电池包电压检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术提供一种电池包电压检测系统及检测方法，包括电平转移电路阵列、多路数据选择器、译码器、修调校准电路和输出缓冲器；所述译码器用于解析出电池包电芯选通信号；所述电平转移电路阵列用于将选通的电池包电芯电压转换为共地电压；所述多路数据选择器用于将所述电平转移电路阵列转换出的电池包电芯共地电压传输至所述修调校准电路；所述修调校准电路用于对接收到的电池包电芯共地电压进行修正；所述输出缓冲器用于将经过所述修调校准电路修调校准后的电池包电芯共地电压进行缓冲处理。本发明专利技术只开启所需电池电压采样相关的电路，在保证转换速度的前提下大幅降低系统功耗，提高电池包电压检测系统输出精度和系统在异常情况下的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路的
，特别是涉及一种电池包电压检测系统及检测方法。
技术介绍
应用大功率锂电池时，往往需要将3～6节甚至更多电池包电芯经过串并联组成电池包以便获得更高的输出电压和更大的容量。电芯内阻的存在会导致电池包中各电芯充、放电速率不一致，轻者损坏电芯进而损坏电池包，重者甚至引起火灾爆炸等安全事故。因此需要对电池包中各电芯进行检测以便及时发现过充或者过放的单节电芯，并采取相应保护措施。电芯过充或者过放状态通过电芯电压来表征。由于电芯串联的缘故检测出来电池包电芯电压是浮地的，若想处理这种浮地电压就需要电池包电压检测系统将浮地电压转为共地电压，以便进行后续处理。电池包电压检测系统需要很高的精度，如果采样精度不够则会导致采样的共地电压高于或者低于电池包电芯的实际电压，使后续处理电路做出错误判断，轻则损坏电池包重则毁坏系统导致安全事故。此外由于电池包应用场合主要为便携式应用，对待机时间及待机功耗有较高的要求，因此电池包电压检测系统工作和休眠时必须维持很低功耗。现有技术中，电池包电压检测主要有两种方法：基于电平转移电路构建的锂电池包电压检测系统以及基于开关网络的电池包电压检测系统。具体地，公开号为CN202281798U、专利技术名称为电池组电压采样电路中国技术专利中公开一种基于电平转移电路构建的电池组电压采样电路，包括若干电池串联形成的电池组，所述电池组包括第一电池和第二电池，所述第一电池的负极接地；第一电压输出单元，所述第一电池的负极与正极分别与所述第一电压输出单元的两个输入端连接；电压采样单元，所述第一电压输出单元的输出端通过第一开关与所述电压采样单元第一端相连，所述电压采样单元的第二端接地；第二电压输出单元，所述第二电池的负极和正极端分别与所述第二电压输出单元的两个输入端连接，所述第二电压输出单元的输出端通过第二开关与所述电压采样单元的第三端连接；差分电路，所述差分电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第二电池的负极通过第一电阻与运算放大器的反向输入端连接，所述第二电池的正极通过第二电阻与运算放大器的正向输入端连接，所述运算放大器的反向输入端通过第三电阻与运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的正向输入端通过第四电阻接地，所述运算放大器的输出端与所述电压采样单元的第四端连接。公开号为CN102331561A、专利技术名称为一种电池电压检测电路及电池管理系统的中国发明专利公开一种基于开关网络的电池包电压检测系统，包括多个开关单元，所述多个开关单元的输入端依序与待测电池组中的多个串联单体电池的正极一一对应连接，所述多个开关单元自待测电池组的负极向正极依次奇、偶排列，用于在控制信号的控制下导通或关断；第一运放单元，所述第一运放单元的正向输入端与所述奇数节开关单元的输出端连接，所述第一运放单元的反向输入端与所述偶数节开关单元的输出端连接，用于在所述开关单元导通时对对应的所述奇数节的单体电池电压进行采样，输出第一采样电压；第二运放单元，所述第二运放单元的正向输入端与所述偶数节开关单元的输出端连接，所述第二运放单元的反向输入端与所述奇数节开关单元的输出端连接，用于在所述开关单元导通时对对应的所述偶数节的单体电池电压进行采样，输出第二采样电压；控制单元，所述控制单元的多个输入端分别与所述第一运放单元的输出端、所述第二运放单元的输出端连接，所述控制单元的多个输出端分别与各个所述开关单元的控制端连接，用于在供电后输出所述控制信号控制所述开关单元的导通或关断，并对所述第一采样电压或第二采样电压进行模数转换；电源转换单元，所述电源转换单元的输入端与所述待测电池组的正极连接，所述电源转换单元的输出端与所述控制单元的供电端连接，所述电源转换单元的控制端与外部开关控制单元的输出端连接，用于当为所述控制单元提供稳定的工作电源。然而，现有的电池包电压检测系统虽然能够完成电池包电芯电压的信号采样工作，但是在以下几个方面仍有很大欠缺：1、功耗控制方面在功耗控制方面无论是基于电平转移电路构建的电池包电压检测系统还是基于开关网络的电池包电压检测系统在工作时所有电平转移模块和开关网络控制模块都处于工作状态，无论这些模块是否被选通；而整个系统中又以这两个模块所消耗电流最大，因此这两种系统不能胜任低功耗应用。2、精度转换方面工艺制造的原因会造成器件失配导致失调电压，上述检测系统中电压输出单元、放大器、电压采样单元、开关单元都不可避免的引入误差，这些误差对于电池构成的系统可能是致命的，而上述检测系统并没有对这方面误差进行处理。3、系统可靠性方面由于电池最高电压为4.2V，因此上述检测系统中电压输出单元和开关单元都是基于低耐压器件构造。但是在电池包充电的情况下如有一节电池包电芯开路，就会造成该电芯处电压大幅上升以至于超出低耐压器件耐压范围，从而造成系统失效引起安全隐患。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种电池包电压检测系统及检测方法，用于解决现有电压检测电路静态功耗大，电池转换精度低以及在异常工作条件下无法自保护的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种电池包电压检测系统，包括译码器、电平转移电路阵列、多路数据选择器、修调校准电路和输出缓冲器；所述译码器用于解析出电池包电芯选通信号；所述电平转移电路阵列与所述译码器相连，用于在电池包电芯选通信号控制下，将对应电池包电芯电压转换为共地电压；所述多路数据选择器与所述译码器和所述电平转移电路阵列相连，用于根据所述电池包电芯选通信号，将所述电平转移电路阵列转换出的电池包电芯共地电压传输至所述修调校准电路；所述修调校准电路与所述译码器和所述多路数据选择器相连，用于对接收到的电池包电芯共地电压进行修正；所述输出缓冲器与所述修调校准电路相连，用于将经过所述修调校准电路修调校准后的电池包电芯共地电压进行缓冲处理。根据上述的电池包电压检测系统，其中：所述电平转移电路阵列包括使能产生电路和若干采样单元；所述使能产生电路用于根据所述电池包电芯选通信号，产生所选通通道对应采样单元的使能信号；所述采样单元用于根据所述所选通通道对应采样单元的使能信号，将选通通道的电池包电芯电压转换为共地电压。进一步地，根据上述的电池包电压检测系统，其中：所述若干个采样单元的正负级依次首尾相连，且每个电池包电芯的正负极分别连接在对应的采样单元的正负两端。根据上述的电池包电压检测系统，其中：所述修调校准电路包括可编程校准码寄存器和可编程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池包电压检测系统，其特征在于：包括译码器、电平转移电路阵列、多路数据选择器、修调校准电路和输出缓冲器；所述译码器用于解析出电池包电芯选通信号；所述电平转移电路阵列与所述译码器相连，用于在电池包电芯选通信号控制下，将对应电池包电芯电压转换为共地电压；所述多路数据选择器与所述译码器和所述电平转移电路阵列相连，用于根据所述电池包电芯选通信号，将所述电平转移电路阵列转换出的电池包电芯共地电压传输至所述修调校准电路；所述修调校准电路与所述译码器和所述多路数据选择器相连，用于对接收到的电池包电芯共地电压进行修正；所述输出缓冲器与所述修调校准电路相连，用于将经过所述修调校准电路修调校准后的电池包电芯共地电压进行缓冲处理。

