CN213262026U - 动力电池组电压监测电路及电动车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种动力电池组电压监测电路及电动车，所述电路包括单体电池电压监测模块、微控制单元以及通讯模块；单体电池电压监测模块的输入端与动力电池组连接，输出端与微控制单元连接，电源端还与动力电池组连接；微控制单元还与通讯模块连接；动力电池组用于为单体电池电压监测模块进行供电；单体电池电压监测模块用于检测动力电池组的每个电池的输出电压，并发送至微控制单元；微控制单元用于将获取到的每个电池的输出电压通过通讯模块传输至总控模块。本实用新型中单体电池电压监测模块利用动力电池组供电以监测得到每个电池的电压数据，并根据电压数据判断电池的工作状态是否发生异常，从而提升电池组运行时的安全性和稳定性。

Description

动力电池组电压监测电路及电动车
技术领域
本实用新型涉及电池领域，尤其涉及动力电池组电压监测电路及电动车。
背景技术
目前，随着电池技术的不断发展，电动车成为一种发展趋势，其中，电动车通常包括电动自行车和电动汽车，电动车上通常设置有动力电池组作为电动车的驱动力来源。
为了能够实时、准确地确定电动车的动力电池组的工作状态，需要对电池组中各个电池的输出电压进行实时监测，从而实现电池组的有效管理，并能够在监测到电池组发生异常时及时向用户进行提醒，而现有的对各个电池的输出电压进行监测的方式中，在监测设备所需的工作电压与电动车内的其他模块的工作电压不相同时，还需要额外设置监测设备的电压转换电路，以提供监测设备的工作电压。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种动力电池组电压监测电路及电动车，旨在解决需要额外设置电压转换电路为监测设备进行供电的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种动力电池组电压监测电路，包括单体电池电压监测模块、微控制单元以及通讯模块；
所述单体电池电压监测模块的输入端与动力电池组连接，所述单体电池电压监测模块的输出端与所述微控制单元连接，所述微控制单元还与所述通讯模块连接，所述单体电池电压监测模块的电源端还与所述动力电池组连接；
所述动力电池组，用于为所述单体电池电压监测模块进行供电；
所述单体电池电压监测模块，用于检测所述动力电池组的每个电池的输出电压，并发送至所述微控制单元；
所述微控制单元，用于将获取到的每个电池的输出电压通过所述通讯模块传输至总控模块。
可选地，所述单体电池电压监测模块包括单体电压采集芯片，所述单体电压采集芯片具有多个电压采集引脚；
所述单体电压采集芯片的正极引脚与所述动力电池组的正极连接，所述单体电压采集芯片的负极引脚与所述动力电池组的负极连接，所述单体电压采集芯片的多个电压采集引脚分别与所述动力电池组的每个电池的正极连接，所述单体电压采集芯片的信号输出引脚与所述微控制单元连接。
可选地，所述单体电池电压监测模块还包括多个滤波电路；
所述单体电压采集芯片的正极引脚通过滤波电路与所述动力电池组的正极连接，所述单体电压采集芯片的每个电压采集引脚分别通过对应的滤波电路与所述动力电池组中对应的电池的正极连接。
可选地，所述单体电压采集芯片为LTC6811-2型电池监测芯片。
可选地，所述动力电池组电压监测电路还包括隔离模块，所述单体电池电压监测模块的输出端与所述隔离模块的输入端连接，所述隔离模块的输出端与所述微控制单元的信号输入端连接；
所述隔离模块，用于隔离所述单体电池电压监测模块和所述微控制单元。
可选地，所述隔离模块为ADUM3401型数字隔离器。
可选地，所述单体电池电压监测模块的输出端通过SPI总线与所述隔离模块的输入端连接。
可选地，所述通讯模块为TJA1050型总线芯片，所述通讯模块通过CAN总线与电动车的总控模块连接。
可选地，所述动力电池组电压监测电路还包括复位模块，所述复位模块与所述微控制单元连接；
所述复位模块，用于在接收用户触发时向所述微控制单元发送复位信号。
此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电动车，所述电动车包括动力电池组以及与所述动力电池组连接的动力电池组电压监测电路，所述动力电池组电压监测电路被配置为如上所述的动力电池组电压监测电路。
