一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池充放電狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，鋰離子電池廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車中，通常地，由于鋰離子電池的特性，當(dāng)電壓超過或低于允許范圍時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池單元以及整個(gè)電池組的損壞或失效。所以，使用鋰離子電池組作為能量來源時(shí)，對(duì)每個(gè)電池單元的電壓檢測(cè)至關(guān)重要。
[0003]事實(shí)上，即使對(duì)每個(gè)電池單元的電壓都準(zhǔn)確測(cè)量，但是由于每節(jié)電池單元的參數(shù)在出廠時(shí)的細(xì)微差別，以及使用過程中不同的內(nèi)阻、不同的環(huán)境溫度等，都可能會(huì)導(dǎo)致不同電池單元的充電、放電速率不同。當(dāng)它們串聯(lián)在一起組成電池組并進(jìn)行充電時(shí)，就有可能出現(xiàn)在充電時(shí)有部分電池單元提前充滿電，而放電時(shí)部分電池單元提前放完電的情況。因此，鋰離子電池組必須要有電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)來實(shí)時(shí)采樣電池狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組狀態(tài)的監(jiān)控。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)電池狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行采樣的過程中，通常采用專用的模擬前端芯片來采集電池的電壓。然而，模擬前端芯片的采樣通道往往是固定的，當(dāng)需要采集的電壓點(diǎn)超過當(dāng)前的采樣通道數(shù)量時(shí)，只能更換模擬前端芯片或者增加一塊模擬前端芯片，操作復(fù)雜、極為不便。并且模擬前端芯片往往價(jià)格昂貴，大大增加了采樣成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)，以達(dá)到操作簡(jiǎn)單、采樣成本低的目的。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)，包括具有N個(gè)采樣通道的模擬前端芯片，所述N個(gè)采樣通道中每個(gè)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓采樣點(diǎn)；特別地，該系統(tǒng)還包括:
[0007]設(shè)置于至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)與所述模擬前端芯片的預(yù)留I/O 口之間的電壓米樣電路。
[0008]上述系統(tǒng)中，可選的，所述至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)的數(shù)量小于或等于所述預(yù)留I/o 口的數(shù)量，所述電壓采樣電路包括:
[0009]第一運(yùn)算放大器，所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與所述至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)、同相輸入端均相連，所述同相輸入端與地相連，輸出端與所述預(yù)留I/O 口相連。
[0010]上述系統(tǒng)中，可選的，所述至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)的數(shù)量大于所述預(yù)留I/O 口的數(shù)量，所述電壓采樣電路包括:
[0011]第二運(yùn)算放大器，所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與所述至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)、同相輸入端均相連，所述同相輸入端與地相連，輸出端與多路開關(guān)選擇器的支路端相連;
[0012]所述多路開關(guān)選擇器，其公共端與所述預(yù)留I/O 口相連，所述支路端與所述第二運(yùn)算放大器的輸出端相連。
[0013]上述系統(tǒng)中，可選的，所述電壓采樣電路以分時(shí)采樣方式對(duì)所述至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)進(jìn)行電壓采樣。
[0014]上述系統(tǒng)中，可選的，還包括電流采樣電路，所述電流采樣電路包括:
[0015]串聯(lián)設(shè)置于電池組最負(fù)端的采樣電阻；
[0016]跨接于所述采樣電阻之間的第三運(yùn)算放大器，所述第三運(yùn)算放大器的同相輸入端經(jīng)第一匹配電阻與所述采樣電阻背離所述最負(fù)端的一端相連、經(jīng)第七電阻與地相連，反相輸入端經(jīng)第二匹配電阻與所述采樣電阻靠近所述最負(fù)端的一端相連、經(jīng)第八電阻與輸出端相連，所述輸出端與所述預(yù)留I/O 口相連。
[0017]上述系統(tǒng)中，可選的，所述電壓采樣電路還包括:
[0018]設(shè)置于所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端與所述地之間的第一電阻；
[0019]設(shè)置于所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與所述單個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)之間的第二電阻；
[0020]設(shè)置于所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端與反相輸入端之間的第三電阻。
[0021]上述系統(tǒng)中，可選的，所述電壓采樣電路還包括:
[0022]設(shè)置于所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端與所述地之間的第四電阻；
[0023]設(shè)置于所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與所述單個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)之間的第五電阻；
[0024]設(shè)置于所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端與反相輸入端之間的第六電阻。
