一种串联电池组中单体电池电压的实时测量电路的制作方法

本实用新型涉及串联电池组中单体电池电压的测量技术领域，具体为一种串联电池组中单体电池电压的实时测量电路。

背景技术：

可充放电电池在需要高电压或者大功率应用的场合，常常将它们多只串联起来，形成电池组。限于目前电池的工艺水平和制造成本的限制，电池的参数不一致、应用环境的差异等因素，导致串联电池组的单体电池间剩余容量不一致。严重时可能导致充放电过程中，个别电池过充电或过放电而损坏，导致电池组无法使用。所以，在串联电池组的实际应用中，都配备有监测串联电池组中单体电池电压的测量电路，来准确判断电池状态、进行电池保护。

现有串联电池组中单体电池电压的测量方法，通常采用可控开关网络分时选通某节单体电池来测量电压，或者采用恒流源来实现电位转换。前者电路控制相对复杂且无法实现实时同步检测，后者且对恒流源的精度要求高，在串联数量很大时，要求恒流源耐压很高，电量损耗也较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种串联电池组中单体电池电压的实时测量电路，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种串联电池组中单体电池电压的实时测量电路，包括串联电池组1、测量单元2和模数转换单元3，所述串联电池组1包括电池bx、电池bn和电池ba，所述测量单元2包括运算放大器opx、运算放大器op1、运算放大器opa、电压基准芯片ux1、电压基准芯片u1、电压基准芯片ua1、电阻rx1、电阻r1、电阻ra1、电阻rx2、电阻r2、电阻ra2、电阻rx3、电阻r3、电阻ra3、电阻rx4电阻r4、电阻ra4、电阻rx5、电阻r5、电阻ra5、电阻rx6、电阻r6、电阻ra6、电阻rx7、电阻r7和电阻ra7，所述模数转换单元3包括电压输入端sn、电压输入端s2和电压输入端s1。

优选的，所述的电池bx正极端串接电阻rx1后，连接于运算放大器opx的输入端正极，所述的电压基准芯片ux1输入端连接于电池bx正/负极端，电压基准芯片ux1输出端串接电阻rx3后，连接于运算放大器opx的输入端负极，所述的电阻rx2两极分别连接于运算放大器opx的输入端正极与接地端，所述的电阻rx4两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与接地端，所述的电阻rx5两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与串接电阻rx6、电阻rx7，所述的阻rx6、电阻rx7连接于运算放大器opx的输出端，所述的运算放大器opx的电源正端连接电源vcc，运算放大器opx的电源负端连接接地端，运算放大器opx的输出端连接于电压输入端sn；

优选的，所述的电池bn正极端串接电阻r1后，连接于运算放大器op1的输入端正极，所述的电压基准芯片u1输入端连接于电池bn正/负极端，电压基准芯片u1输出端串接电阻r3后，连接于运算放大器op1的输入端负极，所述的电阻r2两极分别连接于运算放大器op1的输入端正极与接地端，所述的电阻r4两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与接地端，所述的电阻r5两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与串接电阻r6、电阻r7，所述的阻r6、电阻r7连接于运算放大器op1的输出端，所述的运算放大器opx1的电源正端连接电源vcc，运算放大器op1的电源负端连接接地端，运算放大器op1的输出端连接于电压输入端s2；

优选的，所述的电池ba正极端串接电阻ra1后，连接于运算放大器opa的输入端正极，所述的电压基准芯片ua1输入端连接于电池ba正/负极端，电压基准芯片ua1输出端串接电阻ra3后，连接于运算放大器opa的输入端负极，所述的电阻ra2两极分别连接于运算放大器opa的输入端正极与接地端，所述的电阻ra4两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与接地端，所述的电阻ra5两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与串接电阻ra6、电阻ra7，所述的阻ra6、电阻ra7连接于运算放大器opa的输出端，所述的运算放大器opa的电源正端连接电源vcc，运算放大器opa的电源负端连接接地端，运算放大器opa的输出端连接于电压输入端s1。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本串联电池组中单体电池电压的实时测量电路，采用单个集成运放，完成电压测量放大，相比以往的技术，电路简单、能量消耗低；因不需要开关网络分时选通某节单体电池，实现实时同步测量；当电池正常充放电时，其电压仅在一个区间发生变化，采用电压基准芯片u1，并选取合理的电压基准，能够提取电池bn电压变动的数据，放大后输送到ad转换电路，相比以往的技术，提高信号在模数转换后的分辨率，有助于实现更精确的控制。

