锂电池组电压检测电路及锂电池组的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池检测技术领域，特别是涉及一种锂电池组电压检测电路及锂电池组。


背景技术：

2.传统的afe(analog front end，模拟前端)，在bms(battery management system，电池管理系统)里面专指电池采样芯片，用来采集电芯电压和温度等。传统的afe芯片采样线在相邻两串电池只能引出一根采样线，因此在实际充放电应用中，相邻两串之间的连接线上的电阻会被一起计算进电池电压中，从而导致前端的采样值与真实值有偏差，且电流越大偏差越大。
3.因此，如何解决上述前端电压采样值与真实值偏差较大的问题是亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述问题，提供一种锂电池组电压检测电路，所述锂电池组包括若干串联的锂电池；所述检测电路包括若干电压采样模块；
5.其中，一电压采样模块对应连接在一锂电池两端，用于检测该锂电池两端的电压数据、并将该电压数据输出至一微控制器；
6.所述微控制器被配置为对接收到的所述电压数据进行处理。
7.上述锂电池组电压检测电路，通过采用包括若干电压采样模块的电压检测电路来对应获取锂电池组中各锂电池两端的电压数据，可降低传统充放电应用中相邻两串锂电池之间连接线电阻带来的偏差，实现锂电池电压的精准测量。最后再将各电压数据输出至微控制器进行处理，以便于后续对锂电池组进行保护或调控。
8.在其中一个实施例中，还包括：
9.供电模块，与各所述电压采样模块连接，用于为各所述电压采样模块提供电能。
10.在其中一个实施例中，所述供电模块还与所述锂电池组电连接，所述用于为各所述电压采样模块提供电能是将所述锂电池组的电能提供给各所述电压采样模块。
11.在其中一个实施例中，还包括：
12.保护模块，连接在所述电压采样模块和所述微控制器之间。
13.在其中一个实施例中，还包括若干开关模块；
14.其中，一开关模块对应连接在所述锂电池与所述电压采样模块之间，所述开关模块被配置为导通或关闭所述电压采样模块所处电路。
15.在其中一个实施例中，所述电压采样模块包括滤波模块和运放模块；
16.所述滤波模块与所述开关模块连接，所述运放模块与所述滤波模块连接。
17.在其中一个实施例中，所述开关模块包括两个开关单元，两个开关单元分别记为第一开关单元和第二开关单元；所述锂电池包括第一端和第二端；
18.所述第一开关单元的输入端与所述第一端连接，所述第二开关单元的输入端与所述第二端连接；
19.所述第一开关单元的输出端与所述运放模块连接；所述第二开关单元的输出端与所述运算模块连接。
20.在其中一个实施例中，所述运放模块包括一运算放大器ud；
21.所述运算放大器ud的同向输入端与所述第一开关单元的输出端连接；
22.所述运算放大器ud的反向输入端与所述第二开关单元的输出端连接；
23.所述运算放大器ud的输出端与所述微控制器连接。
24.基于同样的发明构思，本技术还提供一种锂电池组，包括若干串联的锂电池以及如前述任一项所述的锂电池组电压检测电路；
25.所述锂电池组电压检测电路被配置为检测各所述锂电池两端的电压数据。
26.在其中一个实施例中，还包括一锂电池组管理系统；
27.所述锂电池组管理系统包括一微控制器；
28.所述微控制器与所述锂电池组电压检测电路连接，用于处理所述锂电池组电压检测电路检测的各锂电池两端的电压数据。
29.上述锂电池组，通过采用前述所描述的电压检测电路，而该检测电路通过采用包括若干电压采样模块的电压检测电路来对应获取锂电池组中各锂电池两端的电压数据，可降低传统充放电应用中相邻两串锂电池之间连接线电阻带来的偏差，实现锂电池电压的精准测量。最后再将各电压数据输出至微控制器进行处理，以便于后续对锂电池组进行保护或调控。
附图说明
30.图1为一实施例中的锂电池组电压检测电路的模块示意图；
31.图2为另一实施例中的锂电池组电压检测电路的模块示意图；
32.图3为一实施例中的第一开关单元、第二开关单元、滤波模块及运放模块的电路原理图；
33.图4为一实施例中的供电模块的电路原理图。
具体实施方式
34.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。
36.传统的afe(analog front end，模拟前端)，在bms(battery management system，电池管理系统)里面专指电池采样芯片，用来采集电池电压和温度等。传统的afe芯片采样线在相邻两串电池只能引出一根采样线，因此在实际充放电应用中，相邻两串电池之间的
连接线上的电阻会被一起计算进电池电压中，从而导致前端的采样值与真实值有偏差，且电流越大偏差越大。
37.基于此，本技术希望提供一种新的方案，以解决前述所记载的技术问题，其具体构成将在后续实施例中得以详细阐述。
38.可参照图1，为本技术所提供的一种锂电池组电池电压检测电路的模块示意图。图中，所述锂电池组可以包括若干串联的锂电池b1、b2、b3、b4、b5，
…
；所述检测电路可以包括若干电压采样模块1002、1004、1006、1008、1010，
…
；
39.其中，一电压采样模块对应连接在一锂电池两端；如图所示，电压采样模块1002连接在锂电池b1两端，电压采样模块1004连接在锂电池b2两端，电压采样模块1006连接在锂电池b3两端，电压采样模块1008连接在锂电池b4两端，电压采样模块1010连接在锂电池b5两端。各电压采样模块1002、1004、1006、1008、1010，
…
主要用于检测相应锂电池两端的电压数据(图未示)、并将该电压数据输出至一微控制器20；
40.所述微控制器20被配置为对接收到的所述电压数据进行处理。
41.具体地，微控制器20可依照各电压采样模块1002、1004、1006、1008、1010，
…
获取的对应的电压数据来执行充放电保护等。
42.上述锂电池组电压检测电路，通过采用包括若干电压采样模块1002、1004、1006、1008、1010，
…
的电压检测电路来对应获取锂电池组中各锂电池两端的电压数据，可降低传统充放电应用中相邻两串锂电池之间连接线电阻带来的偏差，实现锂电池电压的精准测量。最后再将各电压数据输出至微控制器进行处理，以便于后续对锂电池组进行保护或调控。
43.可参照图2和图3，图2为本技术所提供的另一实施例中的锂电池组电压检测电路的模块示意图，图3为本技术所提供的第一开关单元、第二开关单元、滤波模块及运放模块的电路原理图。本技术的锂电池组电压检测电路还可以包括若干开关模块(图未示)；
44.其中，一开关模块对应连接在所述锂电池与所述电压采样模块之间。所述开关模块被配置为导通或关闭所述电压采样模块所处电路。进一步地，该开关模块可以至少包括一个mos管。
45.进一步地，可继续参阅图2和图3，所述电压采样模块可以包括滤波模块和运放模块；以电压采样模块1002为例，该电压采样模块1002可以包括滤波模块1002a和运放模块1002b。
46.所述滤波模块1002a与所述开关模块连接，所述运放模块1002b与所述滤波模块1002a连接。滤波模块1002a用于电压数据的滤波处理，运放模块1002b用于对滤波处理后的电压数据进行运算放大处理。
47.在其中一个实施例中，可继续参阅图2和图3，所述开关模块包括两个开关单元，两个开关单元分别记为第一开关单元和第二开关单元；所述锂电池包括第一端和第二端；
48.所述第一开关单元的输入端与所述第一端连接，所述第二开关单元的输入端与所述第二端连接；
49.所述第一开关单元的输出端与所述运放模块连接；所述第二开关单元的输出端与所述运算模块连接。
50.具体地，以电压采样模块1002所连接的开关模块和锂电池b1为例，该开关模块包
括第一开关单元512和第二开关单元514，第一开关单元512的输入端与所述锂电池b1的第一端连接，所述第二开关单元514的输入端与所述锂电池b1的第二端连接。所述第一开关单元512的输出端与所述运放模块1002b连接(中间还有滤波模块1002a)；所述第二开关单元514的输出端与所述运算模块1002b连接。第一开关单元512和第二开关单元514的具体电路原理可参照图3进行了解，本技术在此不作赘述。
51.在其中一个实施例中，所述运放模块包括一运算放大器ud；
52.所述运算放大器ud的同向输入端与所述第一开关单元的输出端连接；
53.所述运算放大器ud的反向输入端与所述第二开关单元的输出端连接；
54.所述运算放大器ud的输出端与所述微控制器连接。
