一种串联电池组单体电池的采样电路、均衡电路及系统技术方案

公开了一种串联电池组单体电池的采样电路、均衡电路及系统，包括：控制器、ADC、分压电路、由n个单体电池串联组成的电池组以及n个隔离采样开关。控制器依次控制n个隔离采样开关的闭合，将n个单体电池的正极对地的电压经过分压电路的衰减后送入所述ADC进行转换，ADC将转换后的采样电压值传输给所述控制器，控制器将相邻两次的采样电压值相减得到相应的单体电池的电压值。采样电路通过隔离采样开关将单体电池与分压电路中的分压电阻隔离，防止在不对该单体电池采样时出现漏电流的情况，由于相邻两次的采样电压值中存在的采样误差基本相同，在将相邻两次的采样电压相减的过程中将采样误差消除，提高了单体电池的采样电压的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种串联电池组单体电池的采样电路、均衡电路及系统
本专利技术涉及电池
，特别涉及一种串联电池组单体电池的采样电路、均衡电路及系统。
技术介绍
锂离子电池组一般由多节单体锂离子电池串并联构成，由于单体电池特性存在不一致性，为提高电池的使用性能，延长使用寿命以及充放电安全管理，需要采集单体电池的电压，在单体电池的电压存在差异情况下，需启动均衡电路针对单体电池进行充放电管理，从而使电池组中各单体电池的电压趋于一致。锂离子电池组单体电池电压采样精度一般要求在10mV以内，同时采样及均衡电路要求低漏电流(小于500uA)以确保电池存储时间。目前，在对单体电池采样时，大部分采用共模分压法采样串联电池组的单体电压，这种采样方法电路简单，电池同处理器可工地，无需隔离通讯。但是由于电池组的单体电池一直与采样电阻连接，存在持续的漏电流，难以满足电池的存储时间要求。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种串联电池组单体电池的采样电路、均衡电路及系统，用以实现在不对单体电池采样时，隔离单体电池与采样电阻的连接，防止出现单体电池的漏电流的情况。第一方面，提供一种串联电池组单体电池的采样电路。包括：控制器、模数转换器(英文：Analog-to-DigitalConverter，ADC)、分压电路、由n个单体电池串联组成的电池组以及n个隔离采样开关，所述n个隔离采样开关的一端与所述分压电路的第一输入端连接，所述n个隔离采样开关的另一端分别与所述n个单体电池的正极连接，所述隔离采样开关与所述单体电池一一对应，所述n个单体电池中的第1个单体电池的负极与所述分压电路的第二输入端连接并接地，所述分压电路的输出端与所述ADC的第二输入端连接，所述ADC的第一输入端接地，所述ADC的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的第一输出组分别与所述n个隔离采样开关的控制端连接，用于控制所述n个隔离采样开关的打开或闭合，所述控制器依次控制所述n个隔离采样开关的闭合，与所述n个隔离采样开关所对应的n个单体电池的正极对地的电压经过所述分压电路的衰减后送入所述ADC进行转换；所述ADC将转换后的采样电压值传输给所述控制器；所述控制器将相邻两次的采样电压值相减得到相应的单体电池的电压值。通过第一隔离采样开关将单体电池与分压电路中的分压电阻进行隔离，可以防止出现单体电池的漏电流的情况，并且采样电路的采集的采样电压中的采样误差可以在差分计算中相互抵消，提高了单体电池电压的采样精度。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻。所述第一分压电阻的一端与所述n个隔离采样开关连接，另一端与所述ADC的第二输入端连接，所述第二分压电阻的一端与所述n个单体电池中的第1个单体电池的负极连接，另一端与所述ADC的第二输入端连接。通过分压电路中的第一分压电阻和第二分压电阻可以对单体电池的正极对地电压进行衰减处理。结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，还包括：辅助驱动电源。所述n个隔离采样开关中任一隔离采样开关包括第一晶体管、第二晶体管、光电耦合器。所述第一晶体管的第一端口与所述第二晶体管的第一端口连接，所述第一晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第一端口连接，所述第一晶体管的第三端口与其对应的单体电池的正极连接。所述第二晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第一端口连接，所述第二晶体管的第三端口与所述分压电路的第一输入端连接，所述光电耦合器的第二端口与所述控制器共地，所述光电耦合器的第三端口与所述控制器的第一输出组连接，所述光电耦合器的第四端口与所述辅助驱动电源的正极连接，所述辅助驱动电源的负极与所述分压电路的第一输入端连接。