一种精确测量任意节串联电池组中各单体电池电压的电路的制作方法
【专利摘要】一种精确测量任意节串联电池组中各单体电池电压的电路。该电路将串联电池组内各单体电池分别通过一个开关网络直接连接到一个模数转换器上，通过模数转换器把各单体电池两端电压直接转换成数字电压值。
【专利说明】一种精确测量任意节串联电池组中各单体电池电压的电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种精确测量任意节串联电池组中各单体电池电压的电路。该电路将串联电池组内各单体电池分别通过一个开关网络直接连接到一个模数转换器上，通过模数转换器把各单体电池两端电压直接转换成数字电压值。
【背景技术】 [0002]充电电池，如锂电池、铅酸电池等，在串联成组使用时，需要对各单体电池电压做监控。对于大量串联的电池组，一般采用专用集成电路或者用飞电容法测量。专用集成电路虽然使用方便，但成本比较高。传统的飞电容测量方法需要速度较高的开关，容易损失精度，也存在成本较高的缺点。
【发明内容】
[0003]为了克服现有测量电池组各单体电池电压电路存在的精度低、成本高等缺点，本发明提供一种新型测量电路，用来测量任意节串联的电池组中各单体电池电压。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案:若串联节数为偶数，串联电池组中电池Cell (I)、Cell (3)……Cell(2n_l)的正极分别连接开关S (I)、S (3)……S(2n_l)，电池Cell (2)……Cell (2n-2)、Cell (2n)的正极分别连接开关S (2)……S (2n_2)、S (2n)，其中η代表任意自然数，电池Cell (I)的负极和开关S(O)连接，开关SEO和SOO连接模数转换器ADC的模拟信号负输入端AIN-，开关SOl和SEl连接模数转换器ADC的模拟信号正输入端AIN+，若串联节数为奇数，串联电池组中电池Cell (I)、Cell (3)……Cell (2n_l)，Cell(2n+1)的正极分别连接开关S (I)、S (3)……S (2n_l)、S (2n+l)，电池Cell (2)……Cell(2n)的正极分别连接开关S (2)……S (2n)，电池Cell (I)的负极和开关S (O)连接，开关SEO和SOO连接模数转换器ADC的模拟信号负输入端AIN-，开关SOl和SEl连接模数转换器ADC的模拟信号正输入端AIN+。若串联节数为偶数，开关S (O)、S (2)……S (2n_2)、S (2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SEl的另一端，开关S (I)、S (3)……S(2n-1)的另一端相连，并连接开关SOO和SOl的另一端。若串联节数为奇数，开关S (O)、S (2)……S(2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SEl的另一端，开关S⑴、S (3)……S (2n-l)、S (2n+l)的另一端相连，并连接开关SOO和SOl的另一端。
[0005]本发明的有益效果是电路结构简单、测量误差小。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0007]图1和图2是本发明的原理图。
[0008]图1 和图 2 中，Cell (I)、Cell (2)、Cell (3)......Cell (2n_2)、Cell (2n_l)、
Cell (2n) ,Cell (2n+l)是串联的单体电池，它们如图所示依次串联组成串联电池组。S(O)、S(I) ,S(2)、S(3)......S(2n-2)、S(2n_l)、S(2n)、S(2n+l)、S00、SO1、SEO、和 SEl 是开关，ADC是模数转换器，其中AIN+是ADC的模拟信号正输入端，AIN-是ADC的模拟信号负输入端，图中虚线代表省略的单体电池、开关及其连接线。
【具体实施方式】
[0009]图1显示的是当电池组中串联偶数节单体电池时的工作方式。图1中，串联电池组中电池Cell (I)、Ce 11 (3)……Cell (2n_l)的正极分别连接开关S(I)、S(3)……S(2n_l)，其中η代表任意自然数。串联电池组中电池Cell (2)……Cell (2n_2)、Cell (2n)的正极分别连接开关S (2)……S(2n-2)、S(2n)。电池Cell (I)的负极和开关S (O)连接。开关S (O)、S(2)……S(2n-2)、S(2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SEl。开关S(1)、S(3)……S(2n-1)的另一端相连，并连接开关SOO和S01。开关SEO和SOO的另一端连接模数转换器ADC的模拟信号负输入端AIN-，开关SOl和SEl的另一端连接模数转换器ADC的模拟信号正输入端AIN+。图中虚线代表省略的单体电池、开关及其连接线。
[0010]测量电池Cell (I)时，接通开关S (I)、S (O)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (I)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0011]测量电池Cell (2)时，接通开关S (2)、S (I)、SE1、和S00，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (2)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0012]测量电池 Cell (3)时，接通开关S(3)、S(2)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (3)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0013]测量电池Cell (2n-l)时，接通开关S(2n_l)、S(2n_2)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (2n-l)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0014]测量电池Cell (2n)时，接通开关S (2n)、S (2n_l)、SE1、和S00，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (2n)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0015]对于串联在Cell⑶和Cell(2n-1)之间的电池的测量方式，可根据对电池Cell(2n-1)和Cell(2n)进行测量的方式类推。
