本发明涉及到电路领域，特别是涉及到电池包串联体中上电池包温度检测电路。
背景技术：
电池包是由一节电芯或多节电芯和相应的电芯管理电路组装成的一个密封整体，其对外接口中的温度接头和负极接头之间连接有随温度变化的热敏电阻，热敏电阻贴在电池包内电芯上，供外面检测包内电芯的温度，以便必要时采取保护措施。电路设计中当设计电池供电部分时，如果选择不另做串数足够多的电芯的单个电池包，而是采用已经成熟量产的两个或多个电池包进行串联供电时，因为上电池包热敏电阻采集的代表温度的电压信号是相对于多个电池包串联后的总负电压为基准，所以上电池包热敏电阻采集的代表温度的电压信号会被下电池包整体抬高，所以需要进行变换处理，在不失去温度信息的前提下变换到能供信号处理器识别的电压范围。对上电池包的温度进行准确检测的技术难题，行业内或者直接忽略上电池包的温度检测，根据串联关系的下电池包的温度数据推测上电池包的温度，但由于每个电池包的动态特性难以时时保持一致，所以存在监控危险度；或者对上包温度的检测电路过于复杂，耗电大、成本高，且稳定性不足。
因此，现有技术还有待改进。
技术实现要素：
本发明的主要目的为提供电池包串联体中上电池包温度检测电路，旨在解决现有电池包串联体中上电池包温度检测电路的技术缺陷。
本发明提出一种电池包串联体中上电池包温度检测电路，包括热敏电阻检测温度电路、电阻信号转换为电压信号电路、基准电压产生电路、下电池包电压电路和运放差分电路；
所述热敏电阻检测温度电路的一端与所述上电池包的负极端相连，另一端与所述电阻信号转换为电压信号电路的输入端相连；
所述基准电压产生电路的输入端分别与上电池包的正负极相连以输出基准电压，所述基准电压产生电路的输出端与所述电阻信号转换为电压信号电路的输入端相连，以便将所述热敏电阻检测温度电路的检测电阻信号转换成电压信号；
所述运放差分电路的输入端分别与所述电阻信号转换为电压信号电路的输出端以及所述下电池包电压电路的输出端相连，所述运放差分电路的输出端输出电池包串联体中上电池包温度信号对应的电压信号。
优选地，所述基准电压产生电路包括稳压器以及两个稳压电阻；
所述稳压器接入所述上电池包的正极与负极间；两个所述稳压电阻包括串联的第一稳压电阻和第二稳压电阻，所述第一稳压电阻接入所述稳压器的阳极与参比极之间，所述第二稳压电阻接入所述稳压器的阴极与参比极之间。
优选地，所述基准电压产生电路包括第一三极管，作为稳压调整管的同时，带载能力也强；
所述第一三极管连接于所述稳压器与所述第二稳压电阻之间；所述第一三极管的基极与所述稳压器的阴极相连，所述第一三极管的集电极与所述上电池包的正极相连，所述第一三极管的发射极与所述第二稳压电阻相连。
优选地，所述第一三极管的基极与集电极之间接入电阻，以便给所述第一三极管的基极供电，同时也给所述稳压器供电，所述第一三极管的基极与发射极之间反向接入防逆压钳位二极管，以防止所述第一三级管的基极与发射极之间的pn结被反向尖峰电压击穿。
优选地，所述基准电压产生电路还包括二极管；所述二极管的阳极与所述上电池包的正极相连，所述二极管的阴极与所述第一三极管的集电极相连。
优选地，所述基准电压产生电路还包括电容；所述电容并联于所述串联的第一稳压电阻和第二稳压电阻的两端。
优选地，所述电阻信号转换为电压信号电路中包括与热敏电阻相串联的分压电阻，以结合所述基准电压产生电路产生的基准电压将所述热敏电阻检测温度电路的检测电阻信号转换成电压信号。
优选地，所述运放差分电路中包括待机时低功耗控制电路，所述待机时低功耗控制电路一端与所述电阻信号转换为电压信号电路相连，另一端与所述下电池包电压电路相连。
优选地，所述待机时低功耗控制电路包括一个主板电压源、第二三极管以及两个mos开关；
所述一个主板电压源与所述第二三极管的基极相连，以控制所述第二三极管的开通或关闭；
