电芯模拟器电路的制作方法

本发明实施例涉及电池组，尤其涉及一种电芯模拟器电路。

背景技术：

1、电芯作为储能系统、动力电池等应用的组成单元，应用极其广泛。

2、目前用电设备售后问题处理中，经常遇到因为电芯一致性较差或其他原因导致的较大电压差压问题时，现有技术中，需要先把电池包从用电设备上拆下后，再将电池包内的模组拆开，进行检修或整体模组更换，实现电池的均衡。

3、然而，现有技术中实现电池均衡的维修方式复杂，导致维修效率低，成本高。

技术实现思路

1、本发明提供一种电芯模拟器电路，以实现在不拆解电池包的前提下，完成各电芯电压一致性的快速修复，提高维修效率，降低成本。

2、本发明实施例提出一种电芯模拟器电路，包括控制模块和至少一个均衡模块，均衡模块用于连接电芯；均衡模块包括充放电主功率单元、电压环控制单元和电流环控制单元；

3、控制模块分别与电压环控制单元的第一设定输入端、电流环控制单元的第二设定输入端电连接，用于向第一设定输入端输出第一控制电压，以及用于向第二设定输入端输出第二控制电压；

4、电压环控制单元用于在第一控制电压满足电压环控制条件时，根据第一控制电压和对应连接的电芯的电压通过电压环控制输出端输出第三控制电压；

5、电流环控制单元用于在第二控制电压满足电流环控制条件时，根据第二控制电压和对应连接的电芯的电流通过电流环控制输出端输出第四控制电压；

6、充放电主功率单元包括充放电控制电路和充放电开关电路，充放电控制电路包括控制端和充放电控制输出端，控制端分别与电压环控制输出端、电流环控制输出端电连接，充放电控制输出端与充放电开关电路电连接，充放电控制电路用于根据电压环控制输出端的第三控制电压和/或电流环控制输出端的第四控制电压控制充放电开关电路的电路状态，以控制对充放电开关电路所连接的电芯的充放电状态。

7、可选的，充放电控制输出端包括第一控制输出端和第二控制输出端；充放电开关电路包括第一输出三极管和第二输出三极管；

8、第一输出三极管的控制极与第一控制输出端电连接，第一输出三极管的第一极连接第一电源，第一输出三极管的第二极连接电芯的正极；

9、第二输出三极管的控制极与第二控制输出端电连接，第二输出三极管的第一极连接第二电源，第二输出三极管的第二极连接电芯的正极；第一电源提供的电压为正电压，第二电源提供的电压为负电压。

10、可选的，充放电开关电路还包括第一保护三极管和第二保护三极管；

11、第一保护三极管的基极通过第一电阻连接第一输出三极管的发射极，第一保护三极管的发射极与第一输出三极管的发射极电连接，第一保护三极管的集电极与第一输出三极管的发射极电连接；

12、第二保护三极管的基极通过第二电阻连接第二输出三极管的发射极，第二保护三极管的发射极与第二输出三极管的发射极电连接，第二保护三极管的集电极与第二输出三极管的发射极电连接。

13、可选的，充放电控制电路包括开关电路单元和控制电路单元，控制电路单元包括第一控制输出端和第二控制输出端；控制电路单元与开关电路单元电连接，开关电路单元用于根据自身开关控制端的信号控制向控制电路单元是否向第一控制输出端和第二控制输出端输出电流。

14、可选的，开关电路单元包括多级放大电路，每级放大电路包括放大三极管，放大三极管的基极、发射极和集电极均连接有电阻；

15、后一级放大电路中放大三极管的基极与前一级放大三极管的集电极电连接；最后一级放大电路中放大三极管的集电极作为连接端与控制电路单元电连接；最后一级放大电路中放大三极管的发射极连接第三电源，第三电源提供的电压为负电压。

16、可选的，控制电路单元包括第一控制三极管、第二控制三极管和第三控制三极管，第一控制三极管的基极与充放电控制电路的控制端电连接，第一控制三极管的集电极连接第四电源，第一控制三极管的发射极与开关电路单元的连接端电连接；

17、第二控制三极管的基极与第一控制三极管的集电极电连接，第二控制三极管的发射极连接第四电源，第二控制三极管的集电极连接第一控制输出端；第四电源提供的电压为正电压；

18、第三控制三极管的基极与充放电控制电路的控制端电连接，第三控制三极管的发射极与开关电路单元的连接端电连接，第三控制三极管的集电极连接第二控制输出端。

19、可选的，电压环控制单元包括输出电压采样电路、第一反向放大电路、第一积分电路和第一二极管；

20、输出电压采样电路包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，第一输入端与电芯的正极电连接，第二输入端与电芯的负极电连接；输出电压采样电路用于根据第一输入端和第二输入端的电压，通过第一输出端输出第一电压信号；

21、第一反向放大电路包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，第三输入端连接第一设定输入端，第四输入端接地；第一反向放大电路用于根据第三输入端和第四输入端的电压，通过第二输出端输出第二电压信号；

22、第一积分电路包括第五输入端、第六输入端和第三输出端，第五输入端接地，第六输入端分别与第一输出端、第二输出端电连接，第三输出端与第一二极管的阴极电连接，第一二极管的阳极作为电压环控制输出端与充放电主功率模块的控制端电连接；第一积分电路用于根据第五输入端和第六输入端的电压，通过第三输出端向第一二极管的阴极输出第三电压信号，第一二极管的阳极还通过接地电阻接地。

