本實用新型屬于電池領(lǐng)域，尤其涉及一種電池采樣均衡電路。
背景技術(shù)：
在電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)領(lǐng)域中，如何保護電池及延長電池的使用壽命是BMS的關(guān)鍵研究技術(shù)點。在電池使用管理過程中，需要對電池電壓進行采樣，對電池的采樣過程中，采樣電阻會消耗電池的電量，各節(jié)電池的采樣電阻網(wǎng)絡的差異性會造成電池在采樣過程中各節(jié)電池電壓存在失衡，如果兩節(jié)電池的電壓存在壓差，則在放電過程中會加速各節(jié)電池內(nèi)部化學物質(zhì)的老化，使得內(nèi)部物質(zhì)損耗加速，最終使得電池容量會加速變小。
因此，亟需設計一種電路以延長電池的使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型實施例提供一種電池采樣均衡電路，旨在解決如何延長在在電池管理系統(tǒng)中電池的使用壽命的問題。
本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種電池采樣均衡電路，應用于電池管理系統(tǒng)，其中，所述電池采樣均衡電路包括多個電池單元，并在相鄰電池單元之間增加均衡電阻，以使各節(jié)電池單元在電壓采樣時保持電量均衡。
優(yōu)選的，所述電池采樣均衡電路分別連接所述電池管理系統(tǒng)的電池的正負極，所述電池采樣均衡電路包括第一電池單元和第二電池單元，所述第二電池單元的正極連接所述電池管理系統(tǒng)的電池的正極，所述第二電池單元的負極連接與所述第一電池單元的正極，所述第一電池單元的負極接地。
優(yōu)選的，所述電池采樣均衡電路還包括第一電阻R1，設置在所述第一電池單元和所述第二電池單元之間，所述第一電阻R1的一端通過第一MOS管Q1連接所述第二電池單元的正極，所述第一電阻R1的另一端連接所述第二電池單元的負極。
優(yōu)選的，所述電池采樣均衡電路還包括第二電阻R2和第三電阻R3，所述第二電阻R2的一端連接所述第一電阻R1的另一端并共同連接所述第一電池單元的正極，所述第二電阻R2的另一端通過第二MOS管Q2連接所述第三電阻R3的一端，所述第三電阻R3的另一端接地。
優(yōu)選的，所述電池采樣均衡電路還包括第一電容C1，并聯(lián)設置在所述第三電阻R3的兩端，且在所述第一電容C1的一端引出電壓采集端，用于對所述第一電池單元的電壓進行采集。
優(yōu)選的，所述第一電池單元的電壓和所述第二電池單元的電壓相等，所述第二電阻R2的電阻值和第三電阻R3的電阻值之和與所述第一電阻R1的電阻值相等。
優(yōu)選的，所述電池采樣均衡電路還包括第四電阻R4和第五電阻R5，所述第五電阻R5的一端連接所述第一電池單元的負極，所述第五電阻R5的另一端連接所述第四電阻R4的一端，所述第四電阻R4的另一端連接第三MOS管Q3的第一端，所述第三MOS管Q3的第二端連接所述第二電池單元的正極，所述第三MOS管Q3的第三端連接所述第一MOS管Q1。
優(yōu)選的，所述電池采樣均衡電路還包括第二電容C2，并聯(lián)設置在所述第五電阻R5的兩端，且在所述第二電容C2的一端引出電壓采集端，用于對所述第二電池單元的電壓進行采集。
優(yōu)選的，所述電池采樣均衡電路還包括第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9以及第四MOS管Q4，其中，所述第九電阻R9的一端接地，所述第九電阻R9的另一端連接所述第二MOS管Q2，所述第四MOS管Q4的第一端接地，所述第四MOS管Q4的第二端連接所述第七電阻R7的一端，所述第七電阻R7的另一端連接所述第一MOS管Q1，所述第六電阻R6的一端連接所述第七電阻R7的另一端，所述第六電阻R6的另一端連接所述第二電池單元的正極。
優(yōu)選的，所述第八電阻R8的一端連接所述第四MOS管Q4的第三端，所述第八電阻R8的另一端作為采集控制端，以對所述第一電池單元的電壓和所述電池管理系統(tǒng)的電池的總電壓進行采集。