附图说明

图1为本实用新型的实施例一电路图；

图2为本实用新型的实施例二电路图；

图3为本实用新型的实施例三电路图；

图4为本实用新型的实施例四电路图。

图中：1、串联电池组；2、测量单元；3、模数转换单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，一种串联电池组中单体电池电压的实时测量电路，包括串联电池组1、测量单元2和模数转换单元3，所述串联电池组1包括电池bx、电池bn和电池ba，所述测量单元2包括运算放大器opx、运算放大器op1、运算放大器opa、电压基准芯片ux1、电压基准芯片u1、电压基准芯片ua1、电阻rx1、电阻r1、电阻ra1、电阻rx2、电阻r2、电阻ra2、电阻rx3、电阻r3、电阻ra3、电阻rx4电阻r4、电阻ra4、电阻rx5、电阻r5、电阻ra5、电阻rx6、电阻r6、电阻ra6、电阻rx7、电阻r7和电阻ra7，所述模数转换单元3包括电压输入端sn、电压输入端s2和电压输入端s1；其中，

所述的电池bx正极端串接电阻rx1后，连接于运算放大器opx的输入端正极，所述的电压基准芯片ux1输入端连接于电池bx正/负极端，电压基准芯片ux1输出端串接电阻rx3后，连接于运算放大器opx的输入端负极，所述的电阻rx2两极分别连接于运算放大器opx的输入端正极与接地端，所述的电阻rx4两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与接地端，所述的电阻rx5两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与串接电阻rx6、电阻rx7，所述的阻rx6、电阻rx7连接于运算放大器opx的输出端，所述的运算放大器opx的电源正端连接电源vcc，运算放大器opx的电源负端连接接地端，运算放大器opx的输出端连接于电压输入端sn；

所述的电池bn正极端串接电阻r1后，连接于运算放大器op1的输入端正极，所述的电压基准芯片u1输入端连接于电池bn正/负极端，电压基准芯片u1输出端串接电阻r3后，连接于运算放大器op1的输入端负极，所述的电阻r2两极分别连接于运算放大器op1的输入端正极与接地端，所述的电阻r4两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与接地端，所述的电阻r5两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与串接电阻r6、电阻r7，所述的阻r6、电阻r7连接于运算放大器op1的输出端，所述的运算放大器opx1的电源正端连接电源vcc，运算放大器op1的电源负端连接接地端，运算放大器op1的输出端连接于电压输入端s2；

所述的电池ba正极端串接电阻ra1后，连接于运算放大器opa的输入端正极，所述的电压基准芯片ua1输入端连接于电池ba正/负极端，电压基准芯片ua1输出端串接电阻ra3后，连接于运算放大器opa的输入端负极，所述的电阻ra2两极分别连接于运算放大器opa的输入端正极与接地端，所述的电阻ra4两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与接地端，所述的电阻ra5两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与串接电阻ra6、电阻ra7，所述的阻ra6、电阻ra7连接于运算放大器opa的输出端，所述的运算放大器opa的电源正端连接电源vcc，运算放大器opa的电源负端连接接地端，运算放大器opa的输出端连接于电压输入端s1。