本实用新型通过设置单体电池电压监测模块，能够对由多个电池串联而成的动力电池组进行电压监测，从而检测得到每个电池的输出电压数据。单体电池电压监测模块能够直接由动力电池组进行供电，不需要设置额外的电压转换电路为单体电池电压监测模块生成工作电压。微控制单元在接收到检测得到的每个电池的输出电压数据后，可以发送给电动车的总控模块，以使总控模块分析得到每个电池的工作状态，并在动力电池组中存在有电池的工作状态发生异常时向用户进行提示，以避免动力电池组因电池工作异常而发生损坏，提升电动车动力电池组运行时的安全性和稳定性，还能够降低额外电压转换电路的制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型动力电池组电压监测电路一实施例的模块示意图；
图2为图1实施例中单体电池电压监测模块和动力电池组的电路结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提供一种动力电池组电压监测电路，应用于电动车中，该电动车可以为电动自行车，电动车内设置有动力电池组。
参见图1，在一实施例中，动力电池组电压监测电路包括单体电池电压监测模块10、微控制单元20以及通讯模块30。单体电池电压监测模块10的输入端与动力电池组40连接，单体电池电压监测模块10的输出端与微控制单元20连接，微控制单元20还与通讯模块30连接，单体电池电压监测模块10的电源端还与动力电池组40连接。
动力电池组40为多个动力电池串联而成，单体电池电压监测模块10的电源端能够直接从动力电池组40取电以进行供电，不需要为单体电池电压监测模块10设置额外的电压转换模块。
单体电池电压监测模块10可以对动力电池组40中的每个电池的输出电压进行单独检测，并将检测到的每个电池的输出电压数据发送至微控制单元20。微控制单元20在接收到每个电池的输出电压数据后，可以通过通讯模块30输出至电动车的总控模块50，以使电动车的总控模块50根据各个电池的输出电压数据确定电池的当前工作状态是否发生异常。
在本实施例中，通过设置单体电池电压监测模块10，能够对由多个电池串联而成的动力电池组40进行电压监测，从而检测得到每个电池的输出电压数据。单体电池电压监测模块10能够直接由动力电池组40进行供电，不需要设置额外的电压转换电路为单体电池电压监测模块10生成工作电压。微控制单元20在接收到检测得到的每个电池的输出电压数据后，可以发送给电动车的总控模块50，以使总控模块50分析得到每个电池的工作状态，并在动力电池组40中存在有电池的工作状态发生异常时向用户进行提示，以避免动力电池组40因电池工作异常而发生损坏，提升电动车动力电池组40运行时的安全性和稳定性，还能够降低额外电压转换电路的制造成本。
一并参见图1和图2，上述单体电池电压监测模块10可以包括单体电压采集芯片U1，其中单体电压采集芯片U1具有多个电压采集引脚。单体电压采集芯片U1的正极引脚与动力电池组40的正极连接，单体电压采集芯片U1的负极引脚与动力电池组40的负极连接，单体电压采集芯片U1的多个电压采集引脚分别与动力电池组40的每个电池的正极连接，单体电压采集芯片U1的信号输出引脚与微控制单元20连接。
单体电压采集芯片U1的正极和负极分别与动力电池组40的正极和负极连接，即动力电池组40的输出总电压能够作为供电电压为单体电压采集芯片U1进行供电。单体电压采集芯片U1的每个电压采集引脚均与动力电池组40中的对应电池的正极连接。通过多个电压采集引脚即可采集得到动力电池组40中的每个电池的输出电压数据，并将采集得到的每个电池的输出电压数据发送给微控制单元20。
进一步地，上述单体电池电压监测模块10还可以包括多个滤波电路60。其中，单体电压采集芯片U1的正极引脚可以通过滤波电路60与动力电池组40的正极连接，单体电压采集芯片U1的每个电压采集引脚分别通过对应的滤波电路60与动力电池组40中对应的电池的正极连接。即，滤波电路60的数量与单体电压采集芯片U1中正极引脚和电压采集引脚的数量相对应。滤波电路60可以为RC低通滤波器，对直流电压信号中的高频交流噪音信号进行过滤。可以理解的是，RC低通滤波器中电阻可取100欧姆，电容可取0.1微法。
可以理解的是，上述单体电压采集芯片U1可以为LTC6811-2型电池监测芯片，LTC6811-2型电池监测芯片具有12个电压采集引脚，可以对动力电池组40中最多12个单体电池进行电压检测。动力电池可以为三元锂电池。LTC6811-2型电池监测芯片的额定工作电压为48V，三元锂电池的单体额定输出电压为3.7V，12个单体电池串联形成的动力电池组40的输出总电压为44.4V，即，动力电池组40可以通过输出总电压为LTC6811-2型电池监测芯片进行供电。相比于现有技术中对车载电源输出的12V直流电压进行升压处理为单体电压采集芯片U1进行供电的方式，采用动力电池组40进行供电的方式能够降低对车载电源的功率要求，还能降低升压转换电路的制造成本。
