一种电芯电压检测电路以及电路板的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池包设计技术领域，尤其涉及一种电芯电压检测电路以及电路板。


背景技术：

2.锂电池包电压和容量相比于普通锂电池有很大提高，并且具有完整的功能，可应用在笔记本电脑等设备上，由于设备频繁使用，耗电也变快，快充能够在短时间将电量充满，但是快充通过的最大电流也比普通充电的电流大。当产品需要超大电流(如4c)快充进行充放电时，由于电芯之间存在压降，单点采样电压采样精度不高，采样偏差大，从而导致动态压差大，高节电芯会提前充至满充，电池充电容量少。因此，现有技术中存在电池包电芯电压采样精度不高的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种电芯电压检测电路以及电路板，以至少解决相关技术中存在的电池包电芯电压采样精度不高的问题。
4.根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种电芯电压检测电路，用于检测多个串联电芯的电压，所述电芯电压检测电路包括：多个等阻值双并联电阻回路；任一所述等阻值双并联电阻回路包括第一分支电路和第二分支电路；所述第一分支电路的一端连接一电芯的正极，所述第二分支电路的一端连接另一电芯的负极，所述一电芯和所述另一电芯为相邻的两串联电芯；所述第一分支电路另一端与所述第二分支电路的另一端连接以形成所述等阻值双并联电阻回路的一端，所述等阻值双并联电阻回路的一端与电量计ic连接。
5.可选地，所述第一分支电路包括第一电阻，所述第二分支电路包括第二电阻，所述第一电阻的一端连接一电芯的正极，所述第二电阻的一端连接另一电芯的负极；所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的另一端相连后接入电量计ic电压侦测脚。
6.可选地，所述任一等阻值双并联电阻回路中的第一分支电路的第一电阻和第二分支电路的第二电阻的阻值均为200欧姆。
7.可选地，多个串联电芯中的第一个电芯的负极接地，所述电芯电压检测电路还包括：单电阻支路，所述单电阻支路的一端连接多个串联电芯中的最后一个电芯的正极，另一端连接电量计ic。
8.可选地，所述单电阻支路包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接多个串联电芯中的最后一个电芯的正极，另一端连接电量计ic电压侦测脚。
9.可选地，所述第三电阻的阻值为100欧姆。
10.根据本实用新型实施例的第二方面，提供了一种电路板，所述电路板包括本实用新型第一方面任一项所述的电芯电压检测电路。
11.可选地，所述电路板还包括：用户接口；所述用户接口连接电量计ic，为用户提供使用接口，包括工作电压电流接口和通讯接口。
12.可选地，所述电路板还包括：二次保护ic和保护开关，所述二次保护ic与电芯连接，用于对电芯充放电进行保护，所述保护开关与电芯和电量计ic连接，用于控制电芯的通断。
13.在本实用新型实施例中，通过将等阻值双并联电阻回路第一分支电路的一端连接一电芯的正极，第二分支电路的一端连接另一电芯的负极，其中，一电芯和另一电芯为相邻的两电芯；第一分支电路另一端与第二分支电路的另一端连接以形成等阻值双并联电阻回路的一端，等阻值双并联电阻回路的一端与电量计ic连接。由于电量计ic电压侦测脚通过等阻值双并联电阻回路对电芯电压进行采样，避免了单点采集出现的电压偏差，解决了电池包电芯电压采样精度不高的问题。
14.在本实用新型实施例中，由于电芯电压采样电路使用等阻值双并联电阻同时采样取平均值，减小了各电芯间的电压差，实现了降低大电流运行下的动态压差的效果。
15.在本实用新型实施例中，由于电量计ic电压侦测脚通过等阻值双并联电阻回路对电芯电压进行采样，避免了采样得到的某一电芯电压过高，令保护板的过充保护限制了充电容量，从而实现了提升电池包充电容量的效果。
附图说明
16.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是根据本实用新型实施例的一种可选的电芯电压检测电路的示意图；
