一种新能源动力锂电池组超低功耗控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其包括电池电压采集单元，用于实时监控电池组中各单体池的运行状态，以及电池单元的电池单体的电压；处理单元，用于接收所述检测单元的检测结果开关控制单元，用于控制所述检测单元电路的通断。本发明通过设置开关控制单元，当检测单元需要对电池单元进行检测时，则开关控制单元控制检测单元与电池单元接通，检测单元正常工作；当检测单元不需要对电池单元进行检测时，则开关控制单元控制检测单元与电池单元断开，检测单元不工作，减少了检测单元自身的功耗，提升控制了电池组中各单体电池的离散和平衡度，提高了电池组的可靠性、安全性以及电池充放电效率，节约了成本。
【专利说明】
一种新能源动力锂电池组超低功耗控制电路
技术领域
[0001]本发明涉及电池组的电压检测电路，特别涉及一种锂电池组的低功耗电压检测控制电路。
【背景技术】
[0002]通常锂离子动力电池单体的电压较低，如果做为能源动力驱动整车，则需要几十节单体电池甚至几百节单体电池进行串联，组成电池组(PACK)后才能达到额定电压，供驱动电机使用。
[0003]由于锂离子电池对过放电和过充电非常敏感，如果对锂离子电池过放电或过充电可能会导致锂离子永久性失效，甚至发生危险，另外电池组(PACK)对组内所有的单体电池一致性和平衡性要求很高，如果存在一致差，不平衡，将影响到整个电池组的放电深度和充电饱和度，影响车辆行驶里程。所以必需对所有单体电池进行精确的电压跟踪测量。
[0004]而目前行业内大部分动力电池组的电压采集电路，均采用直接测量模式，电池组内所有的单体电池直接物理连接到各自的检测电路，各检测电路将各单体的检测结果直接输出给到处理器，实现各电池单体的检测过程。在不检测或电池储存期间，各检测电路依然和各单体电池保持物理连接关系，由于检测电路本身消耗电量，并且各个检测电路的消耗功耗具有不一至性，在长时间存储或应用过程当中，系统会累积不同功耗，造成各电池间的不平衡度，最终导致电池组的离散而影响使用里程和使用寿命。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种功耗低、可靠性高和安全性高一种新能源动力锂电池组超低功耗控制电路。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其包括，电池单元，用于输出电能;检测单元，与所述电池单元连接，用于检测所述电池单元的电压，发送检测结构到处理单元；处理单元，用于车辆行驶控制，接收所述检测单元的检测结果;开关控制单元，用于控制所述检测单元电路的通断。
[0008]优选地，所所述开关控制单元设置为智能开关控制电路，所述智能开关控制电路与所述检测单元连接，用于控制所述检测单元电路的通断。
[0009]优选地，所述智能开关控制电路包括第一匪OS管匪I，第一PMOS管PMl，所述第一匪OS管匪I的栅极与所述处理单元相连，所述第一匪OS管匪I的源极与地相连，所述第一WOS管匪I的漏极与所述第一 PMOS管PMl的栅极相连，所述第一 PMOS管PMl的源极与所述电池单体的正极相连，所述第一 PMOS管PMl的漏极与所述电压检测单元相连。
[0010]优选地，还包括第一电阻Rl，第二电阻R2，第三电阻R3、第四电阻R4和第一二极管Dl，所述第一电阻Rl—端与处理单元相连，另一端与第一NMOS管匪I的栅极相连，所述第二电阻R2的一端与第一 NMOS管匪I的栅极相连，另一端与地相连;所述第一二极管Dl的负极与所述第一 NMOS管NMl的漏极相连，所述第一二极管Dl的正极与所述第三电阻R3的一端相连，所述第三电阻R3的另一端与所述第一 PMOS管PMl的栅极相连，所述第四电阻R4的一端与所述第一 PMOS管PMl的栅极相连，所述第四电阻R4的另一端与所述第一 PMOS管PMl的源极相连。
[0011 ] 优选地，所述第一 NOMS管NMl设置为N沟道增强型MOS管。
[0012]优选地，所述第一 PMOS管PMl设置为P沟道增强型MOS管。
[0013]优选地，所述第一二极管Dl设置为隔离二极管。
[0014]优选地，所述电池单元设置为若干个单体电池串联成的电池组，所述开关控制单元对应所述单体电池设置。