[0016]图2显示的是当电池组中串联奇数节单体电池时的工作方式。图2中，串联电池组中电池Cell (I)、Cell (3)……Cell (2n_l)、Cell (2n+l)的正极分别连接开关S(I)、S(3)……S(2n-1)、S(2n+1)，其中η代表任意自然数。串联电池组中电池Cell (2)……Cell(2n)的正极分别连接开关S (2)……S(2n)。电池Cell (I)的负极和开关S(O)连接。开关S(0)、S(2)……S(2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SE1。开关S(1)、S(3)……S(2n-l)、S(2n+l)的另一端相连，并连接开关S00和SOl。开关SEO和S00的另一端连接模数转换器ADC的模拟信号负输入端AIN-，开关SOl和SEl的另一端连接模数转换器ADC的模拟信号正输入端AIN+。图中虚线代表省略的单体电池、开关及其连接线。
[0017]测量电池Cell (I)时，接通开关S (I)、S(O)、S01、和SE0，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (I)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0018]测量电池Cell⑵时，接通开关S (2)、S (I)、SE1、和S00，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (2)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0019]测量电池Cell (3)时，接通开关S (3)、S (2)、S01、和SE0，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (3)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0020]测量电池Cell (2n)时，接通开关S (2n)、S (2n_l)、SE1、和S00，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (2n)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0021]测量电池Cell(2n+1)时，接通开关S(2n+l)、S(2n)、SO1、和SE0，其他开关保持关断状态，模数转换器ADC将电池Cell (2n+l)的电压信号直接转换成数字电压值。
[0022]对于串联在Cell (3)和Cell (2n)之间的电池的测量方式，可根据对电池Cell(2n-1)和Cell(2n)进行测量的方式类推。
【权利要求】
1.一种精确测量任意节串联电池组中各单体电池电压的电路，其特征是:若串联节数为偶数，串联电池组中电池Cell (I)、Cell (3)……Cell (2n_l)的正极分别连接开关S(I)、S (3)……S(2n-1)，电池Cell (2)……Cell (2n_2) ,Cell (2n)的正极分别连接开关S (2)……S(2n-2)、S(2n)，其中η代表任意自然数，电池Cell (I)的负极和开关S(O)连接，开关SEO和SOO连接模数转换器ADC的模拟信号负输入端AIN-，开关SOl和SEl连接模数转换器ADC的模拟信号正输入端AIN+，若串联节数为奇数，串联电池组中电池Cell (I)、Cell (3)……Cell(2n-1)，Cell(2n+1)的正极分别连接开关 S(I)、S(3)……S(2n_l)、S(2n+1)，电池Cell (2)……Cell(2n)的正极分别连接开关S (2)……S (2n)，电池Cell (I)的负极和开关S(O)连接，开关SEO和SOO连接模数转换器ADC的模拟信号负输入端AIN-，开关SOl和SEl连接模数转换器ADC的模拟信号正输入端AIN+。
2.根据权利要求1所述的精确测量任意节串联电池组中各单体电池电压的电路，其特征是:若串联节数为偶数，开关S(O)、S(2)……S(2n-2)、S(2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SEl的另一端，开关S (I)、S (3)……S(2n-1)的另一端相连，并连接开关SOO和SOl的另一端。
3.根据权利要求1所述的精确测量任意节串联电池组中各单体电池电压的电路，其特征是:若串联节数为奇数，开关S (O)、S (2)……S (2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SEl的另一端，开关S (I)、S (3)……S(2n-l)、S(2n+l)的另一端相连，并连接开关SOO和SOl的另一端。
【文档编号】G01R19/25GK103941074SQ201310017561
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月17日 优先权日:2013年1月17日
【发明者】赵恩海 申请人:赵恩海