19.图2是根据本实用新型实施例的一种可选的等阻值双并联电阻回路的示意图；
20.图3是根据本实用新型实施例的一种可选的电路板的示意图。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种电芯电压检测电路，用于检测多个串联电芯的电压，电芯电压检测电路包括：多个等阻值双并联电阻回路；任一等阻值双并联电阻回路包括第一分支电路和第二分支电路；第一分支电路的一端连接一电芯的正极，第二分支电路的一端连接另一电芯的负极，一电芯和另一电芯为相邻的两串联电芯；第一分支电路另一端与第二分支电路的另一端连接以形成等阻值双并联电阻回路的一端，等阻值双并联电阻回路的一端与电量计ic连接。
25.可选地，如图1所示，电芯电压检测电路包括多个等阻值双并联电阻回路，例如等阻值双并联电阻回路10、等阻值双并联电阻回路11和等阻值双并联电阻回路12，用于采集多个串联连接的电芯b1、b2和b3的电压。其中，任一等阻值双并联电阻回路包括第一分支电路和第二分支电路；第一分支电路的一端连接一电芯的正极，第二分支电路的一端连接另一电芯的负极。如图1所示，如等阻值双并联电阻回路10包括第一分支电路100和第二分支电路101，等阻值双并联电阻回路10的第一分支电路100一端连接电芯b1的正极，等阻值双并联电阻回路10的第二分支电路101一端连接电芯b2的负极，等阻值双并联电阻回路10的第一分支电路100另一端和第二分支电路101的另一端连接以形成等阻值双并联电阻回路10的一端，该端与电量计ic连接。其中，可以理解的是，电量计ic的电压侦测脚通过等阻值双并联电阻回路对任一电芯电压进行采样，由于回路中设置两个分支，实现了通过两个采样点进行采样，采集的电芯电压为两个采样点电压的平均值，如果单点采集，无法保证采样点位于两个相邻且不同的电芯正负极的中间位置。
26.在本实用新型实施例中，通过将等阻值双并联电阻回路第一分支电路的一端连接一电芯的正极，第二分支电路的一端连接另一电芯的负极，其中，一电芯和另一电芯为相邻的两电芯；第一分支电路另一端与第二分支电路的另一端连接以形成等阻值双并联电阻回路的一端，等阻值双并联电阻回路的一端与电量计ic连接。由于电量计ic电压侦测脚通过等阻值双并联电阻回路对电芯电压进行采样，避免了单点采集出现的电压偏差，解决了电池包电芯电压采样精度不高的问题。
27.作为一种可选实施例，第一分支电路包括第一电阻，第二分支电路包括第二电阻，第一电阻的一端连接一电芯的正极，第二电阻的一端连接另一电芯的负极；第一电阻的另一端和第二电阻的另一端相连后接入电量计ic电压侦测脚。可选地，如图2所示，第一分支电路包括第一电阻，第一电阻的一端连接一电芯的正极，第二分支电路包括第二电阻，第二电阻的一端连接另一电芯的负极，第一电阻的另一端和第二电阻的另一端相连后接入电量计ic电压侦测脚vin。在本实用新型实施例中，通过第一分支电路和第二分支电路实现了通过两个采样点对电芯电压进行检测的目的，达到了避免根据一个采样点检测造成的电芯间的电压差大的效果。
28.作为一种可选实施例，任一等阻值双并联电阻回路中的第一分支电路的第一电阻和第二分支电路的第二电阻的阻值均为200欧姆。可选地，任一等阻值双并联电阻回路中的两个电阻阻值相等且为200欧姆，可以理解的是，任一等阻值双并联电阻回路的等效电阻的阻值为100欧姆。在本实用新型实施例中，通过两个等阻值电阻并联实现了电压的均分，即通过等阻值双并联电阻回路对电芯电压采集，达到了降低大电流运行下的动态压差的效
果。
29.作为一种可选实施例，多个串联电芯中的第一个电芯的负极接地，电芯电压检测电路还包括：单电阻支路，单电阻支路的一端连接多个串联电芯中的最后一个电芯的正极，另一端连接电量计ic。可选地，如图1所示，假设多个串联电芯包括b1、b2、b3以及b4，那么，多个串联电芯中的第一个电芯即电芯b1的负极接地，单电阻支路13与最后一个电芯即电芯b4的正极以及电量计ic电压侦测脚连接。其中，多个串联电芯可以是两个或两个以上，本实施例不限定电芯数量。
30.作为一种可选实施例，单电阻支路包括第三电阻，第三电阻的一端连接多个串联电芯中的最后一个电芯的正极，另一端连接电量计ic电压侦测脚。可选地，如图1所示，单电阻支路13包括第三电阻r13，第三电阻r13与多个串联电芯中的最后一个电芯的正极和电量计ic电压侦测脚相连。
