| CN105429226A (zh) | 大容量充放电电池管理系统 | |
| CN105988082A (zh) | 电动汽车高压系统的继电器状态检测方法和装置 | |
| CN103675591B (zh) | 一种动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路 | |
| CN106772082B (zh) | 一种单体电池的电压采集线断线检测方法 | |
| CN103499748B (zh) | 一种超级电容器组在线监测系统 | |
| CN102723754B (zh) | 电池管理系统电池组采集线断线识别电路及识别方法 | |
| CN106602649A (zh) | 一种电池管理系统的断线检测电路和检测方法 | |
| CN105553030A (zh) | 一种锂电池不间断电源管理系统 | |
| CN204243847U (zh) | 一种动力电池包的电池单体电压均衡电路 | |
| CN104242374B (zh) | 充放电控制电路和电池装置 | |
| CN102969756A (zh) | 具有自检修功能的智能蓄电池组及其连接电路 | |
| CN206595315U (zh) | 一种电池包连接保护系统 | |
| CN205376676U (zh) | 一种电池组管理系统 | |
| CN104991154A (zh) | 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 | |
| CN204144974U (zh) | 锂电池的保护及逆变系统 | |
| CN204794291U (zh) | 一种电池管理系统的动态均衡电路 | |
| CN103353569A (zh) | 一种继电器连接状态检测装置 | |
| CN103558462B (zh) | 检测电池管理系统的装置和方法 | |
| CN104917225B (zh) | 一种超级电容单体主动均衡系统 | |
| CN205027882U (zh) | 单体电池的电压诊断采集系统 | |
| CN205049649U (zh) | 单体电池的电压采集系统 | |
| CN102967788B (zh) | 一种电池断线检测电路及其检测方法 | |
| CN204945236U (zh) | 单体电池的电压检测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 230601 Anhui Province, Hefei City Industrial Park, the Peach Blossom Road No. 669 Patentee after: Anhui Jianghuai Automobile Group Limited by Share Ltd Address before: 230601 Anhui Province, Hefei City Industrial Park, the Peach Blossom Road No. 669 Patentee before: Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160224 Termination date: 20191010 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |