电池电压检测电路和电池电压检测系统的制作方法

1.本发明涉及电压检测技术领域，尤其涉及电池电压检测电路和电池电压检测系统。


背景技术：

2.随着新能源行业的不断发展，电化学储能的规模迅速扩大，电池容量的不断增大，传统的电池电压采样的成本急剧上升，而很多企业为了降低生产成本，往往采用精度较差的采样电路对电池电压进行采样。然而，精度较差的采样电路的稳定性较差，且电压检测误差较大，严重增大系统风险。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供电池电压检测电路和电池电压检测系统，其电路结构简单，能够采用普通运放进行高精度的电池电压采样，有效降低生产成本。
4.为了实现上有目的，本发明公开了一种电池电压检测电路，其包括电池模块和电压检测模块，所述电池模块包括多个依次串联的电池单元，所述电压检测模块包括多个与所述电池单元一一对应的电压检测电路，每一所述电压检测电路分别电连接对应的所述电池单元，所述电压检测电路用于检测对应的所述电池单元的实时电压vbat并输出对应的采样电压vc。
5.与现有技术相比，本发明的电压检测模块包括多个与电池单元一一对应的电压检测电路，每一电压检测电路分别电连接对应的电池单元，电压检测电路用于检测对应的电池单元的实时电压vbat并输出对应的采样电压vc，其电路结构简单，能够采用普通运放进行高精度的电池电压采样，有效降低生产成本。
6.较佳地，所述电压检测电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、比较器、第一场效应管q1、第二场效应管q2和第三电阻r3，所述第一电阻r1的一端电连接对应的所述电池单元的正极，另一端电连接所述比较器的负极输入端；所述第二电阻r2的一端电连接对应的所述电池单元的负极，另一端电连接所述比较器的正极输入端；所述比较器的输出端电连接所述第一场效应管q1的栅极，所述第一场效应管q1的源极电连接所述比较器的负极输入端，漏极电连接所述第二场效应管q2的漏极；所述第二场效应管q2的栅极电连接一上拉电压，源极通过所述第三电阻接地r3。
7.较佳地，所述电池电压检测电路还包括采集端口，所述采集端口电连接于所述第二场效应管q2的源极和第三电阻r3之间，所述采集端口用于输出所述电池单元的采样电压vc。
8.较佳地，所述电池单元的实时电压vbat依据公式vbat＝vc*(r1+r3)/r3计算获得。
9.较佳地，所述第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3具有相同阻值。
10.具体地，所述电池单元的实时电压vbat依据公式vbat＝2*vc计算获得。
11.较佳地，所述电池电压检测电路还包括第一使能端、第二使能端和光耦模块，所述
光耦模块包括第一光耦开关和第二光耦开关，所有所述比较器共同构成一采样功放单元，所述第一光耦开关的输出端电连接所述采样功放单元的正极输入端，输出端电连接所述第一使能端，所述第一使能端用于接收控制所述第一光耦开关的第一控制信号；所述第二光耦开关的输出端电连接所述采样功放单元的负极输入端，输出端电连接所述第二使能端，所述第二使能端用于接收控制所述第二光耦开关的第二控制信号。
12.较佳地，所述第一场效应管q1为p型mos管，所述第二场效应管q2为n型mos管。
13.较佳地，所述上拉电压的电压值为15v。
14.相应地，本发明还公开了一种电池电压检测系统，其包括多个如上所述的电池电压检测电路，所有电池模块呈串联设置。
附图说明
15.图1是本发明的电池电压检测系统的电路结构图；
16.图2是本发明的电池电压检测电路的电路结构图。
具体实施方式
17.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
18.请参阅图1和图2所示，本实施例的电池电压检测系统1000包括多个电池电压检测电路100，该电池电压检测电路100包括电池模块和电压检测模块，所有电池模块呈串联设置，电池模块包括多个依次串联的电池单元10。
19.较佳者，本实施例的单个电池单元10的电压为3.6v的锂电池，每个电池模块由四个电池单元10串联，电池电压检测系统1000包括四个电池电压检测电路100，该电池电压检测系统1000下的所有电池模块呈串联设置，即本实施例共有十六个电压等级为3.6v的锂电池串联，以使本实施例的电池电压检测系统1000具备最大检测效能。当然，在其他优选方式中，还可以选取具有其他电压等级的锂电池作为电池单元10，此时，每个电池模块的电池单元10数量及电池电压检测系统1000的总电池电压检测电路100数量根据实际参数调整优化，在此不做赘述。