[0015]相比于现有技术，本发明通过增设有开关控制单元，当检测单元需要对单体电池进行电压检测时，开关控制单元控制检测单元的电路通路，使检测单元可以对电池单体进行电压检测；当检测单元不需要对电池单体进行检测，如电池组处于运输储存状不需要检测时，开关控制单元控制检测单元电路断开，使电池组内各单体电池与检测单元处于断开状态，减少了检测单元电路自身的功耗，提升控制了电池组中各单体电池的离散和平衡度，提高了电池组的可靠性、安全性以及电池充放电效率，节约了成本。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的电路结构框图；
[0017]图2为本发明的电路原理图；
[0018]图中:1、电池单元;2、开关控制单元;3、电压检测单元;4、处理单元。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]如图1所示，本发明提供一种新能源动力锂电池组超低功耗控制电路，包括电池单元1、开关控制单元2、电压检测单元3和处理单元4;电池单元I作为新能源动力，用于驱动电机；电压检测单元3与电池单元I相连，用于跟踪测量电池单元I的电压，并将测量结果输出给处理单元4;开关控制单元2在工作状态导通，。
[0021]如图2所示，电池单元I包括多个单体电池Un，多个电池单体Un串联组成电池组，以达到驱动电机所需的额定电压。在本发明中，电池采用锂离子电池，在实际工作中，根据需要选择单体电池Un的数量。
[0022]电压检测单元3包括多个与单体电池Un--对应的电压检测电路，处理单元4设置为中央处理器，各个电压检测电路一方面与各个单体电池Un的正极、负极相连，另一方面与中央处理器相连，用于检测各个单体电池Un的电压并将检测结果输送给中央处理器。中央处理器主要用于接收检测电路的实时信号并对信号进行AD模数转换，配合主控制程序对检测电路AD模数转换得到的数据实施运算，通过对数字信号的运算结果对低功耗电路开关实旆智能控制，以实现到最低功耗控制。
[0023]由于检测电路本身消耗电量，并且各个检测电路消耗功耗具有不一致性，在长时间存储或应用过程中，会造成各电池间的不平衡度，最终导致电池组的离散而影响使用里程和使用寿命。因此，为了有效控制检测电路自身的功耗，提升控制电池组中各单体电池的离散和均衡度。设置有开关控制单元2，开关控制单元2设置为智能开关控制电路，用于控制各检测电路的通断，当各检测电路需要对各单体电池进行电压检测时，开关控制电路控制各检测电路为通路，使各检测电路正常工作对各单体电池进行检测；当电池组处于运输储存状态，各检测电路不需要对各单体电池进行检测时，开关控制电路控制各检测电路为断路，此时各检测电路与各单体电池处于断开的状态，减少了各检测电路自身的功耗及各电池间的不平衡度。
[0024]开关控制电路包括第一匪OS管匪1、第一PMOS管PMl、第一电阻Rl，第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一二极管Dl;其中，第一电阻Rl的一端与中央处理器相连，第一电阻Rl的另一端与第一 NMOS管匪I的栅极相连;第二电阻R2的一端与第一 NMOS管NMl的栅极相连，第二电阻R2的另一端与第一 NMOS管NMl的源极相连;第一 NMOS管匪I的源极与地相连，第一 NMOS管匪I的漏极与第一二极管Dl的负极相连;第一二极管Dl的正极与第三电阻D3的一端相连；第三电阻R3的另一端与第一 PMOS管PMl的栅极相连；第四电阻R4的一端与第一PMOS管PMl的栅极相连，第四电阻R4的另一端与第一 PMOS管PMl的源极相连;第一 PMOS管PMl的源极与电池单体Un的正极输出相连，第一 PMOS管PMl的漏极与电压检测电路的输入端相连。
[0025]当检测电路处于检测工作状态时，中央处理器向第一匪OS管匪I输出高电平脉冲信号，第一NMOS管匪I处于正向偏压导通状态，同时将第一二极管DI的负极电位拉低，此时第一二极管Dl的负极电动势约为参考点地O电位;第一二极管Dl正向导通，第一 PMOS管PMl的Vgs小于其开启电压，第一 PMOS管PMl也正向偏压导通，使得检测电路处于通路状态，检测电路正常工作。
