采样电路、采样芯片以及采样系统的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种采样电路、采样芯片以及采样系统。

背景技术：

动力电池(电池包或者电池组)的成组方式可以为1PnS，1PnS指的是电池组包括n个电芯单体，例如，动力电池可以由1P12S、1P8S、1P6S、1P4S等多个电池模组组成。为监测电池组的运行状态，通常需要在电池组上安装电池监测芯片，依据通道数量不同，电池监测芯片包括6通道、12通道或者18通道等类型。电池监测芯片通常被安装在其中一个电池模组的印刷电路板组件(Printed Circuit Board Assembly，PCBA)上。

现阶段，通常将用于安装电池监测芯片的电池模组作为主模组，其它电池模组作为从模组。从模组的采样线通过主模组和从模组之间的连接线束(简称为主从线束)传递到电池监测芯片。利用电池监测芯片上的多个通道可以同时采集一个主模组和多个从模组的电压和温度数据。由于主模组为电压等级低的模组，从模组为电压等级高的模组，通常取从模组为正极(V+)，主模组为负极(GND)为电池监测芯片101供电(参阅图1)。这样当主从线束断开后，从模组和电池监测芯片之间的采样电路断开，V+处于未连接或者未知的状态。

但是，本申请的实用新型人发现，由V+处于未连接或者未知的状态，主模组中的电量会通过电池监测芯片的采样端Cn、内部的二极管DZn以及负载R1放电，使得主模组存在漏电流，导致主从模组之间的压差增大。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种采样电路、采样芯片以及采样系统，能够避免电池组的主从线束断开之后主模组的漏电现象。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种采样电路，用于电池组，该采样电路包括：第一单向导通器件和电池监测芯片，电池组的多个电池模组中安装有电池芯片的模组为主模组；其中，

电池监测芯片包括供电端、接地端、第一采样端和第二采样端，供电端与电池组的正极连接，接地端与电池组的负极连接，第一采样端与主模组的正极连接，第二采样端与主模组的负极连接；

第一单向导通器件的输入端与主模组的正极连接，第一单向导通器件的输出端与电池组的正极连接，主模组的正极、第一采样端、第一单向导通器件和供电端形成防漏电支路，防漏电支路在主模组和多个从模组之间的线束断开后导通。

在第一方面的一种可能的实施方式中，主模组包括相串联的多节电芯单体，第一采样端与多节电芯单体中的最高节电芯单体的正极连接，第二采样端与主模组的第一节电芯单体的负极连接。

在第一方面的一种可能的实施方式中，第一单向导通器件包括二极管。

在第一方面的一种可能的实施方式中，二极管的反向耐压值大于预定阈值，预定阈值为主模组和多个从模组的电压之和的指定倍数。

在第一方面的一种可能的实施方式中，指定倍数大于2.5。

在第一方面的一种可能的实施方式中，电池监测芯片还包括多个第三采样端，采样电路还包括与多个第三采样端一一对应的多个第二单向导通器件；其中，第三采样端分别与对应从模组的正极连接，第二单向导通器件的输入端与对应从模组的正极连接，第二单向导通器件的输出端与供电端连接。

在第一方面的一种可能的实施方式中，从模组包括相串联的多节电芯单体，第三采样端与对应从模组的最高节电芯单体的正极连接。

在第一方面的一种可能的实施方式中，第二单向导通器件包括二极管。

第二方面，本实用新型实施例提供一种采样芯片，该采样芯片中集成有如权利要求1-8任意一项的采样电路。

第三方面，本实用新型实施例提供一种采样系统，采样系统包括电池组和采样电路，采样电路为如上所述的采样电路。

由于本实用新型实施例中的采样电路具有如上所述的结构，当电池组的主从线束断开后，第一采样端Cn(主模组采样端)、第一单向导通器件和供电端V+形成的防漏电支路会导通，从而使得主模组中的电量能够通过Cn，以及第一单向导通器件连接到供电端V+，保证电池监测单元工作，避免主模组因主从线束断开而发生漏电现象。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以更好地理解本实用新型的技术方案，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1为现有技术中的电池监测芯片的采样连接示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的电池组的结构示意图；

图3为本实用新型第二实施例提供的主从模组与电池监测芯片之间的连接示意图；

图4为本实用新型第三实施例提供的电池监测芯片的控制部分的结构示意图；

图5为本实用新型第四实施例提供的采样电路的结构示意图；

图6为本实用新型第五实施例提供的采样电路的结构示意图；

图7为本实用新型第六实施例提供的采样电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型实施例的全面理解。

本实用新型实施例提供一种采样电路、采样芯片以及采样系统，用于对电池组进行电压和温度采样的电池监测芯片。采用本实用新型实施例中的采样电路，能够避免电池组的主从线束断开之后主模组的漏电现象，避免主从模组之间出现的压差过大的问题。

图2为本实用新型第一实施例提供的电池组的结构示意图。

在本发明实施例中，将电池组的多个电池模组中安装有电池监测芯片101的模组作为主模组，剩余模组作为从模组。

图2中示出的主模组M0和多个从模组(S1，S2…Sn)之间串联，Pack+为整个电池包的正极，Pack-为整个电池包的负极。

如图2所示，由于主模组M0为电压等级低的模组，从模组Sn为电压等级高的模组，因此，电池监测芯片101取从模组Sn的正极和主模组M0的负极供电，这里V+为主模组M0与多个从模组(S1，S2…Sn)的电压之和。