实施例二：

请参阅图2，一种串联电池组中单体电池电压的实时测量电路，包括串联电池组1、测量单元2和模数转换单元3，串联电池组1包括电池bx、电池bn和电池ba，测量单元2包括运算放大器opx、运算放大器op1、运算放大器opa、电压基准芯片ux1、电压基准芯片u1、电压基准芯片ua1、电阻rx1、电阻r1、电阻ra1、电阻rx2、电阻r2、电阻ra2、电阻rx3、电阻r3、电阻ra3、电阻rx4电阻r4、电阻ra4、电阻rx5、电阻r5和电阻ra5，模数转换单元3包括电压输入端sn、电压输入端s2和电压输入端s1；其中，

电池bx正极端串接电阻rx1后，连接于运算放大器opx的输入端正极，电压基准芯片ux1输入端连接于电池bx正/负极端，电压基准芯片ux1输出端串接电阻rx3后，连接于运算放大器opx的输入端负极，电阻rx2两极分别连接于运算放大器opx的输入端正极与接地端，电阻rx4两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与接地端，电阻rx5两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与运算放大器opx的输出端，运算放大器opx的电源正端连接电源vcc，运算放大器opx的电源负端连接接地端，运算放大器opx的输出端连接于电压输入端sn；

电池bn正极端串接电阻r1后，连接于运算放大器op1的输入端正极，电压基准芯片u1输入端连接于电池bn正/负极端，电压基准芯片u1输出端串接电阻r3后，连接于运算放大器op1的输入端负极，电阻r2两极分别连接于运算放大器op1的输入端正极与接地端，电阻r4两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与接地端，电阻r5两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与运算放大器op1的输出端，运算放大器opx1的电源正端连接电源vcc，运算放大器op1的电源负端连接接地端，运算放大器op1的输出端连接于电压输入端s2；

电池ba正极端串接电阻ra1后，连接于运算放大器opa的输入端正极，电压基准芯片ua1输入端连接于电池ba正/负极端，电压基准芯片ua1输出端串接电阻ra3后，连接于运算放大器opa的输入端负极，电阻ra2两极分别连接于运算放大器opa的输入端正极与接地端，电阻ra4两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与接地端，电阻ra5两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与运算放大器opa的输出端，运算放大器opa的电源正端连接电源vcc，运算放大器opa的电源负端连接接地端，运算放大器opa的输出端连接于电压输入端s1。

实施例三：

请参阅图3，一种串联电池组中单体电池电压的实时测量电路，包括串联电池组1、测量单元2和模数转换单元3，串联电池组1包括电池bx、电池bn和电池ba，测量单元2包括运算放大器opx、运算放大器op1、运算放大器opa、电压基准芯片ux1、电压基准芯片u1、电压基准芯片ua1、开关swx、开关sw1、开关swa、开关swvcc、电阻rx1、电阻r1、电阻ra1、电阻rx2、电阻r2、电阻ra2、电阻rx3、电阻r3、电阻ra3、电阻rx4电阻r4、电阻ra4、电阻rx5、电阻r5、电阻ra5、电阻rx6、电阻r6、电阻ra6、电阻rx7、电阻r7和电阻ra7，模数转换单元3包括电压输入端sn、电压输入端s2和电压输入端s1；其中，

电池bx正极端串接开关swx与电阻rx1后，连接于运算放大器opx的输入端正极，电压基准芯片ux1输入端连接于电池bx正/负极端，电压基准芯片ux1输出端串接电阻rx3后，连接于运算放大器opx的输入端负极，电阻rx2两极分别连接于运算放大器opx的输入端正极与接地端，电阻rx4两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与接地端，电阻rx5两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与串接电阻rx6、电阻rx7，阻rx6、电阻rx7连接于运算放大器opx的输出端，运算放大器opx的电源正端连接开关swvcc后，接入电源vcc，运算放大器opx的电源负端连接接地端，运算放大器opx的输出端连接于电压输入端sn；

电池bn正极端串接开关sw1与电阻r1后，连接于运算放大器op1的输入端正极，电压基准芯片u1输入端连接于电池bn正/负极端，电压基准芯片u1输出端串接电阻r3后，连接于运算放大器op1的输入端负极，电阻r2两极分别连接于运算放大器op1的输入端正极与接地端，电阻r4两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与接地端，电阻r5两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与串接电阻r6、电阻r7，阻r6、电阻r7连接于运算放大器op1的输出端，运算放大器opx1的电源正端连接电源vcc，运算放大器op1的电源负端连接接地端，运算放大器op1的输出端连接于电压输入端s2；

