一种电池管理系统中采集单体电池电压电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电池管理系统中采集单体电池电压电路，包括多个电池单元、运算放大器、电阻、开关、电容、模拟数字转换器以及电压采集芯片，单体电池正负两个电极之间依次串联电阻、连续的两个开关，后一个开关与运算放大器连接，相邻的两组第一个开关与第二个开关的节点之间串联一个电阻，运算放大器与模拟数字转换器连接，模拟数字转换器的与电压采集芯片连接。本实用新型通过用电容暂存记忆单体电池电压，然后从电容中读取每个单体电池电压，可以有效的保证每组单体电压值时间的一致性，从而提高了每组单体电压值时间的一致性，使读取电压更加准确，减少计算SOC值的误差。
【专利说明】一种电池管理系统中采集单体电池电压电路
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电池管理【技术领域】，具体涉及一种电池管理系统中单体电池电压采集电路。
【背景技术】
[0002]目前电池管理系统中采集单体电池的电压，主要采用逐节采集法:即电压采集芯片采集完第一节电池电压后，接着采集第二节电池电压，直到最后一节为止。电池管理系统用逐节采集法把整个电池采集完一遍，需要的时间间隔较长，并且采集的一组电压值实际上并不是同一个时间点上的电压值。这样采集的电压并不是同一个时间点上的电压，以此为基础估算该时刻的总电压和是不准确，使得采集的总电压和实际上就有误差(不是该时刻的总电压值)，导致由此计算的SOC值存在误差。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是一种能够采集同一时间点上所以单体电池电压值的电池管理系统中采集单体电池电压电路。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下方案实现:一种电池管理系统中采集单体电池电压电路，包括运算放大器U、模拟数字转换器以及由两个单体电池组成的电池单元，电池单元中的两单体电池之间为串联，电池单元的正极通过串联的电阻Rl、开关S1、开关SI I与运算放大器U的同向输入端连接，电池单元的负极通过串联的电阻R3、开关S3、开关S31与运算放大器U的同向输入端连接，电池单元中的两单体电池之间的节点通过串联的电阻R2、开关S2、开关S21与运算放大器U的反向输入端连接，在开关SI和开关Sll之间的节点与开关S2和开关S21之间的节点之间、以及开关S2和开关S21之间的节点与开关S3和开关S31之间的节点之间均串联有电容，运算放大器U的输出端与模拟数字转换器连接；运算放大器U的反相输入端与运算放大器U的输出端连接；模拟数字转换器的输出端与电压采集芯片连接，上述各电阻为限流电阻。
[0005]作为本实用新型的改进，所述的电池单元为串联的多个。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述的各开关均为继电器开关，继电器开关与电压采集芯片连接，并通过电压采集芯片控制其通断。
[0007]与现有技术相比，本实用新型通过用电容暂存记忆单体电池电压，然后从电容中读取每个单体电池电压，可以有效的保证每组单体电压值时间的一致性，从而提高了每组单体电压值时间的一致性，使读取电压更加准确，减少计算SOC值的误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的电路图。
【具体实施方式】[0009]为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
[0010]如图1所示，一种电池管理系统中采集单体电池电压电路，包括η个单体电池、运算放大器以及模拟数字转换器，η个单体电池串联，η为大于I的奇数，在第一单体电池的正负电极之间依次串联了电阻RU开关SI电容Cl、开关S2以及电阻R2 ；电容Cl与开关S2连接的节点与第二单体电池的负极之间依次串联了电容C2、开关S3以及电阻R3 ;电容C2与开关S3连接的节点与第三单体电池的负极之间依次串联了电容C3、开关S4以及电阻R4 ;按此种顺序连接，接入第(η-1)个电池时，电容C (η-2)与开关S (η_1)连接的节点与第(η-l)单体电池的负极之间依次串联了电容C (η-1)、开关Sn以及电阻Rn ;电容C (η_1)与开关Sn连接的节点与第η单体电池的负极之间依次串联了电容Cn、开关S (n+1)以及电阻R(n+1);开关SI与电容Cl连接的节点与开关Sll连接，开关S2与电容Cl连接的节点与开关S21连接；开关S3与电容C2连接的节点与开关S31连接；开关S2与电容C2连接的节点与开关S21连接；开关Sn与电容C (η-l)连接的节点与开关Snl连接；开关S (n+1)与电容Cn连接的节点与开关S (n+1U连接；所有开关Sil的另一端并联连接，并联后与电阻R连接，电阻R的另一端与运算放大器U的同向输入端连接，所有开关S (i+l)l的另一端并联连接，并联后与运算放大器U的反相输入端连接，运算放大器U的输出端与模拟数字转换器连接；运算放大器U的反相输入端与运算放大器U的输出端连接；模拟数字转换器的输出端与电压采集芯片连接；其中i为小于等于η的奇数，开关Sil中i为奇数的开关并联；开关S (i+l)l中i+Ι为偶数的开关并联，即开关Sil中i的序号为奇数的开关并联接入运算放大器U的同向输入端，开关S (i+1) I中序号为偶数的开关元件并联接入运算放大器U的反相输入端。
[0011]所使用的开关SI至开关Sn以及开关Sll至开关S (n+1) I为继电器开关，所有的继电器开关均与电压采集 芯片连接，并通过电压采集芯片控制其通断。所使用的电阻R、电阻Rl至电阻R (n+1)采用限流电阻。所使用的模拟数字转换器采用逐次逼近寄存器型的模拟数字转换器。
[0012]当需要采集单体电压时，电压采集芯片控制继电器S1、S2、S3、…、Sn、S(n+l)闭合，控制继电器S11、S21、S31、…、Snl、S (n+1) I断开，通过限流电阻把单体电池的电压导入到电容Cl、…、Cn中。然后电压采集芯片控制继电器S1、S2、…、S (n+1)断开，控制继电器S11、S21、S31、…、Snl、S (n+1) I闭合，电压采集芯片通过模拟数字转换器从Cl逐个读取电容中存贮的电压值，直到读取完成为止。这样读取的单体电压数值可以确保是同一个时刻的电压值。
[0013]上述实施例仅为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种电池管理系统中采集单体电池电压电路，其特征在于，包括运算放大器U、模拟数字转换器以及由两个单体电池组成的电池单元，电池单元中的两单体电池之间为串联，电池单元的正极通过串联的电阻R1、开关S1、开关Sll与运算放大器U的同向输入端连接，电池单元的负极通过串联的电阻R3、开关S3、开关S31与运算放大器U的同向输入端连接，电池单元中的两单体电池之间的节点通过串联的电阻R2、开关S2、开关S21与运算放大器U的反向输入端连接，在开关SI和开关Sll之间的节点与开关S2和开关S21之间的节点之间、以及开关S2和开关S21之间的节点与开关S3和开关S31之间的节点之间均串联有电容，运算放大器U的输出端与模拟数字转换器连接；运算放大器U的反相输入端与运算放大器U的输出端连接；模拟数字转换器的输出端与电压采集芯片连接，上述各电阻为限流电阻。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统中采集单体电池电压电路，其特征在于，所述的电池单元为串联的多个。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统中采集单体电池电压电路，其特征在于，所述的各开关均为继电器开关，继电器开关与电压采集芯片连接，并通过电压采集芯片控制其通断。
【文档编号】G01R31/36GK203606473SQ201320844521
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】刘飞, 文锋, 阮旭松, 刘德荣 申请人:惠州市亿能电子有限公司