電池電壓采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電池電壓采集系統(tǒng)，包括電池組，包括多個串聯(lián)的單體電池；選通單元，用于選通待檢測的單體電池；第一光耦，用于將待檢測電池電壓轉(zhuǎn)換為電流信號并輸出一對應的第一電壓信號；信號傳遞單元，用于將所述電壓信號傳遞給第二光耦；第二光耦，用于將傳遞來的所述第一電壓信號轉(zhuǎn)換為第二電壓信號；比例電路，用于將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為可測量電壓值。本實用新型提供的電壓采集系統(tǒng)能夠使得電池管理系統(tǒng)電壓采集更加安全、節(jié)能。
【專利說明】電池電壓采集系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電池電壓采集系統(tǒng)，特別涉及一種能夠具有電氣隔離的電動汽車用電池電壓采集系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，電動車以其節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點被廣泛地應用于人們的生活中。隨著鋰離子電池技術的發(fā)展，鋰離子電池越來越多地被用于電動車領域。而在電動車的應用中，需要將幾十甚至上百個單體電池進行串聯(lián)以達到所需的電壓。為了保證電池組的正常工作，需要對每個單體鋰離子電池進行安全實時管理和監(jiān)測。其中，電池組中單體電池電壓的檢測由于電池兩端共模電壓的存在，不能直接對電池電壓進行直接采集，而需要采用其他手段進行米集。
[0003]目前，經(jīng)常采用的技術手段是將單體電池的分別與一個差分運算放大器進行連接，從而將單體電池的電壓獨立出來進行采集，從而消除了共模電壓的影響。
[0004]但是，目前的電池電壓采集系統(tǒng)仍具有如下問題:
[0005]1.未進行電氣隔離，安全性較低。
[0006]2.電壓檢測時，漏電流損耗較大。
實用新型內(nèi)容
[0007]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種能夠進行。
[0008]為達到上述目的，本實用新型提供了一種電池電壓采集系統(tǒng)，包括:
[0009]電池組，包括多個串聯(lián)的單體電池；
[0010]選通單元，用于選通待檢測的單體電池；
[0011]第一光耦，用于將待檢測電池電壓轉(zhuǎn)換為電流信號并輸出一對應的第一電壓信號;
[0012]信號傳遞單元，用于將所述電壓信號傳遞給第二光耦；
[0013]第二光耦，用于將傳遞來的所述第一電壓信號轉(zhuǎn)換為第二電壓信號；
[0014]比例電路，用于將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為可測量電壓值。
[0015]其中，
[0016]所述信號傳遞單元為比較器；
[0017]所述比較器用于將所述第一光耦的第一電壓信號與第二光耦的第二電壓信號形成反饋比較電路，從而控制所述第一電壓和第二電壓值相等。
[0018]其中，
[0019]所述比例電路為一電壓跟隨電路。
[0020]本實用新型進一步提供了一種電池電壓采集系統(tǒng)，包括:
[0021]電池組，包括多個串聯(lián)的單體電池；
[0022]所述單體電池的正極通過一電阻連接至第一光耦的二極管的正極；[0023]所述第一光耦的三極管集電極通過分壓電阻與比較器的負向輸入端連接；
[0024]所述比較器的正向輸入端連接至第二光耦的三極管的集電極；
[0025]所述比較器的輸出端連接至第二光耦的二極管的正極；
[0026]所述第二光耦的二極管的負極通過電阻連接至比例運算放大器的正向輸入端。
[0027]本實用新型的電池電壓采集系統(tǒng)采用線性光耦作為隔離和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的信號傳遞采樣器件，這樣就將前端的每一節(jié)電池的電壓隔離出來；并且，將電池的大電壓按一定比例縮小，以便將電池變化的電壓值如實地反映給控制器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為根據(jù)本實用新型的電池電壓采集系統(tǒng)示意圖；
[0029]圖2為圖1所示的電池電壓采集系統(tǒng)中電壓采集電路模塊圖；
[0030]圖3為圖2所示的電壓采集電路的電路結構圖；
[0031]圖4為圖3所示的電壓采集電路的芯片連接圖。
[0032]【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖及本實用新型的實施例對本實用新型的技術方案作進一步詳細的說明。
[0034]圖1所示為根據(jù)本實用新型的實施例的電壓采集系統(tǒng)示意圖。
[0035]如圖1所示，本實用新型的電池電壓采集系統(tǒng)包括:
[0036]選通單元，其與電池組進行連接，用于通過控制器選通待檢測的單體電池；
[0037]電壓采集單元，用于將選通單元選通的待測單體電池進行電壓采集；
[0038]控制器，用于根據(jù)電壓采集單元輸出的電壓值控制選通單元動作。
[0039]下面將結合圖2和圖3詳細說明本實用新型的電池電壓采集系統(tǒng)中電壓采集電路。