55.具体地，可辅助参照图3，同样以电压采样模块1002所连接的开关模块和锂电池b1为例，电压采样模块1002中的运放模块主要包括一运算放大器ud3和其他的电子器件，例如电阻和电容，各器件之间的连接关系可以参照图3的进行了解，在此不作赘述。
56.该运算放大器ud1的同向输入端1与所述第一开关单元1002a的输出端连接；运算放大器ud1的反向输入端3与所述第二开关单元1002b的输出端连接；运算放大器ud1的输出端4与所述微控制器20连接。
57.在一个实施例中。该锂电池组电压检测电路还可以包括供电模块30，该供电模块30与各所述电压采样模块1002、1004、1006、1008、1010，
…
连接，用于为各所述电压采样模块1002、1004、1006、1008、1010，
…
提供电能。该供电模块30的电路示意图可参照图4进行了解，本技术在此不作赘述。
58.进一步地，如图2所示，本技术的供电模块30还与所述锂电池组电连接，所述用于为各所述电压采样模块1002、1004、1006、1008、1010，
…
提供电能是将所述锂电池组的电能提供给各所述电压采样模块1002、1004、1006、1008、1010，
…
。
59.传统的afe芯片工作电压要求在8v以上，就决定了低串数电池在低压时系统无法正常工作，而此方案通过锂电池组为各电压采样模块供电，具体是为电压采样模块中的运放由电池直接供电，可以将系统工作电压降低至5v甚至更低。
60.在其中一个实施例中，可继续参照图2，本技术的锂电池组电压检测电路还可以包括保护模块，该保护模块连接在所述电压采样模块和所述微控制器之间。如图2所示，由于电压采样模块的数量为多个，相应地，保护模块的数量与电压采样模块的数量相同，为多个，也即是图2中的保护模块410、420、430、440，
…
。保护模块可以包括一稳压二极管(图未示)和滤波电容(图未示)。
61.本发明相对于传统的bms电压采样电路在每串电池上引出两根电压采样线，有效减小了因两串电池连接线上的阻抗而导致的电压采样不准问题，除此之外在每根电池采样线上还加入开关模块从而减小采样模式下单串电池的功耗。
62.基于同样的发明构思，本技术还提供一种锂电池组(图未示)，包括若干串联的锂电池以及如前述任一实施例所述的锂电池组电压检测电路；
63.所述锂电池组电压检测电路被配置为检测各所述锂电池两端的电压数据。
64.在其中一个实施例中，还包括一锂电池组管理系统；
65.所述锂电池组管理系统包括一微控制器；
66.所述微控制器与所述锂电池组电压检测电路连接，用于处理所述锂电池组电压检
测电路检测的各锂电池两端的电压数据。
67.上述锂电池组，通过采用前述所描述的电压检测电路，而该检测电路通过采用包括若干电压采样模块的电压检测电路来对应获取锂电池组中各锂电池组两端的电压数据，可降低传统充放电应用中相邻两串锂电池之间连接线电阻带来的偏差，实现锂电池电压的精准测量。最后再将各电压数据输出至微控制器进行处理，以便于后续对锂电池组进行保护或调控。除此之外在每根电池采样线上还加入开关模块从而减小采样模式下单串电池的功耗。
68.为了便于了解本技术的工作原理，现结合附图3和图4对本案得工作原理进行说明。
69.如图3和图4所示，在一个采样周期内，微控制器20透过vcc_on脚和cs脚给出高电平至供电模块30、第一开关单元512和第二开关单元514；供电模块30中n-mos管m2对应接收到高电平后ds极导通，相应将p-mos管m1的g极电平拉低至0v，从而使得p-mos管m1的ds极导通，经过滤波电容cd8给运算放大器ud1供电；cs脚给出高电平后对应的三极管q1和三极管q5的ce极导通，从而使mos管md1和mos管md5的ds极导通，使电池电压信号经过滤波电容cd6后进入运算放大器ud1的反向输入端3和同向输入端1，经过差分短路输出电压，经过保护模块中的稳压二极管和滤波电容后传输至微控制器20，使得微控制器20可以精准的采集到传输过来的模拟信号，最后借由微控制器20对采集到的模拟信号进行处理。
70.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
71.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。