【技术特征摘要】
1.一种电池包电压检测系统，其特征在于：包括译码器、电平转移电路阵列、多路数据选择
器、修调校准电路和输出缓冲器；
所述译码器用于解析出电池包电芯选通信号；
所述电平转移电路阵列与所述译码器相连，用于在电池包电芯选通信号控制下，将对
应电池包电芯电压转换为共地电压；
所述多路数据选择器与所述译码器和所述电平转移电路阵列相连，用于根据所述电池
包电芯选通信号，将所述电平转移电路阵列转换出的电池包电芯共地电压传输至所述修调
校准电路；
所述修调校准电路与所述译码器和所述多路数据选择器相连，用于对接收到的电池包
电芯共地电压进行修正；
所述输出缓冲器与所述修调校准电路相连，用于将经过所述修调校准电路修调校准后
的电池包电芯共地电压进行缓冲处理。
2.根据权利要求1所述的电池包电压检测系统，其特征在于：所述电平转移电路阵列包括使
能产生电路和若干采样单元；所述使能产生电路用于根据所述电池包电芯选通信号，产生
所选通通道对应采样单元的使能信号；所述采样单元用于根据所述所选通通道对应采样单
元的使能信号，将选通通道的电池包电芯电压转换为共地电压。
3.根据权利要求2所述的电池包电压检测系统，其特征在于：所述若干个采样单元的正负级
依次首尾相连，且每个电池包电芯的正负极分别连接在对应的采样单元的正负两端。
4.根据权利要求1所述的电池包电压检测系统，其特征在于：所述修调校准电路包括可编程
校准码寄存器和可编程增益放大器；所述可编程校准码寄存器用于存储每一通道的修调校
准码；所述可编程增益放大器根据所述电池包电芯选通信号对应的所述修调校准码所对应
的放大增益对电池包电芯的共地电压进行修正。
5.根据权利要求1所述的电池包电压检测系统，其特征在于：所述采样单元包括采样单元使
能电路、高侧分压电路、电压转电流电路和电压还原电路；
所述采样单元使能电路包括使能产生电路、第一电流源和第二电流源；所述使能产生
电路分别与所述第一电流源和所述第二电流源相连，用于使能所述第一电流源和所述第二
电流源；所述第一电流源用于为所述电压转电流电路提供电流，所述第二电流源用于为所

\t述高侧分压电路提供电流；
所述高侧分压电路包括第一分压电阻串、第二分压电阻串及镜像电流源；所述第一分
压电阻串、所述第二分压电阻串及所述镜像电流源依次串联后，两端分别连接在所述采样
单元的正负输入端；
所述电压转电流电路包括运算放大器、PMOS管及第三电阻；所述运算放大器的正输
入端连接在所述第一分压电阻串和所述第二分压电阻串的连接点处，负输入端与所述
PMOS管的漏极相连，输出端与所述PMOS管的栅极相连；所述PMOS管的源极与所述
电压还原电路相连；所述第三电阻一端与所述采样单元的正输入端相连，另一端与所述
PMOS管的漏极相连；
所述电压还原电路包括第四电阻，所述第四电阻一端与所述PMOS管的源极相连，
另一端接地。
6.一种电池包电压检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、译码器解析...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤勇，罗丙寅，李国成，李建民，许林海，张磊，任会远，王玉洁，李进，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31