电池ba正极端串接开关swa与电阻ra1后，连接于运算放大器opa的输入端正极，电压基准芯片ua1输入端连接于电池ba正/负极端，电压基准芯片ua1输出端串接电阻ra3后，连接于运算放大器opa的输入端负极，电阻ra2两极分别连接于运算放大器opa的输入端正极与接地端，电阻ra4两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与接地端，电阻ra5两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与串接电阻ra6、电阻ra7，阻ra6、电阻ra7连接于运算放大器opa的输出端，运算放大器opa的电源正端连接电源vcc，运算放大器opa的电源负端连接接地端，运算放大器opa的输出端连接于电压输入端s1。

实施例四：

请参阅图4，一种串联电池组中单体电池电压的实时测量电路，包括串联电池组1、测量单元2和模数转换单元3，串联电池组1包括电池bx、电池bn和电池ba，测量单元2包括运算放大器opx、运算放大器op1、运算放大器opa、电阻rx1、电阻r1、电阻ra1、电阻rx2、电阻r2、电阻ra2、电阻rx3、电阻r3、电阻ra3、电阻rx4电阻r4、电阻ra4、电阻rx5、电阻r5、电阻ra5、电阻rx6、电阻r6、电阻ra6、电阻rx7、电阻r7和电阻ra7，模数转换单元3包括电压输入端sn、电压输入端s2和电压输入端s1；其中，

电池bx正极端串接电阻rx1后，连接于运算放大器opx的输入端正极，电池bx负极端串接电阻rx3后，连接于运算放大器opx的输入端负极，电阻rx2两极分别连接于运算放大器opx的输入端正极与接地端，电阻rx4两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与接地端，电阻rx5两极分别连接于运算放大器opx的输入端负极与串接电阻rx6、电阻rx7，阻rx6、电阻rx7连接于运算放大器opx的输出端，运算放大器opx的电源正端连接电源vcc，运算放大器opx的电源负端连接接地端，运算放大器opx的输出端连接于电压输入端sn；

电池bn正极端串接电阻r1后，连接于运算放大器op1的输入端正极，电池bn负极端串接电阻r3后，连接于运算放大器op1的输入端负极，电阻r2两极分别连接于运算放大器op1的输入端正极与接地端，电阻r4两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与接地端，电阻r5两极分别连接于运算放大器op1的输入端负极与串接电阻r6、电阻r7，阻r6、电阻r7连接于运算放大器op1的输出端，运算放大器opx1的电源正端连接电源vcc，运算放大器op1的电源负端连接接地端，运算放大器op1的输出端连接于电压输入端s2；

电池ba正极端串接电阻ra1后，连接于运算放大器opa的输入端正极，电池ba负极端串接电阻ra3后，连接于运算放大器opa的输入端负极，电阻ra2两极分别连接于运算放大器opa的输入端正极与接地端，电阻ra4两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与接地端，电阻ra5两极分别连接于运算放大器opa的输入端负极与串接电阻ra6、电阻ra7，阻ra6、电阻ra7连接于运算放大器opa的输出端，运算放大器opa的电源正端连接电源vcc，运算放大器opa的电源负端连接接地端，运算放大器opa的输出端连接于电压输入端s1。

本串联电池组中单体电池电压的实时测量电路，采用单个集成运放，完成电压测量放大，相比以往的技术，电路简单、能量消耗低；因不需要开关网络分时选通某节单体电池，实现实时同步测量；当电池正常充放电时，其电压仅在一个区间发生变化，采用电压基准芯片u1，并选取合理的电压基准，能够提取电池bn电压变动的数据，放大后输送到ad转换电路，相比以往的技术，提高信号在模数转换后的分辨率，有助于实现更精确的控制。

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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。