一种电池电压监控电路的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种电池电压监控电路。

背景技术：

现有的产品化电池管理系统中，电池单体电压采集监控方案多采用电压采集芯片，其采集监控成本低、诊断方式完备、可靠性高。

目前量产的电压采集芯片采样精度均大于±5mV，集成后板级精度会达到±10mV左右，使用电压采集芯片进行电池单体电压的采集监控存在采样精度低的问题。尤其对于端电压变化率较小的磷酸铁锂型的动力电池，无法通过对端电压的采集监控实现对动力电池荷电状态进行校准。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种电池电压监控电路，从而可以解决现有技术中电压采集芯片对电池单体的电压的采样精度低，且无法对动力电池荷电状态进行校准的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种电池电压监控电路，包括：

至少一个电压采集芯片，所述电压采集芯片包括：多路采样通道，每一路采样通道分别对应与一个电池单体连接；

译码装置，包括：多个信号输出端，每个信号输出端分别对应与一个电池单体连接；

模数采集芯片，所述模数采集芯片与所述译码装置连接；

微控制单元，所述微控制单元分别与所述电压采集芯片、所述译码装置和所述模数采集芯片连接；

所述电压采集芯片采集的各个电池单体的电压值和所述模数采集芯片采集的所述目标电池单体的电压值输入至所述微控制单元；所述微控制单元通过比较各个电池单体的电压值，确定目标电池单体并输出片选信号，所述片选信号用于选通所述目标电池单体与所述模数采集芯片。

其中，所述微控制单元包括：与所述电压采集芯片连接的第一端口，所述第一端口接收所述电压采集芯片采集的各个电池单体的电压值。

其中，所述译码装置还包括：至少一个使能控制输入端；

所述微控制单元包括：与所述使能控制输入端连接的第二端口，所述第二端口输出所述片选信号。

其中，所述微控制单元包括：与所述模数采集芯片连接的第三端口，所述第三端口接收所述模数采集芯片采集的所述目标电池单体的电压值。

其中，所述译码装置包括：多个级联的译码器；

所述多个级联的译码器的每个信号输出端分别对应与一个电池单体连接。

其中，所述译码器为三八译码器。

其中，所述模数采集芯片的采样精度高于所述电压采集芯片的采样精度。

其中，所述微控制单元与所述电压采集芯片通过串行外设接口连接。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

本实用新型的上述方案中，通过将电压采集芯片采集的各个电池单体的电压值输入值微控制单元，微控制单元通过比较各个电池单体的电压值，确定目标电池单体并输出片选信号，通过该片选信号选通目标电池单体与模数采集芯片，最后将模数采集芯片采集的目标电池单体的电压值输入至微控制单元。如此，通过模数采集芯片，不仅提高电池单体电压的采样精度，还能够矫正电池系统荷电状态，实现对电池荷电状态的校准。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电池电压监控电路的组成结构示意图；

图2为本实用新型一示例的译码装置的组成结构示意图。

附图标记说明：

1-电压采集芯片；2-电池单体；3-译码装置；4-模数采集芯片；5-微控制单元；6-第一级三八译码器；7-第二级三八译码器。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型公开了一种电池电压监控电路，如图1所示，包括：至少一个电压采集芯片1，该电压采集芯片1包括：多路采样通道，每一路采样通道分别对应与一电池单体2连接；译码装置3，包括：多个信号输出端，每个信号输出端分别对应与一个电池单体2连接；模数采集芯片4，该模数采集芯片与译码装置3连接；微控制单元5，该微控制单元5分别与电压采集芯片1、译码装置3和模数采集芯片4连接。

这里，电压采集芯片1采集的各个电池单体2的电压值和模数采集芯片4采集的目标电池单体的电压值输入值该微控制单元5；该微控制单元5通过比较各个电池单体2的电压值，确定目标电池单体并输出片选信号，该片选信号用于选通目标电池单体与模数采集芯片4。

