一种低成本锂电池电压检测装置及其方法与流程

本发明涉及新能源行业锂电池电压检测技术领域，具体涉及一种低成本锂电池电压检测装置及其方法。

背景技术：

当前，太阳能发电的应用越来越广泛。太阳能发电过程中，需要对光伏电池输出的电压、电流进行实时采样，以满足上一级系统或电网调度系统的监控需求。

针对锂电池的电池管理系统(bms)是电池储能的核心装置，是确保电池安全可靠工作的保证。而电池关系系统的主要功能之一就是针对电池电压的检测，目前针对电池电压检测一般由国外专用集成电路进行，电池电压采集专用集成电路集成电路主要集中在国外公司，采购周期长且应用价格较高。

技术实现要素：

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种低成本锂电池电压检测装置及其方法，旨在提供一种成本较低适用于多组电池同时检测的电池电压采集芯片。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种低成本锂电池电压检测装置，该装置包括分压电路、模拟开关(u4)和微处理器(u3)，多组电池通过所述分压电路分别接入所述模拟开关(u4)的输入接口，所述微处理器(u3)与所述模拟开关(u4)的选通接口相连接并发送接口选通信号；

所述模拟开关(u4)的输入接口接入运放电路进行同相缓冲，并经过滤波电路接入所述微处理器(u3)的adc接口。

一种低成本锂电池电压检测方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

将多组电池接入由分压电路形成的分压电阻阵列中，并导通电池组进行电池电压的分压；

微处理器(u3)顺序选通模拟开关(u4)的输入接口in1～int7，完成多组电池的电压信号分别采集；

电池电压信号通过模拟开关(u4)的out口经过运放电路进行同相缓冲，再经过rc滤波电路滤波后，输入到微处理器(u3)的adc接口；

电池电压经过微处理器(u3)的内部ad转换后形成对应的数字量；

最后，通过根据分压和增益参数计算后得出每节连接电池的电压。

更进一步地，所述分压电路包括多个分压电阻(r1～r16)，其中相邻分压电阻串联形成所述分压电路。

更进一步地，所述分压电阻的公共端接地。

更进一步地，所述运放电路采用单电源运算放大器(u5)，其正相端接入所述模拟开关(u4)的out/in接口，所述单电源运算放大器(u5)型号为lm321。

更进一步地，所述滤波电路为rc滤波电路，其主要包括电阻(r20)和滤波电容(c1)，所述电阻r20一端与单电源运算放大器(u5)相接，另一端与滤波电容(c1)的连接节点连接；所述滤波电容(c1)另一端接地。

更进一步地，所述微处理器(u3)为mcu，所述模拟开关(u4)的型号为cd4051。

更进一步地，所述池组进行电池电压的分压至≤3v。

有益效果

本发明提供了一种低成本锂电池电压检测装置及其方法，与现有公知技术相比，本发明的具有如下有益效果：

本发明通过微处理器配合模拟开关的接口选通操作，可对通过分压电路接入模拟开关的8节电池电压进行实时检测，具有使用灵活，制造成本低和拓展性强的特点，适应于不同的锂电池电压检测场合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的电路原理示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

本实施例的一种低成本锂电池电压检测装置，参照图1：该装置包括分压电路、模拟开关u4和微处理器u3，(本实施例的微处理器u3为mcu，模拟开关u4的型号为cd4051)；多组电池通过分压电路分别接入模拟开关u4的输入接口，微处理器u3与模拟开关u4的选通接口相连接并发送接口选通信号；

模拟开关u4的输入接口接入运放电路进行同相缓冲，并经过滤波电路接入微处理器u3的adc接口。

运放电路采用单电源运算放大器u5，其正相端接入模拟开关u4的out/in接口，单电源运算放大器u5型号为lm321。滤波电路为rc滤波电路，其主要包括电阻r20和滤波电容c1，电阻r20一端与单电源运算放大器u5相接，另一端与滤波电容c1的连接节点连接；滤波电容c1另一端接地。

一种低成本锂电池电压检测方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

将多组电池接入由分压电路形成的分压电阻阵列中，并导通电池组进行电池电压的分压(池组进行电池电压的分压至≤3v)；微处理器u3顺序选通模拟开关u4的输入接口in1～int7，完成多组电池的电压信号分别采集；电池电压信号通过模拟开关u4的out口经过运放电路进行同相缓冲，再经过rc滤波电路滤波后，输入到微处理器u3的adc接口；电池电压经过微处理器u3的内部ad转换后形成对应的数字量；最后，通过根据分压和增益参数计算后得出每节连接电池的电压。

分压电路包括多个分压电阻r1～r16，其中奇数位的分压电阻r1，r3，r5，r7，r9，r11，r13，r15一端接入电池，另一端和模拟开关的输入接口相连接，以其一一相邻的偶数位r2，r4，r6，r8，r10，r12，r14，r16分压电阻串联形成分压电路；其中分压电阻的公共端接地

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及新能源行业锂电池电压检测技术领域，提供本实施例的一种低成本锂电池电压检测装置，参照图1：该装置包括分压电路、模拟开关U4和微处理器U3，(本实施例的微处理器U3为MCU，模拟开关U4的型号为CD4051)；多组电池通过分压电路分别接入模拟开关U4的输入接口，微处理器U3与模拟开关U4的选通接口相连接并发送接口选通信号；模拟开关U4的输出接口接入运放电路进行同相缓冲，并经过滤波电路接入微处理器U3的ADC接口；本发明旨在提供一种成本较低适用于多组电池同时检测的电池电压采集芯片。

技术研发人员：李团委
受保护的技术使用者：炫途储能科技（上海）有限公司
技术研发日：2019.04.01
技术公布日：2019.07.05