[0026]当检测电路处于非检测工作状态时，中央处理器向第一NMOS管NMl输出低电平脉冲信号或关闭信号输出，第一NMOS管NMl处于截止状态，第一PMOS管PMl也处于截止状态，使得检测电路处于断开状态，检测电路不工作，从而把电池组中的各个单体电池Un与电压检测电路处于智能开关状态或从系统电路中脱离，实现超低功耗的智能开关控制，本电路具有超低内阻特性和高速通断控制特性。
[0027]在本实施例中，第一匪OS管匪I采用N沟道增强型MOSFET管，第一PMOS管PMl采用P沟道增强型MOSFET管，其内阻低，功耗小，降了电路自身的功耗;第一二极管Dl采用隔离二极管；另外，通过并联有第三电阻R3、第四电阻R4对第一PMOS管进行分压，防止第一PMOS管PMl因过压而损坏。由于新能源锂离子电池的单体电压在4.2V以下，在动力电池系统应用中，改需经过多节电池的串联才能达到应用水平的电压平台，而控制电路必需对每一个单体电池进行采集和控制，每增加一级串联电压就更高一些，为防止高节电池的高压对低节数的电池电压存在击穿的风险，在每节电池耗控制电路增加了隔离二极管，以增强系统的可靠性和隐定性。
[0028]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其特征在于:包括， 电池单元，用于输出电能； 检测单元，与所述电池单元连接，用于检测所述电池单元的电压，发送检测结构到处理单元； 处理单元，用于车辆行驶控制，接收所述检测单元的检测结果； 开关控制单元，用于控制所述检测单元电路的通断。2.根据权利要求1所述的一种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其特征在于:所述开关控制单元设置为智能开关控制电路，所述智能开关控制电路与所述检测单元连接，用于控制所述检测单元电路的通断。3.根据权利要求2所述的一种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其特征在于:所述智能开关控制电路包括第一NMOS管匪I，第一PMOS管PMl;所述第一NMOS管匪I的栅极与所述处理单元相连，所述第一匪OS管匪I的源极与地相连，所述第一匪OS管匪I的漏极与所述第一 PMOS管PMl的栅极相连;所述第一 PMOS管PMl的源极与所述单体电池的正极相连，所述第一 PMOS管PMl的漏极与所述电压检测单元输入端相连。4.根据权利要求3所述的一种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其特征在于:还包括第一电阻Rl，第二电阻R2，第三电阻R3、第四电阻R4和第一二极管Dl;所述第一电阻Rl —端与处理单元相连，另一端与第一匪OS管NMl的栅极相连;所述第二电阻R2的一端与第一WOS管匪I的栅极相连，另一端与地相连;所述第一二极管Dl的负极与所述第一 NMOS管匪I的漏极相连，所述第一二极管Dl的正极与所述第三电阻R3的一端相连;所述第三电阻R3的另一端与所述第一 PMOS管PMl的栅极相连;所述第四电阻R4的一端与所述第一 PMOS管PMl的栅极相连，所述第四电阻R4的另一端与所述第一 PMOS管PMl的源极相连。5.根据权利要求4所述的一种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其特征在于:所述第一 NOMS管NMl设置为咐勾道增强型MOS管。6.根据权利要求5所述的一种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其特征在于:所述第一 PMOS管PMl设置为P沟道增强型MOS管。7.根据权利要求6所述的一种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其特征在于:所述第一二极管Dl设置为隔离二极管。8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种新能源动力锂电池超低功耗控制电路，其特征在于:所述电池单元设置为若干个单体电池串联成的电池组，所述开关控制单元对应所述单体电池设置。
【文档编号】H01M10/48GK105896665SQ201610329165
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】张许峰
【申请人】福建万众百源实业有限公司