CN205453220U - 一种电池管理系统 - Google Patents

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张孝俊
范习浩
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Abstract

本实用新型公开了一种电池管理系统，其特征在于：包括若干个光耦MOS单元，一组串联待测电池，一差分电路以及一模数转换电路，每一个所述光耦MOS单元的电压输入端并接于一所述待测电池正负极两端，所述光耦MOS单元的控制端接入导通电压，所述光耦MOS单元的输出端与所述差分电路连接，所述差分电路的输出端与所述模数转换电路连接，其输出信号接入一单片机内。本实用新型利用光耦和普通MOS管，通过电路组合模拟继电器功能，通过检测电路获得电池电压，实现对电池电压低成本、高精度的检测，以及均衡的电池充电。

Description

一种电池管理系统
技术领域
本实用新型涉及一种锂电池技术，尤其涉及一种电池管理系统。
背景技术
锂电池在电动车，储能系统中的应用越来越广泛。由于锂电池的单节电压较低，通常需要串联多节后，在电池管理系统控制下使用，电池电压检测是电池管理系统的重要功能之一。
目前电池电压检测电路有下面几种方式:
1采用电阻分压检测。这种方式的缺点是精度不高，在要求较高的场合无法使用；
2采用继电器隔离，差分检测。这种方式的缺点是继电器功耗较大，同时继电器的开合寿命有限，且不耐振动，使得电池管理系统应用场合受限；
3采用光继电器隔离，差分检测。这种方式克服了继电器隔离的缺点，但是成本较高。
另外，由于多节电池串联使用，长期使用后会出现电量不一致即不均衡现象，目前常用电阻放电均衡或DC/DC充电器对单节电池充电的方式解决，但两种方式均存功耗大，发热量高的缺点，使用场合受限。
发明内容
本实用新型目的是提供一种电池管理系统，通过对电路的改良，既具有良好的检测精度、能耗低，且可大大降低成本，延长使用寿命。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电池管理系统，包括若干个光耦MOS单元，一组串联待测电池，一差分电路以及一模数转换电路，每一个所述光耦MOS单元的电压输入端并接于一所述待测电池正负极两端，所述光耦MOS单元的控制端接入导通电压，所述光耦MOS单元的输出端与所述差分电路连接，所述差分电路的输出端与所述模数转换电路连接，其输出信号接入一单片机内。
上述技术方案中，所述光耦MOS单元包括一光耦合器及第一、第二两个MOS晶体管，所述光耦合器输入端接入所述导通电压，输出端与所述第一、第二MOS晶体管的栅极连接，电压端与该光耦MOS单元对应的所述待测电池正极连接；所述第一、第二MOS晶体管的漏极相连，其中所述第一MOS晶体管的源极与该光耦MOS单元对应的所述待测电池负极连接，所述第二MOS晶体管的源极与所述差分电路连接，所述第一、第二MOS晶体管的漏极与栅极之间并接有反馈电阻。
进一步的技术方案是，所述第一、第二MOS晶体管的漏极与源极之间分别并接有一稳压二极管。
上述技术方案中，还包括一DC/DC充电器，该DC/DC充电器并接于所述光耦MOS单元的输出端上，所述DC/DC充电器的驱动端与所述单片机控制端连接。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点：
1、本实用新型利用光耦合器和MOS管组合电路模拟继电器功能，控制光耦的通断，使得MOS对管开通和关闭，将电压信号送至后级电路，实现电池电压检测，大大降低了电池管理系统电池电压检测电路的成本，且检测精度高，功耗小；
2、在光耦MOS单元的输出端上并接DC/DC充电器，通过控制光耦的通断，使得MOS对管开通和关闭，实现低成本、高效率地均衡充电。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的电路结构图；
图2是本实用新型实施例一中单个光耦MOS单元电路结构图。
其中：1、光耦合器；2、第一MOS晶体管；3、第二MOS晶体管；4、电池；5、光耦MOS单元；6、差分电路；7、模数转换电路；8、DC/DC充电器；9、单片机。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：参见图1～2所示，一种电池管理系统，包括若干个光耦MOS单元5，一组串联待测电池4，一差分电路6以及一模数转换电路7，每一个所述光耦MOS单元5的电压输入端并接于一所述待测电池正负极两端，所述光耦MOS单元5的控制端接入导通电压，所述光耦MOS单元5的输出端与所述差分电路6连接，所述差分电路6的输出端与所述模数转换电路7连接，其输出信号接入一单片机9内。
如图2所示，所述光耦MOS单元5包括一光耦合器(OC)1及第一MOS晶体管2、第二MOS晶体管3，所述光耦合器1输入端G+，G-接入所述导通电压，输出端与所述第一、第二MOS晶体管的栅极连接，电压端与该光耦MOS单元5对应的所述待测电池4正极连接；所述第一、第二MOS晶体管的漏极相连，其中所述第一MOS晶体管2的源极与该光耦MOS单元5对应的所述待测电池负极连接，所述第二MOS晶体管3的源极与所述差分电路6连接，所述第一、第二MOS晶体管的漏极与栅极之间并接有反馈电阻R2，所述第一、第二MOS晶体管的漏极与源极之间分别并接有一稳压二极管Q1、Q2。
当对光耦合器1输入端G+，G-施加导通电压时，光耦合器1导通，DV端的电压施加到第一MOS晶体管2的栅极，如DV电压高于Vi且达到第一MOS晶体管2开启电压，则第一MOS晶体管2导通，使第二MOS管3的栅极电压等同于Vi，第二MOS晶体管3也导通，最终使Vi和Vo导通；当光耦合器1输入端G+，G-无电压时，由于电阻R2的存在，使得第一、第二MOS晶体管的栅极和漏极电压相等，第一、第二MOS晶体管将截止，切断Vi和Vo。
结合图1所示，每个光耦MOS单元5的DV端连接到对应电池4正极，Vi端连接到对应电池4的负极，确保DV电压高于Vi电压。当对G1和G2施加电压时，PhotoMOS1和PhotoMOS2单元将导通，CELL1的负极同PhotoMOS1Vo连通，CELL1的正极同PhotoMOS2Vo连通，差分放大电路6将此电压信号放大调整处理后送入模数转换电路7，模数转换电路7将模拟量转换为数字量送入单片机9，得到CELL1的电压。转换完毕后移除G1和G2上的电压，PhotoMOS1和PhotoMOS2将切断，其Vo端的电压为0。以此类推，当需要检测某节电池4电压时，启动对应的光耦MOS单元，使得对应电池4连接到差分放大电路6即可。
当需要对某节电池4充电时，启动对应的光耦MOS单元5，使得电池4和DC/DC充电器8连通，由单片机9输出控制信号，驱动DC/DC充电器8向电池4充电。