进一步地，上述动力电池组电压监测电路还可以包括隔离模块70，单体电池电压监测模块10的输出端与隔离模块70的输入端连接，隔离模块70的输出端与微控制单元20的信号输入端连接。由于单体电池电压监测模块10的工作电压较高，微控制单元20的工作电压较低，通过隔离模块70能够对单体电池电压监测模块10和微控制单元20进行电气隔离，避免较高电压输入微控制单元20而导致芯片损坏。可以理解的是，单体电池电压监测模块10的输出端可以通过SPI总线与隔离模块70的输入端连接，从而在单体电池电压监测模块10和微控制单元20的电气隔离的基础上，在单体电池电压监测模块10和微控制单元20之间实现电压数据的数据传输。其中，隔离模块70可以为ADUM3401型数字隔离器。
进一步地，上述通讯模块30可以为TJA1050型总线芯片，通讯模块30可以通过CAN总线与电动车的总控模块50连接。通过将通讯模块30接入电动车原有的CAN总线，即可实现通讯模块30与电动车总控模块50的通讯连接，从而将获取到的每个电池的输出电压数据快速、稳定地传输至总控模块50，以使总控模块50能够根据每个电池的输出电压数据确定电池的工作状态。
进一步地，上述电池电压监测电路还可以包括与微控制单元20连接的复位模块80。复位模块80上设置有复位按键，用户在触发复位按键时，复位模块80能够向微控制单元20发送复位信号，微控制单元20在接收到该复位信号时可以重新恢复至初始状态。即用户可以在电压监测功能发生异常时，通过复位操作保障监测电路能够正常运行工作。
本实用新型还提供一种电动车，该电动车包括动力电池组40以及与所述动力电池组40连接的动力电池组电压监测电路，该动力电池组电压监测电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的电动车采用了上述动力电池组电压监测电路的技术方案，因此该电动车具有上述动力电池组电压监测电路所有的有益效果。
以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池组电压监测电路，其特征在于，包括单体电池电压监测模块、微控制单元以及通讯模块；
所述单体电池电压监测模块的输入端与动力电池组连接，所述单体电池电压监测模块的输出端与所述微控制单元连接，所述微控制单元还与所述通讯模块连接，所述单体电池电压监测模块的电源端还与所述动力电池组连接；
所述动力电池组，用于为所述单体电池电压监测模块进行供电；
所述单体电池电压监测模块，用于检测所述动力电池组的每个电池的输出电压，并发送至所述微控制单元；
所述微控制单元，用于将获取到的每个电池的输出电压通过所述通讯模块传输至总控模块。
2.如权利要求1所述的动力电池组电压监测电路，其特征在于，所述单体电池电压监测模块包括单体电压采集芯片，所述单体电压采集芯片具有多个电压采集引脚；
所述单体电压采集芯片的正极引脚与所述动力电池组的正极连接，所述单体电压采集芯片的负极引脚与所述动力电池组的负极连接，所述单体电压采集芯片的多个电压采集引脚分别与所述动力电池组的每个电池的正极连接，所述单体电压采集芯片的信号输出引脚与所述微控制单元连接。
3.如权利要求2所述的动力电池组电压监测电路，其特征在于，所述单体电池电压监测模块还包括多个滤波电路；
所述单体电压采集芯片的正极引脚通过滤波电路与所述动力电池组的正极连接，所述单体电压采集芯片的每个电压采集引脚分别通过对应的滤波电路与所述动力电池组中对应的电池的正极连接。
4.如权利要求2所述的动力电池组电压监测电路，其特征在于，所述单体电压采集芯片为LTC6811-2型电池监测芯片。
5.如权利要求1所述的动力电池组电压监测电路，其特征在于，所述动力电池组电压监测电路还包括隔离模块，所述单体电池电压监测模块的输出端与所述隔离模块的输入端连接，所述隔离模块的输出端与所述微控制单元的信号输入端连接；
所述隔离模块，用于隔离所述单体电池电压监测模块和所述微控制单元。
6.如权利要求5所述的动力电池组电压监测电路，其特征在于，所述隔离模块为ADUM3401型数字隔离器。
7.如权利要求5所述的动力电池组电压监测电路，其特征在于，所述单体电池电压监测模块的输出端通过SPI总线与所述隔离模块的输入端连接。
8.如权利要求1所述的动力电池组电压监测电路，其特征在于，所述通讯模块为TJA1050型总线芯片，所述通讯模块通过CAN总线与电动车的总控模块连接。
9.如权利要求1所述的动力电池组电压监测电路，其特征在于，所述动力电池组电压监测电路还包括复位模块，所述复位模块与所述微控制单元连接；
所述复位模块，用于在接收用户触发时向所述微控制单元发送复位信号。
10.一种电动车，其特征在于，所述电动车包括动力电池组以及与所述动力电池组连接的动力电池组电压监测电路，所述动力电池组电压监测电路被配置为如权利要求1～9任一项所述的动力电池组电压监测电路。
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