20.该电压检测模块包括多个与电池单元10一一对应的电压检测电路，具体地，本实施例的电压检测模块具有四个电压检测电路，每个电压检测电路分别电连接对应的电池单元10，电压检测电路用于检测对应的电池单元10的实时电压vbat并输出对应的采样电压vc。
21.较佳地，本实施例的电压检测电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、比较器21、第一场效应管q1、第二场效应管q2和第三电阻r3，第一电阻r1的一端电连接对应的电池单元10的正极，另一端电连接比较器21的负极输入端。
22.第二电阻r2的一端电连接对应的电池单元10的负极，另一端电连接比较器21的正极输入端。
23.比较器21的输出端电连接第一场效应管q1的栅极，第一场效应管q1的源极电连接比较器21的负极输入端，漏极电连接第二场效应管q2的漏极。
24.第二场效应管q2的栅极电连接一上拉电压vl，源极通过第三电阻接地r3，具体地，
这里的上拉电压vl为15v。
25.较佳地，第一场效应管q1为p型mos管，第二场效应管q2为n型mos管。进一步地，电池电压检测电路100还包括采集端口22，采集端口22电连接于第二场效应管q2的源极和第三电阻r3之间，采集端口22用于输出电池单元10的采样电压vc。需要说明的是，当第一场效应管q1和第二场效应管q2为其他类型的mos管时，电压检测电路的其余电器件的电路连接方式需要做适应性调整。
26.可以理解的是，上述电路结构中，比较器21和第一场效应管q1共同组成高精度的轨道运放，第二场效应管q2具有两个作用，第一个作用是起控制作用，第二个作用是起缓冲保护作用。比较器21的输出端电连接第一场效应管q1的栅极，第一场效应管q1的源极电连接比较器21的负极输入端，以使该比较器21具有电压跟随特性。第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3共同构成分压电路，上拉电压vl恒作用在第二场效应管q2上，以使第二场效应管q2保持常通状态。
27.较佳地，电池单元10的实时电压vbat依据公式vbat＝vc*(r1+r3)/r3计算获得。通过采集端口22可以读取对应电池单元10的采集电压vc，再通过运算即可将电池单元10的采集电压vc转换为实时电压vbat。
28.较佳地，第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3具有相同阻值。此时，电池单元10的实时电压vbat依据公式vbat＝2*vc计算获得。将第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3设为具有相同阻值，一方面可以简化不同类电阻的数量以降低生产成本，另一方面可以简化实时电压vbat与采集电压vc的转换公式，提升计算速率。
29.较佳地，该电池电压检测电路100还包括第一使能端23、第二使能端24和光耦模块，光耦模块包括第一光耦开关31和第二光耦开关32，所有比较器21共同构成一采样功放单元40，第一光耦开关31的输出端电连接采样功放单元40的正极输入端vcc，输出端电连接第一使能端23，第一使能端23用于接收控制第一光耦开关31的第一控制信号。
30.第二光耦开关32的输出端电连接采样功放单元40的负极输入端vss，输出端电连接第二使能端24，第二使能端24用于接收控制第二光耦开关32的第二控制信号。这里的第二控制信号恒为高电平信号，以使第二光耦开关32处于常通状态。
31.这里的第一控制信号具有分为高电平第一控制信号和低电平第一控制信号，当第一控制信号为高电平第一控制信号时，第一光耦开关31导通以对电池单元10进行实时电压检测；当第一控制信号为低电平第一控制信号时，第一光耦开关31断开以停止对电池单元10进行电压检测。
32.结合图1和图2，本发明的电压检测模块包括多个与电池单元10一一对应的电压检测电路，每一电压检测电路分别电连接对应的电池单元10，电压检测电路用于检测对应的电池单元10的实时电压vbat并输出对应的采样电压vc，其电路结构简单，能够采用普通运放进行高精度的电池电压采样，有效降低生产成本，在保证采样功放单元40供电正常的情况下，可应用于工作电压更高的储能系统，适应性强，可在多系统使用。
33.以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。