CN214013887U - 一种电池工作电流检测电路及bms控制板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池工作电流检测电路及BMS控制板，包括：用于连接充电电池组的电池连接端；用于切换充电电池组为充电状态或放电状态的充放电工作电路；连接电池连接端和充放电工作电路，用于获取取样电流的电流取样电路；连接电流取样电路，用于接收取样电流并输出第一电平信号的第一电流积分电路；连接电流取样电路，用于接收取样电流并输出第二电平信号的第二电流积分电路；连接第一电流积分电路和第二电流积分电路、被配置为接收到第一电平信号和第二电平信号时分别输出充电电池组的放电电流值和充电电流值的通信控制电路。实施本实用新型线路简单，成本低廉。

Description

一种电池工作电流检测电路及BMS控制板

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，更具体地说，涉及一种电池工作电流检测电路及BMS控制板。

背景技术

市面上现有的锂电池保护板存在两种：一种是锂电池保护板硬件板，常用接口为同口，同口即充电、放电为同个接口，其保护板自身无法判断是在充电还是在放电的，自然无法计算电流；另一种是锂电池保护板软件板，需要专门的能计算电流的软件保护板芯片，计算充电、放电电流，电路复杂，价格相对贵，性价比相对低。电池运营方，如果需要知道电池的充电、放电工作状态以及其对应的电流大小，进而统计计算充电电量、放电电量来判断电芯优劣，就只能选用价格昂贵的锂电池软件保护板，由于锂电池软件保护价格高，导致增加的成本较大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分技术缺陷，提供一种电池工作电流检测电路及BMS控制板。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电池工作电流检测电路，包括：用于连接充电电池组的电池连接端；用于切换所述充电电池组为充电状态或放电状态的充放电工作电路；

连接所述电池连接端和所述充放电工作电路，用于在所述充放电工作电路工作时对所述电池连接端进行电流取样以获取取样电流的电流取样电路；

连接所述电流取样电路，用于接收所述取样电流并输出第一电平信号的第一电流积分电路；

连接所述电流取样电路，用于接收所述取样电流并输出第二电平信号的第二电流积分电路；

连接所述第一电流积分电路和所述第二电流积分电路、被配置为接收到所述第一电平信号时输出所述充电电池组的放电电流值、在接收到所述第二电平信号时输出所述充电电池组的充电电流值的通信控制电路。

优选地，所述电流取样电路包括若干电阻，所述若干电阻并联连接后的第一端连接所述电池连接端的负极、第二端分别连接所述充放电工作电路、所述第一电流积分电路和所述第二电流积分电路。

优选地，所述若干电阻包括电阻R266、电阻R267和电阻R268；所述电阻R266、电阻R267和电阻R268并联连接后第一端连接所述电池连接端的负极、第二端分别连接所述充放电工作电路、所述第一电流积分电路和所述第二电流积分电路。

优选地，所述第一电流积分电路包括第一运放U31-B、电阻R254、电阻R248、电阻R257、电阻R276、电阻R277、电容C104、电容C111和电容C109；

所述第一运放U31-B的同向输入端经所述电阻R248连接所述电流取样电路，所述第一运放U31-B的同向输入端经所述电容C104连接所述第一运放U31-B的反向输入端，所述第一运放U31-B的反向输入端经所述电阻R254接地，所述第一运放U31-B的反向输入端还经所述电阻R257连接所述第一运放U31-B的输出端，所述第一运放U31-B的输出端连接所述电阻R276的第一端，所述电阻R276的第二端连接所述通信控制电路，所述电阻R276的第二端还经并联连接的所述电容C109和所述电阻R277接地，所述第一运放U31-B的输出端还经所述电容C111接地。

优选地，所述第二电流积分电路包括第二运放U31-A、电阻R243、电阻R250、电阻R251、电阻R271、电阻R275、电容C3、电容C110和电容C127；

所述第二运放U31-A的反向输入端经所述电阻R243连接所述电流取样电路，所述第二运放U31-A的反向输入端经所述电容C3连接所述第二运放U31-A的同向输入端，所述第二运放U31-A的同向输入端经所述电阻R250接地，所述第二运放U31-A的反向输入端还经所述电阻R251连接所述第二运放U31-A的输出端，所述第二运放U31-A的输出端连接所述电阻R271的第一端，所述电阻R271的第二端连接所述通信控制电路，所述电阻R271的第二端还经并联连接的所述电阻R275和所述电容C127接地，所述第二运放U31-A的输出端还经所述电容C110接地。