两个所述mos开关分别位于所述下电池包电压电路和所述电阻信号转换为电压信号电路输出电压信号的一端，且两个所述mos开关的控制栅极分别都接到所述第二三极管的集电极。
优选地，还包括信号输出采集电路；所述信号输出采集电路与所述运放差分电路的输出端相连；
所述信号输出采集电路包括mcu处理器或ad器件，以对所得的代表温度信息的电压信号进行数据处理。
本发明的技术效果：本发明通过设计上电池包基准电压产生电路和运放差分电路，把上电池包中代表温度信号的电压信号中受下电池包影响的部分剔除掉，使代表温度信号的电压信号整体向下移动到处理器可识别电压范围以内，提高上电池包温度检测的精准度。本发明中的电池包串联体中上电池包温度检测电路，不仅解决了上电池包温度检测，而且设计了耗电微小，精确度高、稳定度好、复杂度小且成本低的上电池包温度检测电路，为电池的应用提供有效的温度管控方式，加快新能源应用领域的扩展速度。
附图说明
图1本发明一实施例中电池包串联体中上电池包温度检测电路模块结构示意图；
图2本发明一实施例中电池包串联体结构示意图；
图3本发明一实施例中电池包串联体中电池包温度检测电路结构示意图；
图4本发明一实施例中基准电压产生电路结构示意图；
图5本发明一实施例中下电池包电压电路和运放差分电路的结构示意图；
图6本发明一实施例中电阻串联分压测温度原理示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明实施例提出一种电池包串联体中上电池包2温度检测电路，包括热敏电阻检测温度电路100、电阻信号转换为电压信号电路200、基准电压产生电路300、下电池包1电压电路400和运放差分电路500；
所述热敏电阻检测温度电路100的一端与所述上电池包2的负极端相连，另一端与所述电阻信号转换为电压信号电路200的输入端相连；
所述基准电压产生电路300的输入端分别与上电池包2的正负极相连以输出基准电压，所述基准电压产生电路300的输出端与所述电阻信号转换为电压信号电路200的输入端相连，以便将所述热敏电阻检测温度电路100的检测电阻信号转换成电压信号；
所述运放差分电路500的输入端分别与所述电阻信号转换为电压信号电路200的输出端以及所述下电池包1电压电路400的输出端相连，所述运放差分电路500的输出端输出电池包串联体中上电池包2温度信息对应的电压信号。
参照图2，本发明实施例以两个电池包串联形成串联体为例，包括上电池包2以及下电池包1，在上电池包2以及下电池包1中分别存在与检测电池包负极相连的热敏电阻20以及热敏电阻10，以便检测相应电池包的温度。多个电池包串联形成的串联体则从下到上可分别命名为电池包1、电池包2、电池包3、…、电池包n，各个电池包有相应的与各自负极相连的热敏电阻10、热敏电阻20、热敏电阻30、…、热敏电阻n0，本实施例中以两个电池包串联形成串联体为例，t2处检测的温度信号为相对于总负即b1-处的电压而言，上电池包2的温度信号被下电池包1整体抬高，所以t2处检测的温度参数不是上电池包的实时温度，发生数据失真，不利于实时管控上电池包的温度，存在安全隐患。多个电池包串联后靠近总正极处的上电池包n的温度检测失真严重。参照图3、图1和图5，本发明实施例中通过设计基准电压产生电路300产生相对于各个电池包负极的各自的基准电压例如5v，将上述基准电压产生电路300分别接入各电池包的热敏电阻检测温度电路100中，使各电池包在各自基准电压下进行温度检测，以提高检测精准度；先通过上电池包2的正负极产生精确度高、稳定性好的up5v基准电压，再用该基准电压通过电阻信号转换为电压信号电路200中的串联分压电阻r1把t2的电阻信号转成t2电压信号。同时通过运放差分电路500减去t2电压信号中b2-电压，即减去下电池包1的实时电压b1+，以摆脱下电池包1的影响。