本发明专利技术公开了一种锂离子蓄电池组单体电池的电压采样装置，包含：采样开关；均衡电阻；采样电路；采样开关的一端连接单体电池的正极，其另一端通过均衡电阻连接至单体电池的负极；采样电路与所述均衡电阻并联；采样电路包含，第一等倍分压电路、第二等倍分压电路、差分放大电路及稳压二极管；其中第一等倍分压电路的输入端通过采样开关连接至单体电池的正极，输出端连接至差分放大电路的正向输入端；第二等倍分压电路的输入端连接至单体电池的负极，输出端连接至差分放大电路的负向输入端；差分放大电路的输出端与稳压二极管的阴极连接，作为采样电路的输出端；稳压二极管的阳极接地。本发明专利技术采样电路结构简单，采样电压精度高，工程实现简单。
【技术实现步骤摘要】
结离子蓄电池组单体电池电压采样装置、系统及其方法
本专利技术涉及裡离子蓄电池组管理
具体涉及一种裡离子蓄电池组单体电 池电压采样装置、系统及其方法。
技术介绍
裡离子蓄电池组由于具有高的比能量、高的工作电压、环境友好等特点，被广泛认 为是下一代的动力离子电池。而单体采样电路本身固有的缺陷：各单体自放电电流不同。 组成蓄电池组的各单体电池之间的电压差异越小，裡离子蓄电池组的寿命也就越长。为实 现对各单体电池间的差异性控制，一般通过采样电路控制、信息处理单元及均衡控制，对蓄 电池组各单体电池进行均衡控制，保证各单体电池间差异性。如CN102437613A公开了一种 裡离子电池均衡系统，并具体公开了 W下技术特征；包括采集控制模块和均衡控制模块，采 集控制模块采集每个单体电池的电压值，并计算其S0C，根据计算的电池实际SOC和给定的 SOC范围进行比较，确定不均衡电池，均衡控制模块接收到需要进行均衡的单体电池编号， 进行控制充放电电路进行充放电，直到单体电池达到均衡。该种均衡方法不但控制方式复 杂、成本高且工程实现难度大。仅适用于对裡离子蓄电池组寿命长达5年W上的系统。 在仅要求裡离子蓄电池组工作寿命在3个月甚至更短寿命期，且系统需要采集各 单体电池电压时，该方法显然不适用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种裡离子蓄电池组单体电池电压采样装置、系统及其方 法，采样电路结构简单，采样电压精度高，工程实现简单，具有较高稳定性及可扩展性，可适 用于单体数量在100个W内的裡离子蓄电池组。 为了达到上述目的，本专利技术通过W下技术方案实现；一种裡离子蓄电池组单体电 池的电压采样装置，其特点是，包含： 采样开关； 均衡电阻； 采样电路； 所述采样开关的一端连接单体电池的正极，其另一端通过均衡电阻连接至单体电池的 负极；所述采样电路与所述均衡电阻并联； 所述采样电路包含，第一等倍分压电路、第二等倍分压电路、差分放大电路及稳压二极 管； 其中第一等倍分压电路的输入端通过采样开关连接至单体电池的正极，输出端连接至 差分放大电路的正向输入端； 第二等倍分压电路的输入端连接至单体电池的负极，输出端连接至差分放大电路的负 向输入端； 所述差分放大电路的输出端与稳压二极管的阴极连接，作为采样电路的输出端； 所述稳压二极管的阳极接地。 所述的第一等倍分压电路包含第一电阻、第二电阻及第一运算放大器； 所述第一电阻的一端连接均衡电阻的一端，其另一端分别连接第二电阻及第一运算放 大器的正向输入端； 所述第二电阻的另一端接地； 所述第一运算放大器的负向输入端连接该第一运算放大器的输出端。 所述的第二等倍分压电路包含第H电阻、第四电阻及第二运算放大器； 所述第H电阻的一端连接均衡电阻的一端，其另一端分别连接第四电阻及第二运算放 大器的正向输入端； 所述第四电阻的另一端接地； 所述第二运算放大器的负向输入端连接该第二运算放大器的输出端。 