通过第一隔离采样开关中的第一晶体管和第二晶体可以将单体电池与分压电路中的分压电阻进行隔离，防止出现单体电池的漏电流的情况，并且采样电路的采集的采样电压中的采样误差可以在差分计算中相互抵消，提高了单体电池电压的采样精度。结合第一方面或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第一晶体管和所述第二晶体管为N型金属氧化物半导体。结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述n个隔离采样开关中任一隔离采样开关包括第三晶体管、第四晶体管、光电耦合器，所述第三晶体管的第一端口与所述第四晶体管的第一端口连接，所述第三晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第四端口连接，所述第三晶体管的第三端口与其对应的单体电池的正极连接，所述第四晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第四端口连接，所述第四晶体管的第三端口与所述分压电路的第一输入端连接，所述光电耦合器的第一端口与其对应的单体电池的负极连接，所述光电耦合器的第二端口与所述控制器共地，所述光电耦合器的第三端口与所述控制器的第一输出组连接。通过第一隔离采样开关中的第一晶体管和第二晶体可以将单体电池与分压电路中的分压电阻进行隔离，防止出现单体电池的漏电流的情况，并且采样电路的采集的采样电压中的采样误差可以在差分计算中相互抵消，提高了单体电池电压的采样精度。结合第一方面或第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第三晶体管和所述第四晶体管为P型金属氧化物半导体。第二方面，提供一种串联电池组单体电池的采样电路。包括：控制器、带通信隔离的模数转化器ADC、由n个单体电池串联组成的电池组、n个第一隔离采样开关和n个第二隔离采样开关。所述n个第一隔离采样开关的一端与所述带通信隔离的ADC的第一输入端连接，所述n个第一隔离采样开关的另一端分别与所述n个单体电池的正极连接，所述第一隔离采样开关与所述单体电池一一对应，所述n个第二隔离采样开关的一端与所述带通信隔离的ADC的第二输入端连接，所述n个第二隔离采样开关的另一端分别与所述n个单体电池的负极连接，所述第二隔离采样开关与所述单体电池一一对应，所述带通信隔离的ADC的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的第一输出组分别与所述n个第一隔离采样开关的控制端以及n个第二隔离采样开关的控制端连接，用于控制所述n个隔离采样开关的打开或闭合，所述控制器依次控制每个单体电池连接的第一隔离采样开关和第二隔离采样开关的闭合，依次可以将每个单体电池的电压送入所述带通信隔离的ADC进行转换，所述ADC转换后的每个单体电池的采样电压值被隔离传输至所述控制器。通过第一隔离采样开关和第二隔离采样开关可以使得所需测量的单体电池电压接通到正负极公共节点上，再由带通信隔离的ADC转换后传输至控制器，可以实现对单体电池电压的高精度差分采样。结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，还包括：辅助驱动电源。所述n个第一隔离采样开关和所述n个第二隔离采样开关中任一隔离采样开关包括第一晶体管、第二晶体管、光电耦合器，所述第一晶体管的第一端口与所述第二晶体管的第一端口连接，所述第一晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第一端口连接，所述第一晶体管的第三端口与其对应的单体电池的正极连接，所述第二晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第一端口连接，所述第二晶体管的第三端口与所述分压电路的第一输入端连接，所述光电耦合器的第二端口与所述控制器共地，所述光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联电池组单体电池的采样电路，其特征在于，包括：控制器、模数转化器ADC、分压电路、由n个单体电池串联组成的电池组以及n个隔离采样开关；所述n个隔离采样开关的一端与所述分压电路的第一输入端连接，所述n个隔离采样开关的另一端分别与所述n个单体电池的正极连接，所述隔离采样开关与所述单体电池一一对应；所述n个单体电池中的第1个单体电池的负极与所述分压电路的第二输入端连接并接地；所述分压电路的输出端与所述ADC的第二输入端连接，所述ADC的第一输入端接地，所述ADC的输出端与所述控制器的输入端连接；所述控制器的第一输出组分别与所述n个隔离采样开关的控制端连接，用于控制所述n个隔离采样开关的打开或闭合；所述控制器依次控制所述n个隔离采样开关的闭合，与所述n个隔离采样开关所对应的n个单体电池的正极对地的电压经过所述分压电路的衰减后送入所述ADC进行转换；所述ADC将转换后的采样电压值传输给所述控制器；所述控制器将相邻两次的采样电压值相减得到相应的单体电池的电压值。

