專利名稱：汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路。
背景技術(shù)：
一些由多節(jié)電池串聯(lián)，而又需要高精度采集單體電池電壓，對電池進(jìn)行保護(hù)的系統(tǒng)，尤 其是電動汽車的鋰離子蓄電池系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)等，需要能清晰的知道串聯(lián)電池組系統(tǒng)中 的每節(jié)單體電池電壓。故需要一套相應(yīng)的高精度的測量系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路，適用 于一些由多節(jié)電池串聯(lián)，而又需要高精度采集單體電池電壓，對電池進(jìn)行保護(hù)的系統(tǒng)。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案
本發(fā)明公開了一種汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路，其特征在于 包括光藕繼電器開關(guān)電路、精密電流源采樣電路、數(shù)據(jù)采集電路、模擬轉(zhuǎn)換電路以及控制電 路；
被測試多節(jié)串聯(lián)電池組的各節(jié)電池的正極分別經(jīng)過光藕繼電器開關(guān)電路的相應(yīng)光藕繼電 器開關(guān)后連接精密電流源采樣電路，采樣電路的采樣信號輸出至數(shù)據(jù)釆集電路后，再經(jīng)過模 擬轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后輸出至控制電路；
所述的光藕繼電器開關(guān)電路由控制電路控制。
所述的采樣電路由多路采樣通道構(gòu)成，除第一節(jié)電池的采樣通道由分壓電阻和取樣電阻 串聯(lián)而成外，其他各節(jié)電池的采樣通道分別由精密電流源和取樣電阻串聯(lián)而成。 所述的控制電路采用MCU芯片。 所述的數(shù)據(jù)采集電路采用跟隨電路。
本發(fā)明實現(xiàn)了多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓高精度測量，通過人機交付界面，能 夠清晰的知道串聯(lián)電池組系統(tǒng)中的每節(jié)單體電池電壓；利用光電隔離器件，實現(xiàn)了測量時僅 短時引入測量系統(tǒng)的內(nèi)阻加載在被測量的多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)上，不測量時，通過切斷光電 隔離器件，實現(xiàn)并保證了電池組系統(tǒng)低功耗的功能；而采用高精度電流源傳遞單體蓄電池電 壓的方式，實現(xiàn)了同時對每節(jié)單體電池電壓進(jìn)行測量，保證了同時性采集的功能；適用于有多節(jié)電池串聯(lián)，而又需要高精度采集單體電池電壓，對電池進(jìn)行保護(hù)的系統(tǒng)；尤其是電動汽 車的鋰離子蓄電池系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)等。


圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖2是精密電流源的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
一種汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路，如圖1所示。被測試多節(jié)串 聯(lián)電池組系統(tǒng)與測量電路通過N+1根線相連接，分別是第一節(jié)電池負(fù)極Gnd，第一節(jié)電池正極 VB1，第二節(jié)電池正極VB2，第n-l節(jié)電池正極VB(n-1)，第n節(jié)電池正極VB(n);測試系統(tǒng)主 要包括光藕繼電器開關(guān)電路、精密電流源采樣電路、數(shù)據(jù)采集電路(跟隨電路)、模擬轉(zhuǎn)換 電路以及MCU控制電路。
該電路實現(xiàn)方法如下
1. 在通常狀態(tài)下，MCU控制光藕繼電器開光網(wǎng)絡(luò)處于關(guān)閉狀態(tài)，整個測試系統(tǒng)與被測試 多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)無關(guān)，不消耗電池的能量。
2. 在測試狀態(tài)下，MCU先控制所有的光藕繼電器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)處于導(dǎo)通狀態(tài)；
3. 在延時一定時間，確認(rèn)光藕繼電器網(wǎng)絡(luò)處于完全導(dǎo)通狀態(tài)后，通過精密電流源電路將
每節(jié)單體電池的電壓轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的電流；除第一節(jié)電池電壓較低，可以直接采用0.1%的高精
度電阻分壓采樣外，其他N-l節(jié)電池通過精密電流源內(nèi)置電阻值為R的0. 1%高精度電阻進(jìn)行
電流傳遞，傳遞后的電流為 I2= (VB2-VB,) / R2
L=(VBW- VB( —d) / R( );
再通過與串聯(lián)蓄電池組第一節(jié)電池負(fù)極Gnd相連的取樣電阻，R^R，R2二 ，eR(『^R(n尸0. 5R， 將每節(jié)電池的單體電壓傳遞到跟隨電路；
44. 通過跟隨電路穩(wěn)定電壓后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得到多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的各單體電池電
壓；
5. 測量完成后，關(guān)閉光藕繼電器開光網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)低功耗。 如圖2所示精密電流源的實現(xiàn)電路。可以看出 I2=(VB2-VB1) / R ;
VC2=I2*R2 :
通過測量VC2達(dá)到采集第二節(jié)單體電池電壓的目的。
權(quán)利要求
1、汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路，其特征在于包括光藕繼電器開關(guān)電路、精密電流源采樣電路、數(shù)據(jù)采集電路、模擬轉(zhuǎn)換電路以及控制電路；被測試多節(jié)串聯(lián)電池組的各節(jié)電池的正極分別經(jīng)過光藕繼電器開關(guān)電路的相應(yīng)光藕繼電器開關(guān)后連接精密電流源采樣電路，采樣電路的采樣信號輸出至數(shù)據(jù)采集電路后，再經(jīng)過模擬轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后輸出至控制電路；所述的光藕繼電器開關(guān)電路由控制電路控制。
2、 按權(quán)利要求l所述的汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路，其特征在于所述的釆樣電路由多路采樣通道構(gòu)成，除第一節(jié)電池的采樣通道由分壓電阻和取樣電阻串聯(lián)而成外，其他各節(jié)電池的采樣通道分別由精密電流源和取樣電阻串聯(lián)而成。
3、 按權(quán)利要求l所述的汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路，其特征在于所述的控制電路采用MCU芯片。
4、 按權(quán)利要求l所述的汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集電路采用跟隨電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車用多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓測量電路，主要包括光藕繼電器開關(guān)電路、精密電流源采樣電路、數(shù)據(jù)采集電路、模擬轉(zhuǎn)換電路以及控制電路；實現(xiàn)了多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)的單體電池電壓高精度測量，通過人機交互界面，能夠清晰的知道串聯(lián)電池組系統(tǒng)中的每節(jié)單體電池電壓；利用光電隔離器件，實現(xiàn)了僅測量時短時引入測量系統(tǒng)的內(nèi)阻加載在被測量的多節(jié)串聯(lián)電池組系統(tǒng)上，功耗低；而采用高精度電流源傳遞單體蓄電池電壓的方式，實現(xiàn)了同時對每節(jié)單體電池電壓進(jìn)行測量，保證了采集的同時性；適用于有多節(jié)電池串聯(lián)，而又需要高精度采集單體電池電壓，對電池進(jìn)行保護(hù)的系統(tǒng)；尤其是電動汽車的鋰離子蓄電池系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)等。
文檔編號G01R31/36GK101603981SQ200810038790
公開日2009年12月16日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者張文斌, 樊曉松, 潘 王 申請人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司