多个电池包串联形成的串联体靠近总正极处的待测电池包为电池包n，电池包n与总负极之间的电池包分别为电池包(n-1)、电池包(n-2)、…、电池包2、电池包1，依次类推递减可逐个精准地检测串联体中各电池包的温度信号，比如上电池包2热敏电阻输出的电压信号为20.9v，下电池包1的电压为20v，则上电池包温度信号对应的电压信号仅为0.9v，由于下电池包1的电压干扰，使上电池包2的热敏电阻采集的与温度信号相对应的电压信号严重失真。本发明实施例中将下电池包1的电压信号剔除，得到与上电池包2温度信号相对应的真实电压信号，解决上电池包2温度信号失真的问题；同时，把上电池包2中包括的下电池包1的电压信号剔除，使上电池包2温度信号相应的电压信号整体向下移动到信号输出采集电路700中处理器可识别的电压范围内，使温度信号输出更精准。本发明实施例中的电池包串联体中上电池包2温度检测电路，不仅解决了上电池包2温度检测问题，而且设计了耗电微小，精确度高、稳定度好、复杂度小且成本低的上电池包2温度检测电路，为电池包串联体的应用提供有效的温度管控方式，加快新能源应用领域的扩展速度。本实施例中所述的基准电压依据信号输出采集电路700中处理器的工作电压范围而定，在本发明利益实施例中基准电压可选用3.3v等其他电压值。本发明实施例中运放差分电路500中的运放器u2采用的是系统中原电机使用的运放器u2的b路，原电机使用的运放器的a路，b路空置，所以本发明实施例的运放器u2并没有增加成本。本发明实施例中的下电池包1电压电路400的输入端为下电池包1的正极，因串联的关系，即上电池包2的负极。
参照图4，所述基准电压产生电路300包括稳压器u4以及两个稳压电阻；
所述稳压器u4接入所述上电池包的正极与负极间；两个所述稳压电阻包括串联的第一稳压电阻r47和第二稳压电阻r45，所述第一稳压电阻r47接入所述稳压器u4的阳极与参比极之间，所述第二稳压电阻r45接入所述稳压器的阴极与参比极之间。
本发明实施例的稳压器u4为耗电微小，精确度高、稳定度好的稳压集成电路，以提供稳定电压作为基准，提高温度检测的精准度。两个稳压电阻的电阻值以及精度规格参数均相同，比如：电阻值均为10k，精度均为±1％，以便将稳压器u4内部提供的固定的2.5v精准电压，抬升到本发明实施例所需的上述基准电压5v。
进一步地，所述基准电压产生电路300还包括第一三极管q3；
所述第一三极管q3连接于所述稳压器u4与所述第二稳压电阻r45之间；所述第一三极管q3的基极与所述稳压器u4的阴极相连，所述第一三极管q3的集电极与所述上电池包2的正极相连，所述第一三极管q3的发射极与所述第二稳压电阻r45相连。
本发明实施例中第一三极管q3为稳压调整管，分担输入的不稳定电压和输出的5v稳定电压的差值电压部分，即输入电压等于q3的压降加上输出电压，不稳定的输入电压经q3的实时调整后，输出电压就稳定了。另外，q3有较强的耐流能力，以提高基准电压产生电路300的负载能力。本发明另一实施例中电流较小的情况下可通过电阻替换上述第一三极管q3作为调整器件。
进一步地，所述第一三极管q3的基极与集电极之间接入电阻r29，以给q3的基极和u4供电，所述第一三极管q3的基极与发射极之间反向接入防逆压钳位二极管d5，以防上述第一三级管q3的基极与发射极之间的pn结被反向尖峰电压击穿，保护第一三极管q3免受损害，延长第一三极管q3的使用寿命。
进一步地，所述基准电压产生电路300还包括二极管d1；
所述二极管d1的阳极与所述上电池包2的正极相连，所述二极管d1的阴极与所述第一三极管q3的集电极相连，防止误操作导致的电流回流，以保证电路正常工作。
进一步地，所述基准电压产生电路300还包括电容c3；所述电容c3并联于所述串联的第一稳压电阻r47和第二稳压电阻r45的两端，以在基准电压输出前进行滤波，提高基准电压稳定性。