Claims (4)

1.一种电池管理系统，其特征在于：包括若干个光耦MOS单元，一组串联待测电池，一差分电路以及一模数转换电路，每一个所述光耦MOS单元的电压输入端并接于一所述待测电池正负极两端，所述光耦MOS单元的控制端接入导通电压，所述光耦MOS单元的输出端与所述差分电路连接，所述差分电路的输出端与所述模数转换电路连接，其输出信号接入一单片机内。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：所述光耦MOS单元包括一光耦合器及第一、第二两个MOS晶体管，所述光耦合器输入端接入所述导通电压，输出端与所述第一、第二MOS晶体管的栅极连接，电压端与该光耦MOS单元对应的所述待测电池正极连接；所述第一、第二MOS晶体管的漏极相连，其中所述第一MOS晶体管的源极与该光耦MOS单元对应的所述待测电池负极连接，所述第二MOS晶体管的源极与所述差分电路连接，所述第一、第二MOS晶体管的漏极与栅极之间并接有反馈电阻。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于：所述第一、第二MOS晶体管的漏极与源极之间分别并接有一稳压二极管。
4.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：还包括一DC/DC充电器，该DC/DC充电器并接于所述光耦MOS单元的输出端上，所述DC/DC充电器的驱动端与所述单片机控制端连接。
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