优选地，所述第一运放U31-B和所述第二运放U31-A采用一集成芯片。

优选地，所述通信控制电路包括通信芯片U1，所述电阻R276的第二端连接所述通信芯片U1的第九管脚，所述电阻R271的第二端连接所述通信芯片U1的第八管脚。

优选地，所述充放电工作电路包括功率管Q24、功率管Q25、电容C100、电容C103、电容C101和电容C102；

所述功率管Q24的第三端连接所述电流取样电路，所述功率管Q24的第第三端经串联连接的所述电容C102和电容C103连接所述功率管Q24的第二端，所述功率管Q24的第一端用于输入一第一电平信号，所述功率管Q24的第二端还连接所述功率管Q25的第二端，所述功率管Q25的第二端还经串联连接的所述电容C103和所述电容C100连接所述功率管Q25的第三端，所述功率管Q25的第三端用于连接负载或充电电源，所述功率管Q25的第一端用于输入一第二电平信号。

本实用新型还构造一种BMS控制板，包括如上面任意一项所述的电池工作电流检测电路。

实施本实用新型的一种电池工作电流检测电路及BMS控制板，具有以下有益效果：无需增加专门的电流数据采集芯片，线路简单，成本低廉。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种电池工作电流检测电路一实施例的逻辑框图；

图2是本实用新型一种电池工作电流检测电路一实施例一实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，在本实用新型的一种电池工作电流检测电路第一实施例中，包括：用于连接充电电池组的电池连接端110；用于切换充电电池组为充电状态或放电状态的充放电工作电路160；连接电池连接端110和充放电工作电路160，用于在充放电工作电路160工作时对电池连接端110进行电流取样以获取取样电流的电流取样电路120；连接电流取样电路120，用于接收取样电流并输出第一电平信号的第一电流积分电路130；连接电流取样电路120，用于接收取样电流并输出第二电平信号的第二电流积分电路140；连接第一电流积分电路130和第二电流积分电路140、被配置为接收到第一电平信号时输出充电电池组的放电电流值、在接收到第二电平信号时输出充电电池组的充电电流值的通信控制电路150。具体的，在电池连接端110和充放电工作电路160之间设置电流取样电路120，当在充放电工作电路160切换为充电状态或者放电状态时，可以通过电流取样电路120获取电池组的充电电流或放电电流对应的取样电流，该取样电流经过分别经第一电流积分电路130和第二电流积分电路140处理。其中，当电池组为放电状态时，电流取样电路120获取的取样电流为一个反向电流，该反向电流经第一电流积分电路130处理后在第一电流积分电路130的输出端输出第一电平信号，而第二电流积分电路140对该反向电流不进行处理，即第二电流积分电路140的输出端无对应的电平信号输出。通信控制电路150在接收到第一电平信号后其会对第一电平信号进行处理以得到其对应的电流值，同时其电流值对应为充电电池组的放电电流。当电池组为充电状态时，电流取样电路120获取的取样电流为一个正向电路，该正向电流经第二电流积分电路140处理后在第二电流积分电路140的输出端输出第二电平信号，而第一电流积分电路130对该正向电流不进行处理，即第一电流积分电路130的输出端无对应的电平信号输出。通信控制电路150在接收到第二电平信号后其会对第二电平信号进行处理以得到其对应的电流值，同时其电流值对应为充电电池组的充电电流。通信控制电路150在输出对应的充电电流值或放电电流值后，相关电路可以根据该充电电流值或放电电流值进行对应的动作，例如，可以根据充电电流值或放电电流值是否满足极限值而使充电电池组进入充电保护状态或放电保护状态。

如图2所示，在一实施例中，电流取样电路120包括若干电阻，若干电阻并联连接后的第一端连接电池连接端110的负极、第二端分别连接充放电工作电路160、第一电流积分电路130和第二电流积分电路140。具体的，电流取样电路120可以采用多个电阻并联，充电电流或放电电流流过该并联电阻后会在并联电阻的两端形成电压差。由于并联电阻的第一端连接电池连接端110的负极，该电池连接端110的负极也通常理解为接地。因此，当电池组为放电状态时，电流由电池组的正极输出，其经工作电路与电池组的负极形成回路，此时并联电阻的第二端的电压高于第一端的电压，即并联电阻的第一端和第二端之间形成的负电压差，由于第一端接地，此时第二端对应为一个正电压。其对应取样电流为反向电流。当电池组为充电状态时，充电电流由电池组的正极输入，其经电池组与电池组的负极形成回路，此时并联电池组的第一端的电压高于第二端的电压，即并联电阻的第一端和第二端之间形成正电压差，第一端接地，此时第二端对应为一个负电压，其对应的取样电流为正向电流。