本實用新型提供的技術(shù)方案，通過在相鄰電池單元之間增加均衡電阻，使各節(jié)電池單元在電壓采樣時保持電量均衡，有效解決了在對電池電壓采樣時由于各節(jié)電池的消耗不一致而造成各節(jié)電池單元失衡的問題，有效的延長了電池的使用壽命，同時增強了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例提供的一種電池采樣均衡電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
以下將對本實用新型所提供的一種電池采樣均衡電路進行詳細說明。
請參閱圖1，為本實用新型實施例提供的一種電池采樣均衡電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
在本實施方式中，該電池采樣均衡電路應用于電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)中，其中，所述電池采樣均衡電路包括多個電池單元(CELL)，并在相鄰電池單元之間增加均衡電阻，以使各節(jié)電池單元在電壓采樣時保持電量均衡。
其中，所述電池采樣均衡電路分別連接所述電池管理系統(tǒng)的電池(Battery，BAT)的正負極，所述電池采樣均衡電路包括第一電池單元和第二電池單元，所述第二電池單元的正極連接所述電池管理系統(tǒng)的電池的正極，所述第二電池單元的負極連接與所述第一電池單元的正極，所述第一電池單元的負極接地。
在本實施方式中，所述電池采樣均衡電路還可以包括兩個以上的電池單元，例如包括三個電池單元、四個電池單元、五個電池單元等等，在電池采樣均衡電路包括兩個以上的電池單元時，其采用的技術(shù)方案與圖1所示包括兩個電池單元的技術(shù)方案相類似，亦都是在相鄰電池單元之間增加均衡電阻，即每兩個相鄰電池單元之間增加一個均衡電阻，使本節(jié)電池單元消耗的電量等于其它單個電池單元在各自采樣回路所消耗的電量，這樣就可以使系統(tǒng)各節(jié)電池單元在采樣時保持電量均衡。
在本實施方式中，所述電池采樣均衡電路還包括第一電阻R1，設置在所述第一電池單元和所述第二電池單元之間，所述第一電阻R1的一端通過第一MOS管Q1連接所述第二電池單元的正極，所述第一電阻R1的另一端連接所述第二電池單元的負極。其中，第一MOS管Q1的第一端連接所述第一電阻R1的一端，第一MOS管Q1的第二端連接所述第二電池單元的正極，第一電阻R1起到均衡作用，屬于均衡電阻。
在本實施方式中，所述電池采樣均衡電路還包括第二電阻R2和第三電阻R3，所述第二電阻R2的一端連接所述第一電阻R1的另一端并共同連接所述第一電池單元的正極，所述第二電阻R2的另一端通過第二MOS管Q2連接所述第三電阻R3的一端，所述第三電阻R3的另一端接地。其中，第二MOS管Q2的第一端連接所述第三電阻R3的一端，第二MOS管Q2的第二端連接所述第二電阻R2的另一端。
在本實施方式中，所述電池采樣均衡電路還包括第一電容C1，并聯(lián)設置在所述第三電阻R3的兩端，且在所述第一電容C1的一端引出電壓采集端(CELL1AD)，用于對所述第一電池單元的電壓進行采集。
在本實施方式中，所述第一電池單元的電壓和所述第二電池單元的電壓相等，所述第二電阻R2的電阻值和第三電阻R3的電阻值之和與所述第一電阻R1的電阻值相等。在其它實施方式中，如果所述電池采樣均衡電路包括兩個以上的電池單元的話，則是采用在每兩個相鄰電池單元之間增加一個均衡電阻，以使各節(jié)電池單元在電壓采樣時保持電量均衡，而且所增加的均衡電阻的阻值等于相對應的采樣回路的所有電阻值之和，這樣一來，使得本節(jié)電池單元消耗的電量等于其它單個電池單元在各自采樣回路所消耗的電量，這樣就可以使系統(tǒng)各節(jié)電池單元在采樣時保持電量均衡。
在本實施方式中，所述電池采樣均衡電路還包括第四電阻R4和第五電阻R5，所述第五電阻R5的一端連接所述第一電池單元的負極，所述第五電阻R5的另一端連接所述第四電阻R4的一端，所述第四電阻R4的另一端連接第三MOS管Q3的第一端，所述第三MOS管Q3的第二端連接所述第二電池單元的正極，所述第三MOS管Q3的第三端連接所述第一MOS管Q1，即連接第一MOS管Q1的第三端。
在本實施方式中，所述電池采樣均衡電路還包括第二電容C2，并聯(lián)設置在所述第五電阻R5的兩端，且在所述第二電容C2的一端引出電壓采集端(CELL2AD)，用于對所述第二電池單元的電壓進行采集。