23、可选的，输出电压采样电路包括第一运算放大器，第一运算放大器的同相输入端连接第一输入端，第一运算放大器的反相输入端连接第二输入端，第一运算放大器的输出端作为第一输出端；

24、第一反向放大电路包括第二运算放大器，第二运算放大器的同相输入端连接第四输入端，第二运算放大器的反相输入端连接第三输入端，第二运算放大器的输出端作为第二输出端；

25、第一积分电路包括第三运算放大器，第三运算放大器的同相输入端连接第五输入端，第三运算放大器的反相输入端连接第六输入端，第三运算放大器的输出端连接第三输出端，第一积分电路还包括第一反馈支路，第一反馈支路的第一端连接第三运算放大器的输出端，第一反馈支路的第二端连接第三运算放大器的反相输入端，第一反馈支路包括串联在自身第一端和第二端之间的第一反馈电容。

26、可选地，电压环控制输出端通过第三二极管与充放电控制电路的控制端电连接；其中，第三二极管的阳极与电压环控制输出端电连接，第三二极管的阴极与充放电控制电路的控制端电连接。

27、可选的，电流环控制单元包括差分采样电路、第二反向放大电路、第二积分电路和第二二极管；

28、差分采样电路包括第七输入端、第八输入端和第四输出端，第七输入端与电芯的负极电连接，电芯的负极通过采样电阻接地，第八输入端接地；差分采样电路用于根据第七输入端和第八输入端的电压，通过第四输出端输出第四电压信号；

29、第二反向放大电路包括第九输入端、第十输入端和第五输出端，第九输入端接地，第十输入端连接第二设定输入端；第二反向放大电路用于根据第九输入端和第十输入端的电压，通过第五输出端输出第五电压信号；

30、第二积分电路包括第十一输入端、第十二输入端和第六输出端，第十一输入端接地，第十二输入端分别与第四输出端、第五输出端电连接，第六输出端与第二二极管的阴极电连接，第二二极管的阳极作为电流环控制输出端与充放电主功率模块的控制端电连接；第二积分电路用于根据第十一输入端和第十二输入端的电压，通过第六输出端向第二二极管的阴极输出第六电压信号。

31、可选的，差分采样电路包括第四运算放大器，第四运算放大器的同相输入端连接第七输入端，第四运算放大器的反相输入端连接第八输入端，第四运算放大器的输出端作为第四输出端；

32、第二反向放大电路包括第五运算放大器，第五运算放大器的同相输入端连接第九输入端，第五运算放大器的反相输入端通过第三电阻连接第十输入端，第五运算放大器的反相输入端还通过第四电阻连接第五电源，第五运算放大器的反相输入端还通过第五电阻连接第五输出端，第五运算放大器的输出端作为第五输出端；

33、第二积分电路包括第六运算放大器，第六运算放大器的同相输入端连接第十一输入端，第六运算放大器的反相输入端连接第十二输入端，第六运算放大器的输出端连接第六输出端，第二积分电路还包括第二反馈支路，第二反馈支路的第一端连接第六运算放大器的输出端，第二反馈支路的第二端连接第六运算放大器的反相输入端，第二反馈支路包括串联在自身第一端和第二端之间的反馈电阻和第二反馈电容。

34、可选的，电芯模拟器电路还包括无线通信模块，无线通信模块与控制模块电连接，无线通信模块用于连接终端和控制模块。

35、可选的，控制模块用于通过控制向第二设定输入端输入的第二控制电压控制均衡模块对电芯的充电状态或放电状态；以及用于通过控制向第一设定输入端输入的第一控制电压和第二设定输入端输入的第二控制电压控制恒流充电或恒压充电；通过控制向第一设定输入端输入的第一控制电压和第二设定输入端输入的第二控制电压控制恒流放电或恒压放电。

36、本发明实施例的电芯模拟器电路，包括控制模块和至少一个均衡模块，均衡模块用于连接电芯，因此电芯模拟器电路可以同时连接电池包的多节电芯。均衡模块包括充放电主功率单元、电压环控制单元和电流环控制单元，控制模块可以向第一设定输入端输出第一控制电压，并可以向第二设定输入端输出第二控制电压。电压环控制单元根据第一控制电压和对应连接的电芯的电压通过电压环控制输出端输出第三控制电压；电流环控制单元根据第二控制电压和对应连接的电芯的电流通过电流环控制输出端输出第四控制电压。充放电主功率单元中充放电控制电路的控制端分别与电压环控制输出端、电流环控制输出端电连接，充放电控制输出端与充放电开关电路电连接，充放电控制电路可以根据电压环控制输出端的第三控制电压和/或电流环控制输出端的第四控制电压控制充放电开关电路的电路状态，以控制对充放电开关电路所连接的电芯的充放电状态。本实施例的技术方案，电芯模拟器电路可以同时连接电池包的多节电芯，通过控制模块向电压环控制单元和电流环控制单元分别输出的第一控制电压和第二控制电压的大小的控制，可以实现对电芯充放电状态的控制，进而可以对电池包中电压高的电芯进行放电，电压低的电芯进行充电，在不拆解电池包的情况下，完成各电芯电压一致性的快速修复，提高维修效率，降低成本。