进一步地，所述电阻信号转换为电压信号电路200中包括与热敏电阻20相串联的分压电阻r1，以结合所述基准电压产生电路300产生的基准电压将所述热敏电阻检测温度电路100的检测电阻信号转换成电压信号。
参照图6，rt为热敏电阻，也称为温度电阻，顾名思义，随温度变化其电阻值发生变化，温度与阻值有一一对应关系，因此知道了当前阻值，就知道了当前温度。
电阻串联分压测温度的原理如下：
u＝ri＝(r1+rt)i；
ut＝rti；
ut/u＝rti/[(r1+rt)i]＝rt/(r1+rt)；
ut＝u*rt/(r1+rt)＝5v*rt/(10kω+rt)；
本发明实施例中基准电压为5v，分压电阻r1为10kω；t代表温度，rt是t的函数，i代表电流。
令rt＝f(t)，则ut＝5f(t)/(10+f(t))；所以ut是t的函数，令ut＝g(t)，则ut＝g(t)＝5f(t)/(10+f(t))，则t＝g(-1)(ut)，即得到ut值，就可得到温度t。
进一步地，所述运放差分电路500中包括待机时低功耗控制电路600，所述待机时低功耗控制电路600一端与所述电阻信号转换为电压信号电路200相连，另一端与所述下电池包1电压电路400相连，待机时低功耗控制电路600还包括控制端，所述控制端为待机时没有、开机时才会有的一个主板电压源。
本发明实施例的待机时低功耗控制电路600，可实现电池包串联体中上电池包2温度检测电路在不工作状态下低功耗，以实现节能。
进一步地，所述待机时低功耗控制电路600包括一个主板电压源+16v、第二三极管q7以及两个mos开关q4以及q9；
所述一个主板电压源+16v与所述第二三极管q7的基极相连，以控制所述第二三极管q7的开通或关闭；
两个所述mos开关q4以及q9分别位于所述下电池包1电压电路400和所述电阻信号转换为电压信号电路200输出电压信号的一端，且两个所述mos开关q4以及q9的控制栅极分别都接到所述第二三极管q7的集电极。
本发明实施例中电池包串联体中上电池包2温度检测电路在不工作状态下，致使第二三极管q7的集电极和发射极之间断开，致使分别位于所述下电池包1电压电路400和所述电阻信号转换为电压信号电路200输出电压信号的一端的两个mos开关q4以及q9处于断开状态，使上电池包2温度检测电路处于不工作状态；开机后一个主板电压源+16v从无到有，给予一电压值激活第二三极管q7，使其集电极和发射极之间形成通路，于是两个mos开关q4以及q9各自的源极和栅极之间有了压差，这个压差使得q4和q9各自的源极和漏极连通了，于是两路电压被送到运放器u2的输入端进行减法运算，使得上电池包2温度检测电路进入工作状态。本发明实施例中一个主板电压源是+16v。本发明另一实施例中一个主板电压源的电压值可为其他满足应用的电压值。
进一步地，还包括信号输出采集电路700；所述信号输出采集电路700与所述运放差分电路500的输出端相连；
所述信号输出采集电路700包括mcu处理器或ad器件等，将对所得的代表温度信息的电压信号进行数据处理。
本发明实施例通过设计耗电微小的基准电压产生电路300和运放差分电路500，把上电池包2中代表温度信息的电压信号中受下电池包1影响的部分剔除掉，使代表温度信息的电压信号整体向下移动到信号输出采集电路700的处理器可识别的电压范围内，提高上电池包2温度检测的精准度。本发明实施例中的电池包串联体中上电池包2温度检测电路，不仅解决了上电池包2温度检测的技术问题，而且设计了耗电微小，精确度高、稳定度好、复杂度小且成本低的上电池包2温度检测电路，为电池包的组合应用提供有效的温度管控方式，加快新能源应用领域的扩展速度。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。