一种电池均衡通道自适应极性切换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电池均衡通道自适应极性切换电路，其包括电池、开关以及均衡通道，其还包括差分电路、比较电路、互锁电路以及极性切换电路；所述电池依次通过开关、极性切换电路进而与均衡通道连接，通过差分电路采集电池连接至均衡通道的电压，并通过比较电路判断出极性，通过互锁电路驱动性切换开关电路切换电池与均衡通道之间的极性连接关系。本发明专利技术通过硬件实现极性自动切换，无需软件控制，不会因为软件出错而导致极性切换错误，避免发生危险事故。本发明专利技术作为一种电池均衡通道自适应极性切换电路，广泛适用于电池管理技术领域。

Battery equalization channel adaptive polarity switching circuit

The invention discloses a battery equalization channel adaptive polarity switching circuit, which comprises a battery, a switch and a balanced channel, which also includes a differential circuit, a comparison circuit, an interlock circuit and a polarity switching circuit; the battery are then connected to equalize the channel through the switch, a polarity switching circuit, the voltage difference the battery is connected to the channel equalization circuit acquisition, and through the comparison circuit to judge the polarity, the polarity connection between the drive interlock circuit of switch circuit switch and battery equalizing channel. The invention realizes the automatic switching of polarity through hardware, without the need of software control, and the polarity switching error can not be caused by software error. The invention relates to a battery equalization channel adaptive polarity switching circuit, which is widely applicable to the technical field of battery management.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池管理
，尤其一种应用于电池组管理的电池均衡通道自适应极性切换电路。
技术介绍
随着人类对环境保护意识的提高，新能源技术得到广泛应用。其中储能技术及新能源电动汽车得到飞速发展，在储能产品及电动汽车的核心是电池，而电池的核心在电池管理系统（BMS）。电池管理系统（BMS）作为实时监控、自动均衡、智能充放电的电子部件，起到保障安全、延长寿命、估算剩余电量等重要功能，是动力和储能电池组中不可或缺的重要部件。而在电池管理系统中，由于电池的差异性，导致电池容量一致性不好。在这里，均衡是必不可少的一个环节，均衡技术可以拉低电池之间的差异，使其工作在同一状态下。目前在电池管理单元中，用于主动式均衡的极性切换电路主要有两种，一种是继电器切换型，另一种是MOS管切换型，当前实现方案都是由软件控制。均衡开启时，用软件根据选择的电池控制4个MOS管的打开和关闭，当软件控制逻辑出错，或者软件跑飞，更甚于软件死机时，则可能出现控制错误，当极性切换出错时，则会造成电池和均衡电源短路，发生危险事故。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种安全性能高的电池均衡通道自适应极性切换电路。本专利技术所采用的技术方案是：一种电池均衡通道自适应极性切换电路，其包括电池、开关以及均衡通道，其还包括差分电路、比较电路、互锁电路以及极性切换电路；所述电池依次通过开关、极性切换电路进而与均衡通道连接；所述开关的输出端依次连接有差分电路、比较电路以及互锁电路，所述互锁电路的输出端与所述极性切换电路的输入端连接，通过差分电路采集电池连接至均衡通道的电压，并通过比较电路判断出极性，通过互锁电路驱动极性切换电路切换电池与均衡通道之间的极性连接关系。进一步，所述极性切换电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管以及第四MOS管组成的桥式电路，所述桥式电路的输入端分别电池和驱动电路的输出端连接，其输出端与所述均衡通道连接。进一步，所述差分电路包括第一运算放大器，其正向输入出、反向输入端分别与电池的正负端连接，其输出端与比较电路的输入端连接，其反向输入端与输出端之间还连接有一电阻。