[0025]綜上，本實(shí)用新型提供的鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)中，模擬前端芯片具有N個(gè)采樣通道，且每個(gè)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓采樣點(diǎn)；特別地，在擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)與所述模擬前端芯片的預(yù)留I/O 口之間引入了電壓采樣電路，其中，有效利用了模擬前端芯片本身固有的預(yù)留I/O 口來實(shí)現(xiàn)電壓采樣通道的擴(kuò)展。以上技術(shù)方案通過外圍電路的擴(kuò)展(擴(kuò)展電壓采樣電路的操作簡(jiǎn)單、方便)，能夠?qū)個(gè)采樣通道的模擬前端芯片用于N+1及更多路的采樣(實(shí)際應(yīng)用中，具體采樣通道擴(kuò)展的上限取決于實(shí)際要求的采樣間隔)，以此實(shí)現(xiàn)了在不更換、不增加模擬前端芯片(成本低)的前提下，最大限度地?cái)U(kuò)展采樣通道數(shù)量，滿足實(shí)際應(yīng)用地需要，達(dá)到了操作簡(jiǎn)單、采樣成本低的目的。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本實(shí)用新型一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)實(shí)施例1的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本實(shí)用新型一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)實(shí)施例2中電壓采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本實(shí)用新型一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)實(shí)施例3中電壓采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為本實(shí)用新型一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)實(shí)施例4中電流采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0032]本實(shí)用新型的核心是提供一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)，以達(dá)到操作簡(jiǎn)單、采樣成本低的目的。
[0033]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0034]參考圖1，示出了本實(shí)用新型一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)實(shí)施例1的電路結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出，鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)包括具有N個(gè)采樣通道的模擬前端芯片100，這N個(gè)采樣通道中每個(gè)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓采樣點(diǎn)；特別地，該系統(tǒng)還包括設(shè)置于至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)與模擬前端芯片100的預(yù)留I/O 口之間的電壓采樣電路101。
[0035]其中，BATU BAT2、BAT3……BATN為電壓采樣點(diǎn)，N為模擬前端芯片100的采樣通道數(shù)；BATN1、BATN2……為擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)，擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)是指需要采集的電壓采樣點(diǎn)中除了能用模擬前端芯片100進(jìn)行采樣的N個(gè)電壓采樣點(diǎn)之外的電壓采樣點(diǎn)，擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)的數(shù)量可以為一個(gè)，兩個(gè)或者兩個(gè)以上，但在實(shí)際應(yīng)用中，采樣通道擴(kuò)展的上限取決于實(shí)際要求的采樣間隔。
[0036]以上技術(shù)方案通過外圍電路的擴(kuò)展(擴(kuò)展電壓采樣電路101的操作簡(jiǎn)單、方便)，能夠?qū)個(gè)采樣通道的模擬前端芯片100用于N+1及更多路的采樣，有效利用了模擬前端芯片100本身固有的預(yù)留I/O 口來實(shí)現(xiàn)電壓采樣通道的擴(kuò)展，以此實(shí)現(xiàn)了在不更換、不增加模擬前端芯片100 (成本低)的前提下，最大限度地?cái)U(kuò)展采樣通道數(shù)量，滿足實(shí)際應(yīng)用地需要，達(dá)到了操作簡(jiǎn)單、采樣成本低的目的。
[0037]基于上述實(shí)施例公開的鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)，進(jìn)一步地，基于模擬前端芯片100的預(yù)留I/O 口的數(shù)量有限且固定，且一個(gè)預(yù)留I/O 口對(duì)應(yīng)一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)，所以，對(duì)于至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)與預(yù)留I/O 口的數(shù)量關(guān)系來說，會(huì)出現(xiàn)以下兩種情況中的一種:一種是至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)的數(shù)量小于或等于預(yù)留I/O 口的數(shù)量，另一種是至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)留I/O 口的數(shù)量。而在不同的情況下，電壓采樣電路101的具體內(nèi)容是不一樣的。
[0038]針對(duì)至少一個(gè)擴(kuò)展電壓采樣點(diǎn)的數(shù)量小于或等于預(yù)留I/O 口的數(shù)量的情況，本實(shí)用新型提供一種鋰離子電池狀態(tài)參數(shù)采樣系統(tǒng)實(shí)施例2，電壓采樣電路101包括第一運(yùn)算放大器，其中，第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與至少一個(gè)擴(kuò)展電壓米樣點(diǎn)、同相輸入端均相連，第一運(yùn)算放大器的同相輸入端與地相連，輸出端與預(yù)留I/O 口相連。事實(shí)上，上述技術(shù)方案是針對(duì)至少一