可选的，若干电阻包括电阻R266、电阻R267和电阻R268；电阻R266、电阻R267和电阻R268并联连接后第一端连接电池连接端110的负极、第二端分别连接充放电工作电路160、第一电流积分电路130和第二电流积分电路140。具体的，电流取样电路120可以通过电阻R266、电阻R267和电阻R268三个电阻并联连接组成。

可选的，第一电流积分电路130包括第一运放U31-B、电阻R254、电阻R248、电阻R257、电阻R276、电阻R277、电容C104、电容C111和电容C109；第一运放U31-B的同向输入端经电阻R248连接电流取样电路120，第一运放U31-B的同向输入端经电容C104连接第一运放U31-B的反向输入端，第一运放U31-B的反向输入端经电阻R254接地，第一运放U31-B的反向输入端还经电阻R257连接第一运放U31-B的输出端，第一运放U31-B的输出端连接电阻R276的第一端，电阻R276的第二端连接通信控制电路150，电阻R276的第二端还经并联连接的电容C109和电阻R277接地，第一运放U31-B的输出端还经电容C111接地。具体的，第一积分电路可以通过第一运放U31-B及其外围电路组成，电流取样电路120对应的反向电流对一个的电压信号经第一运放U31-B的同向输入端输入，经第一运放U31-B处理后在第一运放U31-B的输出端输出对应的电压信号，并经电阻R276和电阻R277的分压后在电阻R276的第二端输出对应的第一电平信号。其中，R257是放大倍数反馈电阻。

可选的，第二电流积分电路140包括第二运放U31-A、电阻R243、电阻R250、电阻R251、电阻R271、电阻R275、电容C3、电容C110和电容C127；第二运放U31-A的反向输入端经电阻R243连接电流取样电路120，第二运放U31-A的反向输入端经电容C3连接第二运放U31-A的同向输入端，第二运放U31-A的同向输入端经电阻R250接地，第二运放U31-A的反向输入端还经电阻R251连接第二运放U31-A的输出端，第二运放U31-A的输出端连接电阻R271的第一端，电阻R271的第二端连接通信控制电路150，电阻R271的第二端还经并联连接的电阻R275和电容C127接地，第二运放U31-A的输出端还经电容C110接地。具体的，第二电流积分电路140可以通过第二运放U31-A及其外围电路组成，电流取样电路120对应的正向电流对应的电压信号经第二运放U31-A的反向输入端输入，经第二运放U31-A处理后在第二运放U31-A的输出端输出对应的电压信号，并经电阻R271和电阻R275的分压后在电阻R271的第二端输出对应第二电平信号。其中，R251是放大倍数反馈电阻。

可选的，第一运放U31-B和第二运放U31-A采用一集成芯片，具体的，第一运放U31-B和第二运放U31-A可以采用集成的运放芯片，常用的器件型号有LM358、NJM2904M等等。

可选的，通信控制电路150包括通信芯片U1，电阻R276的第二端连接通信芯片U1的第九管脚，电阻R271的第二端连接通信芯片U1的第八管脚。具体的，通信控制电路150可以采用通用的通信芯片，其通信芯片U1的器件型号为MT2503A、MT2503D、MT6261A、MT6261D、MT6261M中的任意一种。其通信芯片U1通过其内部ADC模块对第一电平信号和第二电平信号的电压值进行采样以分别得到电流值。

可选的，充放电工作电路160包括功率管Q24、功率管Q25、电容C100、电容C103、电容C101和电容C102；功率管Q24的第三端连接电流取样电路120，功率管Q24的第第三端经串联连接的电容C102和电容C103连接功率管Q24的第二端，功率管Q24的第一端用于输入一第一电平信号，功率管Q24的第二端还连接功率管Q25的第二端，功率管Q25的第二端还经串联连接的电容C103和电容C100连接功率管Q25的第三端，功率管Q25的第三端用于连接负载或充电电源，功率管Q25的第一端用于输入一第二电平信号。具体的，功率管Q24的第一端对应其栅极，其在接收第一电平信号为低电平时关断电池组的放电过程，功率管Q25的第一端对应为其栅极，该栅极在接收第二电平信号为低电平时关断电池组的充电过程，其通过第一电平信号和第二电平信号的高低配合，实现电池组的充电过程和放电过程。第一电平信号和第二电平信号可以通过电池内部的工作电路提供。