[0040]圖2所示為根據(jù)本實用新型的電壓采集單元的模塊圖，圖3所示為圖2所示電壓采集單元的具體電路結構圖。
[0041]如圖2所示，電壓采集單元進一步包括第一光耦隔離電路、信號傳遞單元、第二光耦隔離電路以及比例電路。
[0042]其中，第一光耦隔離電路包括如圖3所示的光耦102，其發(fā)光二極管的正極通過一電阻Rl連接至單體電池的正極，通過選通電路101與單體電池的負極進行連接，與光耦中的發(fā)光二極管形成回路；其中，所述選通單元可以為一光耦二極管，如圖2所示。
[0043]這樣，光耦中的輸入端發(fā)光二極管將單體電池的電壓信號Vin轉(zhuǎn)換為電流信號111，輸出端的光敏三極管導通；
[0044]根據(jù)光耦的原理，在理想狀態(tài)下，Ill應該與112成正比例關系；但由于在正常工作狀態(tài)下，光耦的電流傳輸特性往往無法達到理想狀態(tài)下的正比例關系，因此本實用新型的電壓采集電路采用了信號傳遞單元104和第二光耦103進行精確的電流傳輸，從而使得電池電壓能夠被精確地采集和測量；
[0045]如圖3所示，信號傳遞單元104可以為一比較器，其負向輸入端連接至第一光耦的電壓輸出端B點，其正向輸入端連接至第二光I禹的電壓輸出端A點，用于將第一光I禹隔離電路的電流信號傳遞給第二光耦隔離電路；比較器的輸出連接至第二光耦103的發(fā)光二極管正極；這樣，比較器形成一個反饋電路；
[0046]其中，輸入端A點和B點分別為對15v的分壓點，當A點電壓VA大于B點電壓VB,比較器就輸出高一些的電壓值，當A點電壓VA低于B點電壓VB，比較器就輸出低一些的電壓值；從而使A、B兩點的電壓值保持一致；
[0047]第二光耦103中的二極管負極連接至一電壓輸出轉(zhuǎn)換電阻R2，從而將傳遞來的電流信號通過將傳遞來的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；
[0048]比例電路105，用于通過第二光耦隔離電路輸出的電壓信號通過一定比例變換為可測量電壓值。其中，比例電路可以為一運算放大器、R5、R6構成的比例運算電路，就可以獲得所需的電壓比例。
[0049]比例電路105可以為一運算放大器構成的電壓跟隨電路。可以知道，根據(jù)如上電路設計，當 121 = 112 時，Ill = 122 ;從而，(VcrV1VR1 = I11 = I22 = Y0ZR2,可見 Vo 與輸入電壓成比例，因此可以將單體電池電壓進行采集并轉(zhuǎn)換為可以測量的電壓值Vo。
[0050]圖4所示為根據(jù)本實用新型的電池電壓采集系統(tǒng)的具體芯片圖。其中，選通單元可以米用光I禹電子器件TLP512,第一光I禹和第二光I禹可以米用雙光I禹電子器件TLP512,可以采用雙運算放大器電子器件LM358作為比較器和比例電路。如圖可以看出，通過輸入的單體電池電壓Vin(VO-Vl)轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vout以進行電壓檢測。
[0051]根據(jù)本實用新型的電池電壓采集系統(tǒng)，由于光耦兩端的信號在電氣連接上完全隔離，不存在任何關系，所以即使在光耦的輸出端發(fā)生短路也不會給電池的使用造成任何影響。并且，光耦將電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號進行采集，解決了共地問題。
[0052]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用以限定本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種電池電壓米集系統(tǒng)，包括: 電池組，包括多個串聯(lián)的單體電池； 選通單元，用于選通待檢測的單體電池； 第一光耦，用于將待檢測電池電壓轉(zhuǎn)換為電流信號并輸出一對應的第一電壓信號； 信號傳遞單元，用于將所述電壓信號傳遞給第二光耦； 第二光耦，用于將傳遞來的所述第一電壓信號轉(zhuǎn)換為第二電壓信號； 比例電路，用于將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為可測量電壓值。
2.根據(jù)權利要求1所述的電池電壓采集系統(tǒng)，其特征在于: 所述信號傳遞單元為比較器； 所述比較器用于將所述第一光耦的第一電壓信號與第二光耦的第二電壓信號形成反饋比較電路，從而控制所述第一電壓和第二電壓值相等。
3.根據(jù)權利要求1所述的電池電壓采集系統(tǒng)，其特征在于: 所述比例電路為一電壓跟隨電路。
4.根據(jù)權利要求1所述的電池電壓采集系統(tǒng)，其特征在于: 所述選通單元為一光耦二極管。
5.—種電池電壓米集系統(tǒng)，包括: 電池組，包括多個串聯(lián)的單體電池； 所述單體電池的正極通過一電阻連接至第一光耦的二極管的正極； 所述第一光耦的三極管集電極通過分壓電阻與比較器的負向輸入端連接； 所述比較器的正向輸入端連接至第二光耦的三極管的集電極； 所述比較器的輸出端連接至第二光耦的二極管的正極； 所述第二光耦的二極管的負極通過電阻連接至比例運算放大器的正向輸入端。
【文檔編號】G01R19/165GK203519712SQ201320585968
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權日:2013年9月22日
【發(fā)明者】殷天明, 王艷 申請人:殷天明, 王艷