所述的差分放大电路包含第H运算放大器； 所述第H运算放大器的正向输入端通过一第五电阻连接至第一运算放大器的输出端， 通过一第六电阻接地； 所述第H运算放大器的负向输入端通过一第走电阻连接至第二运算放大器的输出端， 通过一第八电阻连接至输出端； 所述第H运算放大器的输出端通过一第九电阻连接至稳压二极管的阴极。 所述的第一电阻与第二电阻的电阻值之和大于等于0.1兆欧； 所述的第H电阻与第四电阻的电阻值之和大于等于0. 1兆欧； 所述第一电阻、第二电阻的电阻值之比与第H电阻、第四电阻的电阻值之比相等。 所述的第六电阻、第五电阻的电阻值之比与第八电阻、第走电阻电阻值之比相 等； 所述的第六电阻、第五电阻的电阻值之比大于第一电阻、第二电阻的电阻值之比。 所述的采样开关为继电器开关或电子开关。 本专利技术还公开了一种裡离子蓄电池组单体电池的电压采样系统，其特点是，包含 多个上述的电压采样装置； 所述多个电压采样装置分级连接，采用并联形式，其中下级电压采样装置的采样开关 一端连接上级电压采样装置的均衡电阻，其另一端连接上级电压采样装置采样单体电池的 负极。 本专利技术还公开了一种裡离子蓄电池组单体电池的电压采样方法，其特点是，包含 W下步骤： 51、 根据裡离子电池组中单体电池的数量确定采样装置的个数，并将各采样装置分别 与裡离子电池组中的各单体电池连接，确定各采样装置的级别； 52、 确定采样电路中各采样电阻的电阻值，使得各单体电池的对地阻抗相等； 53、 根据各单体电池的对地阻抗确定各采样装置中均衡电阻的阻值； 54、 将各单体电池充电完毕后，闭合采样开关，采样电路的输出端输出采样电压； S5、采样结束后，断开采样开关。 2S 所述的步骤S3中均衡电阻的阻值计算公式为。=f ^ A 式中^为待求 知-牺-1 + 9 均衡电阻的电阻值，A为各单体电池的对地阻抗，B为采样装置的最低级别，H的最大值为 裡离子电池组中单体电池的总个数，i为对应采样装置的级别，f的取值为1皂当 时，r。为无穷大。 本专利技术裡离子蓄电池组单体电池电压采样装置、系统及其方法与现有技术相比具 有W下优点：设有均衡电阻，保证流经各单体电池的电流大小一致；由于设有采样开关，减 少蓄电池组的自放电，延长蓄电池组的寿命；采样方法电路简单，工程实现简单，稳定性好， 可扩展性好，可适用于单体数量在100个W内；采样电压精度高，与单体实际电压仅差5mV W内，且可靠性高。 【附图说明】 图1为本专利技术裡离子蓄电池组单体电池电压采样装置的整体示意图； 图2为本专利技术裡离子蓄电池组单体电池电压采样系统的整体示意图； 图3为一实施例示意图； 图4为本专利技术制成的印刷电路板。 【具体实施方式】 W下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本专利技术做进一步阐述。 如图1所示，一种裡离子蓄电池组单体电池的电压采样装置，包含：采样开关K，采 用继电器开关或电子开关或者其他能够使单体电池与采样电路断开或闭合的接口，当测试 或不需要采样电路工作时，可将采样开关K关断开，减少人为的裡离子蓄电池组的自放电； 均衡电阻Ry,均衡电阻Ry可W为一个电阻，也可W是多个串联、并联或其他形式组合的电 阻；采样电路；所述采样开关的一端连接单体电池BAT的正极，其另一端通过均衡电阻馬连 接至单体电池BAT的负极；所述采样电路与所述均衡电阻馬并联；所述采样电路包含，第一 等倍分压电路、第二等倍分压电路、差分放大电路及稳压二极管D (型号为ZW54,稳压值为 5V左右）;其中第一等倍分压电路的输入端通过采样开关K连接至单体电池BAT的正极，输 出端连接至差分放大电路的正向输入端；第二等倍分压电路的输入端连接至单体电池BAT 的负极，输出端连接至差分放大电路的负向输入端；所述差分放大电路的输出端与稳压二 极管D的阴极连接，作为采样电路的输出端；所述稳压二极管D的阳极接地。 