31.作为一种可选实施例，第三电阻的阻值为100欧姆。可选地，当第三电阻r13的阻值为100欧姆，任一等阻值双并联电阻回路中的两个电阻阻值相等且为200欧姆时，第三电阻r13的阻值与任一等阻值双并联电阻回路的等效电阻相等均为100欧姆。
32.根据本实用新型实施例的第二方面，提供了一种电路板，该电路板包括本实用新型第一方面任一项的电芯电压检测电路。可选地，本实施例提供一种电路板，如图3所示，具体地，该电路板包括电芯电压检测电路，该电芯电压检测电路包括：单电阻支路13，单电阻支路13包括电阻r13，多个电芯包括第一电芯b1、第二电芯b2、第三电芯b3和第四电芯b4，多个等阻值双并联电阻回路包括第一等阻值双并联电阻回路10，第一等阻值双并联电阻回路10第一分支电路上的第一电阻是r33，第二分支电路上的第二电阻是r15；第二等阻值双并联电阻回路11，第二等阻值双并联电阻回路11第一分支电路上的第一电阻是r32，第二分支电路上的第二电阻是r14；第三等阻值双并联电阻回路12，第三等阻值双并联电阻回路12第一分支电路上的第一电阻是r31，第二分支电路上的第二电阻是r29。
33.其中，第一电芯负极b1-接地，第一电芯的正极b1+和第一等阻值双并联电阻回路10的第一分支电路连接，第二电芯的负极与第一等阻值双并联电阻回路10的第二分支电路连接，第一等阻值双并联电阻回路10的第一分支电路和第二分支电路相连后接入电量计ic第一电压侦测脚vin1，即电量计ic第一电压侦测脚vin1通过第一等阻值双并联电阻回路10采集第一电芯b1的电压；同理，第二电芯的正极b2+和第二等阻值双并联电阻回路11的第一分支电路连接，第三电芯的负极b3-与第二等阻值双并联电阻回路11的第二分支电路连接，第二等阻值双并联电阻回路11的第一分支电路和第二分支电路相连后接入电量计ic第二电压侦测脚vin2，即电量计ic第二电压侦测脚vin2通过第二等阻值双并联电阻回路11采集第二电芯b2的电压；同理，第三电芯的正极b3+和第三等阻值双并联电阻回路12的第一分支电路连接，第四电芯的负极b4-与第三等阻值双并联电阻回路12的第二分支电路连接，第三等阻值双并联电阻回路12的第一分支电路和第二分支电路相连后接入电量计ic第三电压侦测脚vin3，即电量计ic第三电压侦测脚vin3通过第三等阻值双并联电阻回路12采集第三电芯b3的电压；第四电芯的正极b4+通过单电阻支路13接入电量计ic第四电压侦测脚vin4，电量计ic第四电压侦测脚vin4通过单电阻支路13采集第四电芯b4的电压。可以理解的是，串联电芯的总电压为各个电芯电压的和。
34.在本实用新型实施例中，该电路板可以应用于笔记本内高度集成并且需要对电池
电压进行检测的场景。由于印制电路板的一致性，可以避免人工差错，保证电路的质量，提高生产率以及降低成本。
35.作为一种可选实施例，电路板还包括：用户接口；用户接口连接电量计ic，为用户提供使用接口，包括工作电压电流接口和通讯接口。可选地，如图3所示，电路板还包括供用户使用的用户接口，具体地，包括提供用户使用的工作电压或电流的接口和通讯接口。在本实用新型实施例中，通过设置工作电压电流和通讯接口为用户提供了使用和操作电芯的途径。
36.作为一种可选实施例，电路板还包括：二次保护ic和保护开关，二次保护ic与电芯连接，用于对电芯充放电进行保护，保护开关与电芯和电量计ic连接，用于控制电芯的通断。可选地，如图3所示，保护板还可以包括二次保护ic和保护开关，其中，二次保护ic与电芯连接，用于对电芯充放电进行保护，比如过电压或者过电流保护，保护开关与电芯和电量计ic连接，用于控制电芯的通断，如在电芯充电过程中，检测到电压超过限制时控制电芯关断。在本实用新型实施例中，通过保护开关和二次保护ic实现了对电芯过电压或者过电流时的保护以及对电芯通断(即开通或关断)的控制。另外，由于该电路板包括本实用新型第一方面的电芯电压检测电路，避免了采样得到的某一电芯电压过高，过充保护限制了充电容量，从而实现了提升电池包充电容量的效果。
37.上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。