本实用新型的一种BMS控制板，包括如上面任意一项的电池工作电流检测电路。该BMS控制板可以通过上述的电池工作电流检测电路获取其充电电流或放电电路，以进行对应的控制。如，实现对对电池的充电保护或放电保护，获取对电池的异常情况上报。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种电池工作电流检测电路，其特征在于，包括：用于连接充电电池组的电池连接端；用于切换所述充电电池组为充电状态或放电状态的充放电工作电路；

连接所述电池连接端和所述充放电工作电路，用于在所述充放电工作电路工作时对所述电池连接端进行电流取样以获取取样电流的电流取样电路；

连接所述电流取样电路，用于接收所述取样电流并输出第一电平信号的第一电流积分电路；

连接所述电流取样电路，用于接收所述取样电流并输出第二电平信号的第二电流积分电路；

连接所述第一电流积分电路和所述第二电流积分电路、被配置为接收到所述第一电平信号时输出所述充电电池组的放电电流值、在接收到所述第二电平信号时输出所述充电电池组的充电电流值的通信控制电路。

2.根据权利要求1所述的电池工作电流检测电路，其特征在于，所述电流取样电路包括若干电阻，所述若干电阻并联连接后的第一端连接所述电池连接端的负极、第二端分别连接所述充放电工作电路、所述第一电流积分电路和所述第二电流积分电路。

3.根据权利要求2所述的电池工作电流检测电路，其特征在于，所述若干电阻包括电阻R266、电阻R267和电阻R268；所述电阻R266、电阻R267和电阻R268并联连接后第一端连接所述电池连接端的负极、第二端分别连接所述充放电工作电路、所述第一电流积分电路和所述第二电流积分电路。

4.根据权利要求1所述的电池工作电流检测电路，其特征在于，所述第一电流积分电路包括第一运放U31-B、电阻R254、电阻R248、电阻R257、电阻R276、电阻R277、电容C104、电容C111和电容C109；

所述第一运放U31-B的同向输入端经所述电阻R248连接所述电流取样电路，所述第一运放U31-B的同向输入端经所述电容C104连接所述第一运放U31-B的反向输入端，所述第一运放U31-B的反向输入端经所述电阻R254接地，所述第一运放U31-B的反向输入端还经所述电阻R257连接所述第一运放U31-B的输出端，所述第一运放U31-B的输出端连接所述电阻R276的第一端，所述电阻R276的第二端连接所述通信控制电路，所述电阻R276的第二端还经并联连接的所述电容C109和所述电阻R277接地，所述第一运放U31-B的输出端还经所述电容C111接地。

5.根据权利要求4所述的电池工作电流检测电路，其特征在于，所述第二电流积分电路包括第二运放U31-A、电阻R243、电阻R250、电阻R251、电阻R271、电阻R275、电容C3、电容C110和电容C127；

所述第二运放U31-A的反向输入端经所述电阻R243连接所述电流取样电路，所述第二运放U31-A的反向输入端经所述电容C3连接所述第二运放U31-A的同向输入端，所述第二运放U31-A的同向输入端经所述电阻R250接地，所述第二运放U31-A的反向输入端还经所述电阻R251连接所述第二运放U31-A的输出端，所述第二运放U31-A的输出端连接所述电阻R271的第一端，所述电阻R271的第二端连接所述通信控制电路，所述电阻R271的第二端还经并联连接的所述电阻R275和所述电容C127接地，所述第二运放U31-A的输出端还经所述电容C110接地。

6.根据权利要求5所述的电池工作电流检测电路，其特征在于，所述第一运放U31-B和所述第二运放U31-A采用一集成芯片。

7.根据权利要求5所述的电池工作电流检测电路，其特征在于，所述通信控制电路包括通信芯片U1，所述电阻R276的第二端连接所述通信芯片U1的第九管脚，所述电阻R271的第二端连接所述通信芯片U1的第八管脚。

8.根据权利要求1所述的电池工作电流检测电路，其特征在于，所述充放电工作电路包括功率管Q24、功率管Q25、电容C100、电容C103、电容C101和电容C102；

所述功率管Q24的第三端连接所述电流取样电路，所述功率管Q24的第第三端经串联连接的所述电容C102和电容C103连接所述功率管Q24的第二端，所述功率管Q24的第一端用于输入一第一电平信号，所述功率管Q24的第二端还连接所述功率管Q25的第二端，所述功率管Q25的第二端还经串联连接的所述电容C103和所述电容C100连接所述功率管Q25的第三端，所述功率管Q25的第三端用于连接负载或充电电源，所述功率管Q25的第一端用于输入一第二电平信号。

9.一种BMS控制板，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的电池工作电流检测电路。

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