一种多通道电池温度采集电路的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池管理系统技术，尤其涉及一种多通道电池温度采集实现方式，属于锂电池管理技术领域。


背景技术：

2.随着电池储能技术的不断发展，大量的储能站投入运营，这既包括风电场、光伏电站等新能源电站、也包括传统的火电、水电等变电站，电池储能技术在发电、输电、配电和用电侧都发挥了极其重要的作用，而对电池的热管理是储能系统非常重要的环节。
3.当电池温度过低时，电池的可用容量迅速降低，在某些极端温度下对电池充电，可能会出现瞬间过压及过充的现象，造成内部短路；当在制造、运输、运行等过程中管理不当造成电池局部过热，有可能引发火灾甚至爆炸等事件造成财产损失及人员伤亡等严重后果。电池的最佳使用环境温度应保持在25℃左右，较此温度相差过大会造成电池使用寿命的下降。
4.此外，在充放电过程中，不同电芯的温差过大会使电池的可用容量发生变化，通过日积月累不同电芯的可用容量差距越来越大，如木桶效应整个电池模组的容量将受限于电池容量最小的电芯。
5.综上所述，电池管理技术中对电池的热管理是极为重要的环节，对电池进行热管理的前提是实时采集各节电芯的温度。目前市场上的电池管理芯片均无专门的温度采集通道，基本通过gpio对模拟量进行采集进而完成对温度的采集，而电池管理芯片的gpio口数量非常有限，除负责温度采集外还需完成压力传感、风扇反馈等功能，根本无法满足过多温度通道的采集，本实用新型即阐述了一种实现多通道电池温度采集而不受限于管理芯片的gpio口数量的方式。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的，在于提供一种多通道温度采集电路，使温度采集通道的数量不受限于电池管理芯片的gpio口数量。
7.为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
8.一种多通道电池温度采集电路，包括电池管理芯片、至少一片多通道模拟开关以及温度采集电路；所述温度采集电路由多路分压电路组成；每路分压电路包括高精度电阻r1和热敏电阻r2，所述高精度电阻r1一端连接到所述电池管理芯片提供的参考电压点，另一端连接到所述热敏电阻r2的一端，热敏电阻r2的另一端接地；高精度电阻r1和热敏电阻r2的连接点作为分压电路的输出端；所述温度采集电路的输出对应连接所述多通道模拟开关的各路模拟量输入端，所述多通道模拟开关的模拟量输出端和地址输入端连接到所述电池管理芯片的输入输出端口。
9.优选的，当所述多通道模拟开关为两片以上时，各多通道模拟开关的地址输入端连接到相同的电池管理芯片输入输出端口，各多通道模拟开关的模拟量输出端连接到不同
的电池管理芯片输入输出端口。
10.优选的，所述电池管理芯片采用ltc681x系列。
11.优选的，所述高精度电阻r1的阻值和热敏电阻r2的额定阻值相等。
12.优选的，所述多通道模拟开关为8通道模拟开关或者16通道模拟开关。
13.本实用新型的有益效果是：以较低的成本和较简洁的电路完成了对电池模组中各个电芯的温度采集，解决了电池管理芯片温度采样通道数量不够的问题。
附图说明
14.图1是本技术实施例提供的一种多通道电池温度采集电路结构示意图；
15.图2是本技术实施例提供的再一种多通道电池温度采集电路结构示意图；
16.图3是本技术实施例提供的另一种多通道电池温度采集电路结构示意图；
17.其中：1-电池管理芯片、2-多通道模拟开关、3-温度采集电路。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型的电路结构附图，对本发作进一步详细说明。
19.如图1所示为本技术提供的一种多通道电池温度采集电路，包括电池管理芯片1、至少一片多通道模拟开关2以及温度采集电路3。温度采集电路1由多路分压电路组成；每路分压电路包括高精度电阻r1和热敏电阻r2。高精度电阻r1一端连接到电池管理芯片1提供的参考电压点vref2，另一端连接到热敏电阻r2的一端，热敏电阻r2的另一端连接接地点gnd。高精度电阻r1和热敏电阻r2的连接点作为分压电路的输出端。温度采集电路1的输出对应连接多通道模拟开关2的各路模拟量输入端，多通道模拟开关2的模拟量输出端和地址输入端连接到所述电池管理芯片的输入输出端口gpio。本实施例中，高精度电阻r1的阻值和热敏电阻r2的在25度时的额定阻值相等，均采用100k欧姆。
20.分压电路以电池管理芯片提供的vref2为参考电压，采用100k高精度低温漂电阻与100k热敏电阻进行分压，当电芯温度发生变化时，热敏电阻阻值发生变化，其分得的电压亦会随之发生变化，将此电压上送给多路模拟开关。
21.本实施例的多通道电池温度采集电路工作原理如下：分压电路以电池管理芯片提供的vref2为参考电压，采用100k高精度低温漂电阻与100k热敏电阻进行分压将温度信号转化为电压模拟量，当电芯温度发生变化时，热敏电阻阻值发生变化，其分得的电压亦会随之发生变化，将此电压上送给多通道模拟开关。多通道模拟开关分别需要与地址输入端口对应数量的gpio口作为地址线和1个gpio口作为模拟量输出，多通道模拟开关通过模拟量输入端读取各个分压电路的电压值，并通过模拟量输出端上送给电池管理芯片。多通道模拟开关将多路电压信号以时分复用的方式传递给电池管理芯片。电池管理芯片通过gpio口读取来多通道模拟开关的电压模拟量，因参考电压vref为定值，通过vref、100k的阻值以及读取的电压模拟量计算出热敏电阻的实时阻值，再通过热敏电阻阻值与温度的对应关系得出所测电芯的实时温度。
22.优选的实施例中，温度采集电路用于采集电池电芯的温度，电池管理芯片采用ltc681x芯片，ltc681x是专业的电池的管理芯片，可从电池本身取电而无需额外设计供电电路，芯片自带adc转换单元，可将采集的模拟量转换为数字量，省去adc转换单元。
23.一些实施例中，需要的多通道模拟开关为两片以上时，各多通道模拟开关的地址输入端连接到相同的电池管理芯片输入输出端口，各多通道模拟开关的模拟量输出端连接到不同的电池管理芯片输入输出端口。
24.当需要采集16路电芯温度时，如图2所示，可以选用一片十六路模拟开关，例如cd4067，相当于一个单刀十六掷开关，具体接通哪一通道，由输入地址码a0a1a2a3来决定。温度采集电路1设置16路分压电路，各分压电路的输出端顺次连接模拟开关的模拟量输入端s1至s16，模拟开关的地址输入端a0a1a2a3分别连接电池管理芯片的gpio1至gpio4端口，模拟开关的模拟量输出端d连接到电池管理芯片的gpio5端口。
25.当需要采集16路电芯温度时，也可以如图3所示，选用两片八路模拟开关，例如cd4051，相当于一个单刀八掷开关，具体接通哪一通道，由输入地址码a0a1a2来决定。温度采集电路1设置16路分压电路，前八路分压电路的输出端顺次连接第一片模拟开关的模拟量输入端s1至s8，后八路分压电路的输出端顺次连接第二片模拟开关的模拟量输入端s9至s16。第一片模拟开关地址输入端a0a1a2分别连接电池管理芯片的gpio1至gpio3端口，第一片模拟开关的模拟量输出端d1连接到电池管理芯片的gpio4端口。第二片模拟开关地址输入端a0a1a2分别连接电池管理芯片的gpio1至gpio3端口，第二片模拟开关的模拟量输出端d2连接到电池管理芯片的gpio5端口。
26.以上依据图示所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。