在本實施方式中，所述電池采樣均衡電路還包括第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9以及第四MOS管Q4，其中，所述第九電阻R9的一端接地，所述第九電阻R9的另一端連接所述第二MOS管Q2，即連接所述第二MOS管Q2的第三端，所述第四MOS管Q4的第一端接地，所述第四MOS管Q4的第二端連接所述第七電阻R7的一端，所述第七電阻R7的另一端連接所述第一MOS管Q1(即連接所述第一MOS管Q1的第三端)，所述第六電阻R6的一端連接所述第七電阻R7的另一端，所述第六電阻R6的另一端連接所述第二電池單元的正極。
在本實施方式中，所述第八電阻R8的一端連接所述第四MOS管Q4的第三端，所述第八電阻R8的另一端作為采集控制端(CELL AD CTR)，以對所述第一電池單元的電壓和所述電池管理系統(tǒng)的電池的總電壓進行采集。
以下詳細說明圖1電路的工作原理：
在本實施方式中，圖1中的BAT+和BAT-分別表示電池管理系統(tǒng)的電池的正、負極，圖1中的CELL 2+和CELL 2-分別表示電池單元2的正、負極，圖1中的CELL 1+和CELL 1-分別表示電池單元1的正、負極。在電池單元2的CELL 2+端和CELL 2-/CELL 1+之間的回路加一個采樣均衡電阻，即第一電阻R1，假設電池單元1的電壓為V1，電池單元2的電壓為V2，假設CELL 2+端、CELL 2-/CELL 1+、第一電阻R1之間組成的回路的電流為I3，假設CELL 1+端、第二電阻R2、第三電阻R3之間組成的回路電流為I1，假設第一電池單元、第二電池單元、第四電阻R4、第五電阻R5之間組成的回路電流為I2；
則在對第一電池單元進行電壓采樣時，所述第二MOS管Q2導通，所述第一MOS管Q1截止，第二電阻R2和第三電阻R3就構(gòu)成采樣回路的電阻，此時采樣回路的電流I1＝V1/(R2+R3)；CELL AD CTR端為微控制單元(Microcontroller Unit，MCU)的采集控制端，當其輸出高電平，所述第四MOS管Q4、所述第二MOS管Q2的G極電位被拉高，從而開啟Q2、Q4；其中，由于Q2導通，因此CELL 1+端、第二電阻R2、第三電阻R3、CELL 1-端之間組成的回路導通，并且由于Q4導通，其S、D極導通，合理設置由第六電阻R6、第七電阻R7組成的分壓模塊，使所述第一MOS管Q1、所述第三MOS管Q3的G極電位被拉高，因此Q1、Q3關(guān)斷，因此此時由CELL1AD端測得電流I1；
在對第二電池單元進行電壓采樣時，所述第二MOS管Q2截止，所述第一MOS管Q1導通，所增加的均衡電阻(即第一電阻R1)就構(gòu)成采樣回路的電阻，此時采樣回路的電流I3＝V2/R1；當CELL AD CTR端輸出低電平時，所述第四MOS管Q4和所述第二MOS管Q2截止，所述第一MOS管Q1和所述第三MOS管Q3導通，此時由CELL2AD端測得的由第一電池單元、第二電池單元、第四電阻R4、第五電阻R5之間組成的回路電流I2＝(V1+V2)/(R4+R5)；
由此可知，在對第一電池單元進行電壓采樣過程中，CELL 1+端、第二電阻R2、第三電阻R3、CELL 1-端之間組成的回路消耗的電流為I1，在對第二電池單元進行電壓采樣過程中，CELL 2+端、CELL 2-/CELL 1+、第一電阻R1之間組成的回路消耗的電流為I3；如果要使對第一電池單元和第二電池單元在各自電池電壓的采樣過程中保持電量均衡，則只需I1等于I3，而且在通常情況下V1和V2是相等的，所以只需R1等于R2加上R3之和。同理，當電池管理系統(tǒng)的電池單元的數(shù)量增加時(即電池采樣均衡電路包括兩個以上的電池單元時)，只需在增加的各節(jié)電池單元的正極和負極之間增加相應的均衡電阻，使本節(jié)電池單元消耗的電量等于其它單個電池單元在采樣回路消耗的電量，這樣就可以使系統(tǒng)中各節(jié)電池單元在進行電壓采樣時保持電量均衡。
本實用新型實施例提供的電池采樣均衡電路，通過在相鄰電池單元之間增加均衡電阻，使各節(jié)電池單元在電壓采樣時保持電量均衡，有效解決了在對電池電壓采樣時由于各節(jié)電池的消耗不一致而造成各節(jié)電池單元失衡的問題，有效的延長了電池的使用壽命，同時增強了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。