图3为本实用新型第二实施例提供的主从模组与电池监测芯片之间采样线的连接示意图。其中，电池监测芯片101安装于主模组M0上。

如图3所示，电池监测芯片101通过线束L0采集主模组M0的电压和温度数据，通过线束(L1，L2…Ln)采集多个从模组(S1，S2…Sn)的电压和温度数据。

由于实际组装时，图2中主模组M0和从模组(S1，S2…Sn)之间的串联线束和图3中的采样线束(L1，L2…Ln)束缚在一起。因此，图3中的主从模组之间的采样线束(L1，L2…Ln)断开时，会使得图2中的主从模组之间的串联线束也断开，从而切断电池监测芯片101的供电回路，使V+处于未连接或者未知的状态。

结合图1可知，主模组M0会通过电池监测芯片的主模组采样端Cn、内部二极管DZn和负载R1放电，使得主模组M0发生漏电流，直到电池监测芯片101处于Sleep状态时，漏电流才停止。

在一个实施例中，考虑到电池监测芯片101对下电逻辑有明确要求，若电池监测芯片101在预定时间段内未接到唤醒信号，则电池监测单元101将进入Sleep模式，因此，可以对电池监测芯片101的下电时序进行严格要求，以避免主模组M0发生漏电流。

图4为本实用新型第三实施例提供的电池监测芯片的控制部分的结构示意图。如图4所示，可以先断开供电模块402，切断控制单元401的输入电源，使电池监测单元101进入sleep模式后，再断开主从模组之间的连接线束(L1，L2…Ln)，这样主模组M0就不会存在漏电流问题。但是，这种方案必须强制要求产线和客户按此顺序进行操作，不利于实际应用。

基于上述分析，本发明实施例提供了一种采样电路，能够在不需要强制产线和客户严格执行下电时序的情况下，避免电池组的主从线束断开之后主模组的漏电现象。

图5为本实用新型第四实施例提供的采样电路的结构示意图。如图5所示，该采样电路包括：第一单向导通器件501和电池监测芯片101，实际组装时，电池监测芯片101设置于主模组M0上。

如图5所示，电池监测芯片101包括供电端V+、接地端GND、第一采样端Cn(表示主模组采样端)和第二采样端C0，供电端V+与从模组Sn的正极连接(表示电池组的正极)，接地端GND与主模组M0的负极连接，第一采样端Cn与主模组M0的正极连接，第二采样端C0与主模组M0的负极连接。

以第一单向导通器件501为二极管Dm为例，二极管Dm的输入端与主模组M0的正极连接，二极管Dm的输出端与从模组Sn的正极连接，第一采样端Cn、二极管Dm和供电端V+能够形成防漏电支路。

由于本实用新型实施例中的采样电路具有如上所述的结构，当电池组的主从线束断开后，第一采样端Cn、二极管Dm和供电端V+形成的防漏电支路会导通，从而使得主模组M0中的电量能够通过Cn，以及二极管Dm连接到供电端V+，保证电池监测单元101工作，避免主模组M0因主从线束断开而发生漏电现象。

图6为本实用新型第五实施例提供的采样电路的结构示意图。如图6所示，主模组M0包括相串联的多节电芯单体，主模组采样端Cn与多节电芯单体中的最高节电芯单体的正极连接，第二采样端C0与的第一节电芯单体的负极连接。

在一个实施例中，考虑到采样电路的工作状态，二极管Dm的反向耐压值应大于主模组M0和多个从模组(S1，S2…Sn)的总电压的2.5倍。

在一个实施例中，电池监测芯片101还包括多个第三采样端，用于采集多个从模组(S1，S2…Sn)的电压和温度数据。对应地，采样电路还包括与多个第三采样端一一对应的多个第二单向导通器件。

图7为本实用新型第六实施例提供的采样电路的结构示意图，用于具体展示从模组的采样电路。为便于说明，图7中仅示出标号为C1的第三采样端。

以第二单向导通器件701为二极管D1，且C1将采集S1电压和温度数据为例。第三采样端C1需要与从模组S1正极连接。二极管D1的输入端也需要与从模组S1正极连接，二极管D1的输出端需要与供电端V+连接。

进一步地，若从模组S1包括相串联的多节电芯单体，则第三采样端C1需要与从模组S1最高节电芯单体的正极连接(图中未示出)。

下面对本实用新型中的技术方案的验证过程进行详细说明：

若基于图1中的采样电路，先断开线束(L1，L2…Ln)，再断开供电模块402的电源输入，则将六位半万用表串入Cn采样线，发现该采样线上电流为0～5mA，此电流会导致主模组漏电，使得主模组压差大。

若基于图5中的采样电流，先断开的线束(L1，L2…Ln)，再断开供电模块402的电源输入，然后将六位半万用表串入Cn采样线，发现该采样线上电流为4uA左右，此电流对主模组电压无影响，解决了主模组单独存储漏电的问题。

本实用新型实施例还提供一种采样芯片，该采样芯片中集成有如上所述的采样电路。

本实用新型实施例还提供一种采样系统，该采样系统包括电池组和采样电路，采样电路为如上所述的采样电路。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于装置实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。本实用新型实施例并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本实用新型实施例的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本实用新型实施例的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

本实用新型实施例可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型实施例的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型实施例的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型实施例的范围之中。