本实施例中，电池电压监控电路还可包括：电池包，所述电池包包括多个串联连接的电池单体2。也就是说，电池单体2为电池包内的电池单体，是电池包的组成部分。

这里，电池包内的每一个电池单体2分别对应有用于区分彼此的序号，即编号。

需要说明的是，由于电压采集芯片1的每一路采样通道分别对应与一个电池单体2连接，所以电压采集芯片1的个数取决于其自身采样通道的通道数以及电池单体2的个数。

一示例中，电压采集芯片1包括：M路采样通道，M为正整数；电池单体2为N个，N为正整数，且N≥M；则电压采集芯片的个数为：其中，符号表示向上取整。

需要说明的是，通常情况下，N是M的倍数。以32个电池单体采集子板为例，使用的是16通道的电压采集芯片，则电压采集芯片的个数为2，每个电压采集芯片监控16个电池单体，采集16个电池单体的电压。

优选的，所述模数采集芯片4的采样精度高于所述电压采集芯片1的采样精度。

本实施例中，优选的，模数采集芯片4为单通道高精度AD采集芯片。

本实施例中，通过将电压采集芯片1采集的各个电池单体2的电压值输入值微控制单元5，微控制单元5通过比较各个电池单体2的电压值，确定目标电池单体并输出片选信号，通过该片选信号选通目标电池单体与模数采集芯片4，最后将模数采集芯片4采集的目标电池单体的电压值输入至微控制单元5。如此，通过模数采集芯片4，不仅提高电池单体电压的采样精度，还能够矫正电池系统荷电状态，实现对电池荷电状态的校准。

优选的，所述微控制单元5包括：与所述电压采集芯片1连接的第一端口，所述第一端口接收所述电压采集芯片1采集的各个电池单体2的电压值。

这里，优选的，所述微控制单元5与所述电压采集芯片1通过串行外设接口连接。

串行外设接口(Serial Peripheral Interface，简称SPI)是一种高速的、全双工的同步通信总线，可以用全双工通信方式同时发送和接收8(16)位数据。

优选的，所述译码装置3还包括：至少一个使能控制输入端；所述微控制单元5包括：与所述使能控制输入端连接的第二端口，所述第二端口输出所述片选信号。

需要说明的是，译码装置3用于根据微控制单元5输出的片选信号，将目标电池单体与模数采集芯片4选通。也就是将目标电池单体的电压通道引入至模数采集芯片4进行电压采集。

在一优选的实施例中，所述译码装置3包括：多个级联的译码器；所述多个级联的译码器的每个信号输出端分别对应与一个电池单体连接。

这里，在本实施例中，优选的，所述译码器为三八译码器。这里，译码装置3中三八译码器的个数视电池单体的个数而定，这里不做具体限定。

在一示例中，如图2所示，当电池单体个数为32个时，译码装置3可包括：四个第一级三八译码器6，其中，四个第一级三八译码器6分别对应与一第二级三八译码器7级联，该四个第一级三八译码器6的每个信号输出端分别对应与一个电池单体连接，第二级三八译码器7的信号输出端与第一级三八译码器6的使能控制输入端连接，第二级三八译码器7的使能控制输入端与微控制单元5的使能控制输入端(图中未显示)连接。

优选的，所述微控制单元5包括：与所述模数采集芯片4连接的第三端口，所述第三端口接收所述模数采集芯片4采集的所述目标电池单体的电压值。

具体的，所述微控制单元5与所述模数采集芯片4通过串行外设接口连接。

需要说明的是，电压采集芯片1通过SPI总线分别将采集的电池单体的电压值传输至微控制单元5；微控制单元5根据各个电池单体的电压值，通过排序算法，计算得出最高或最低的电压值及电池单体的序号，这里，序号对应的电池单体即为目标电池单体；微控制单元5通过输出片选信号，对译码装置3进行片选后，将最高或最低的电压值对应的目标电池单体选出并送至模数采集芯片4，由于模数采集芯片4为精度高的采集芯片，其可将毫伏级单体电压发送至微控制单元5，微控制单元5根据此电压对电池荷电状态进行校准。

本实用新型实施例，通过将电压采集芯片采集的各个电池单体的电压值输入值微控制单元，微控制单元通过比较各个电池单体的电压值，确定目标电池单体并输出片选信号，通过该片选信号选通目标电池单体与模数采集芯片，最后将模数采集芯片采集的目标电池单体的电压值输入至微控制单元。如此，通过模数采集芯片，不仅提高电池单体电压的采样精度，还能够矫正电池系统荷电状态，实现对电池荷电状态的校准。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。