【技术特征摘要】
1.一种串联电池组单体电池的采样电路，其特征在于，包括：控制器、模数转化器ADC、分压电路、由n个单体电池串联组成的电池组以及n个隔离采样开关；所述n个隔离采样开关的一端与所述分压电路的第一输入端连接，所述n个隔离采样开关的另一端分别与所述n个单体电池的正极连接，所述隔离采样开关与所述单体电池一一对应；所述n个单体电池中的第1个单体电池的负极与所述分压电路的第二输入端连接并接地；所述分压电路的输出端与所述ADC的第二输入端连接，所述ADC的第一输入端接地，所述ADC的输出端与所述控制器的输入端连接；所述控制器的第一输出组分别与所述n个隔离采样开关的控制端连接，用于控制所述n个隔离采样开关的打开或闭合；所述控制器依次控制所述n个隔离采样开关的闭合，与所述n个隔离采样开关所对应的n个单体电池的正极对地的电压经过所述分压电路的衰减后送入所述ADC进行转换；所述ADC将转换后的采样电压值传输给所述控制器；所述控制器将相邻两次的采样电压值相减得到相应的单体电池的电压值。2.如权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一分压电阻的一端与所述n个隔离采样开关连接，另一端与所述ADC的第二输入端连接；所述第二分压电阻的一端与所述n个单体电池中的第1个单体电池的负极连接，另一端与所述ADC的第二输入端连接。3.如权利要求1或2所述的采样电路，其特征在于，还包括：辅助驱动电源；所述n个隔离采样开关中任一隔离采样开关包括第一晶体管、第二晶体管、光电耦合器；所述第一晶体管的第一端口与所述第二晶体管的第一端口连接，所述第一晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第一端口连接，所述第一晶体管的第三端口与其对应的单体电池的正极连接；所述第二晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第一端口连接，所述第二晶体管的第三端口与所述分压电路的第一输入端连接；所述光电耦合器的第二端口与所述控制器共地，所述光电耦合器的第三端口与所述控制器的第一输出组连接，所述光电耦合器的第四端口与所述辅助驱动电源的正极连接；所述辅助驱动电源的负极与所述分压电路的第一输入端连接。4.如权利要求3所述的采样电路，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管为N型金属氧化物半导体。5.如权利要求1或2所述的采样电路，其特征在于，所述n个隔离采样开关中任一隔离采样开关包括第三晶体管、第四晶体管、光电耦合器；所述第三晶体管的第一端口与所述第四晶体管的第一端口连接，所述第三晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第四端口连接，所述第三晶体管的第三端口与其对应的单体电池的正极连接；所述第四晶体管的第二端口与所述光电耦合器的第四端口连接，所述第四晶体管的第三端口与所述分压电路的第一输入端连接；所述光电耦合器的第一端口与其对应的单体电池的负极连接，所述光电耦合器的第二端口与所述控制器共地，所述光电耦合器的第三端口与所述控制器的第一输出组连接。6.如权利要求5所述的采样电路，其特征在于，所述第三晶体管和所述第四晶体管为P型金属氧化物半导体。7.一种串联电池组单体电池的采样电路，其特征在于，包括：控制器、带通信隔离的模数转化器ADC、由n个单体电池串联组成的电池组、n个第一隔离采样开关和n个第二隔离采样开关；所述n个第一隔离采样开关的一端与所述带通信隔离的ADC的第一输入端连接，所述n个第一隔离采样开关的另一端分别与所述n个单体电池的正极连接，所述第一隔离采样开关与所述单体电池一一对应；所述n个第二隔离采样开关的一端与所述带通信隔离的ADC的第二输入端连接，所述n个第二隔离采样开关的另一端分别与所述n个单体电池的负极连接，所述第二隔离采样开关与所述单体电池一一对应；所述带通信隔离的ADC的输出端与所述控制器的输入端连接；所述控制器的第一输出组分别与所述n个第一隔离采样开关的控制端以及n个第二隔离采样开关的控制端连接，用于控制所述n个隔离采样开关的打开或闭合；所述控制器依次控制每个单体电池连接的第一隔离采样开关和第二隔离采样开关的闭合，依次可以将每个单体电池的电压送入所述带通信隔离的ADC进行转换，所述ADC转换后的每个单体电池的采样电压值被隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘灯海，吕泽杰，伍元中，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44