所述的第一等倍分压电路包含第一电阻Rl、第二电阻R2及第一运算放大器Ul ;所 述第一电阻Rl的一端连接均衡电阻Ry的一端，其另一端分别连接第二电阻R2及第一运算 放大器Ul的正向输入端；所述第二电阻R2的另一端接地本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子蓄电池组单体电池的电压采样装置，其特征在于，包含：采样开关；均衡电阻；采样电路；所述采样开关的一端连接单体电池的正极，其另一端通过均衡电阻连接至单体电池的负极；所述采样电路与所述均衡电阻并联；所述采样电路包含，第一等倍分压电路、第二等倍分压电路、差分放大电路及稳压二极管；其中第一等倍分压电路的输入端通过采样开关连接至单体电池的正极，输出端连接至差分放大电路的正向输入端；第二等倍分压电路的输入端连接至单体电池的负极，输出端连接至差分放大电路的负向输入端；所述差分放大电路的输出端与稳压二极管的阴极连接，作为采样电路的输出端；所述稳压二极管的阳极接地。
【技术特征摘要】
1. 一种锂离子蓄电池组单体电池的电压采样装置，其特征在于，包含： 采样开关； 均衡电阻； 采样电路； 所述采样开关的一端连接单体电池的正极，其另一端通过均衡电阻连接至单体电池的 负极；所述采样电路与所述均衡电阻并联； 所述采样电路包含，第一等倍分压电路、第二等倍分压电路、差分放大电路及稳压二极 管； 其中第一等倍分压电路的输入端通过采样开关连接至单体电池的正极，输出端连接至 差分放大电路的正向输入端； 第二等倍分压电路的输入端连接至单体电池的负极，输出端连接至差分放大电路的负 向输入端； 所述差分放大电路的输出端与稳压二极管的阴极连接，作为采样电路的输出端； 所述稳压二极管的阳极接地。2. 如权利要求1所述的电压采样装置，其特征在于，所述的第一等倍分压电路包含第 一电阻、第二电阻及第一运算放大器； 所述第一电阻的一端连接均衡电阻的一端，其另一端分别连接第二电阻及第一运算放 大器的正向输入端； 所述第二电阻的另一端接地； 所述第一运算放大器的负向输入端连接该第一运算放大器的输出端。3.如权利要求1或2所述的电压采样装置，其特征在于，所述的第二等倍分压电路包含 第三电阻、第四电阻及第二运算放大器； 所述第三电阻的一端连接均衡电阻的一端，其另一端分别连接第四电阻及第二运算放 大器的正向输入端； 所述第四电阻的另一端接地； 所述第二运算放大器的负向输入端连接该第二运算放大器的输出端。4.如权利要求3所述的电压采样装置，其特征在于，所述的差分放大电路包含第三运 算放大器； 所述第三运算放大器的正向输入端通过一第五电阻连接至第一运算放大器的输出端， 通过一第六电阻接地； 所述第三运算放大器的负向输入端通过一第七电阻连接至第二运算放大器的输出端， 通过一第八电阻连接至输出端； 所述第三运算放大器的输出端通过一第九电阻连接至稳压二极管的阴极。5.如权利要求3所述的电压采样装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王新征，张俊亭，郑磊，卫芬，丁一宁，刘绘莹，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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