进一步，所述比较电路包括第二运算放大器、第三运算放大器、第一分压电阻以及第二分压电阻，所述第二运算放大器的正向输入端和第三运算放大器的反向输入端与所述第一运算放大器的输出端端连接，所述第二运算放大器的反向输入端通过第一分压电阻与+12V连接，所述第三运算放大器的正向输入端通过第二分压电阻与-12Ｖ连接。进一步，所述互锁电路包括第五MOS管、第六MOS管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，所述第二电阻的一端第五MOS管的栅极连接，另一端与其源极连接，所述第一电阻的一端与第五MOS管的栅极连接，其另一端与第二运算放大器的输出端连接，所述第五MOS管的源极与第三运算放大器的输出端连接，所述第五MOS管的漏极与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极与所述极性切换电路的输入端连接，所述第一三极管的发射极与+12V连接；所述第四电阻的一端第六MOS管的栅极连接，另一端与其源极连接，所述第三电阻的一端与第六MOS管的栅极连接，其另一端与第三运算放大器的输出端连接，所述第六MOS管的源极与第二运算放大器的输出端连接，所述第六MOS管的漏极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极与所述极性切换电路的输入端连接，所述第二三极管的发射极与+12V连接。进一步，所述互锁电路还包括第一放电二极管和第二放电二极管，所述第一放电二极管的正极与所述第五MOS管的栅极连接，其负极与第二运算放大器的输出端连接；所述第二放电二极管的正极与所述第六MOS管的栅极连接，其负极与所述第三运算放大器的输出端连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种电池均衡通道自适应极性切换电路，其包括电池、开关以及均衡通道，其还包括差分电路、比较电路、互锁电路以及极性切换电路；所述电池依次通过开关、极性切换电路进而与均衡通道连接，通过差分电路采集电池连接至均衡通道的电压，并通过比较电路判断出极性，通过互锁电路驱动性切换开关电路切换电池与均衡通道之间的极性连接关系。本专利技术通过硬件实现极性自动切换，无需软件控制，不会因为软件出错而导致极性切换错误，避免发生危险事故。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：图1是本专利技术的电路模块示意图；图2是本专利技术的电路原理图。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，一种电池均衡通道自适应极性切换电路，其包括电池、开关以及均衡通道，其还包括差分电路、比较电路、互锁电路以及极性切换电路；所述电池依次通过开关、极性切换电路进而与均衡通道连接；所述开关的输出端依次连接有差分电路、比较电路以及互锁电路，所述互锁电路的输出端与所述极性切换电路的输入端连接，通过差分电路采集电池连接至均衡通道的电压，并通过比较电路判断出极性，通过互锁电路驱动极性切换电路切换电池与均衡通道之间的极性连接关系。通过差分电路采集电池连接至均衡通道的电压，并通过比较电路判断出极性，通过互锁电路驱动性切换开关电路切换电池与均衡通道之间的极性连接关系，其中互锁电路还可以用来防止信号竞争冒险造成短路状态。本专利技术通过硬件实现极性自动切换，无需软件控制，不会因为软件出错而导致极性切换错误，避免发生危险事故。进一步作为优选的实施方式，如图2所示，所述差分电路包括第一运算放大器U1A;所述第一运算放大器U1A，其正向输入出、反向输入端分别与电池的正负端连接，其输出端与所述第二运算放大器U1D的正向输入端和第三运算放大器U1C的反向输入端连接，其所述第一运算放大器U1A的反向输入端与其输出端之间还接有电阻R8。当通道选定之后，极性切换控制电路会自动开始工作。第一运算放大器U1A放构成一个差分电路，用来采集通道打开后送过来的电压是正压还是负压。U1A运放处于深度负反馈状态，根据虚断得：运放同相端：V+=V1/(R5+R7)*R7（1）即V+=V1/2（2）运放反相端：设流过R6的电流为I，则流过R8的电流也是I。则(V2-V-)/R6=(V--Vout)/R8（3）同时R6=R8=100K（4）即V-=(Vout+V2)/2（5）根据虚短得：V+=V-（6）V1/2=(Vout+V2)/2（7）即Vout=V1–V2（8）从（8）式可知，运放U1B实现将通道打开后送过来的电压进行了做差，当输入V1为电池正极，V2为电池负极时，运放U1B输出为正，大小为电池电压。反之U1A输出为负，大小亦为电池电压。在此，正常工作时，输出最大绝对值输出不超过4.2V，最小输出绝对值不低于2V（电池电压介于2V~4.2V之间）。同时，当不开均衡通道是，输出为0。所述比较电路包括第二运算放大器U1C和第三运算放大器U1D;所述第二运算放大器U1C的反向输入端与电阻R9与+12V连接，所述第三运算放大器U1D的正向输入端电阻R8与-12Ｖ连接。第二运算放大器U1D为同相比较器，反相端参考电压为1.57V。第二运算放大器U1C为反相比较器，同相端参考电压为-1.57V。当Vout为正时（介于2~4.2V之间），U1D的同相端大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池均衡通道自适应极性切换电路，其包括电池、开关以及均衡通道，其特征在于：其还包括差分电路、比较电路、互锁电路以及极性切换电路；所述电池依次通过开关、极性切换电路进而与均衡通道连接；所述开关的输出端依次连接有差分电路、比较电路以及互锁电路，所述互锁电路的输出端与所述极性切换电路的输入端连接，通过差分电路采集电池连接至均衡通道的电压，并通过比较电路判断出极性，通过互锁电路驱动极性切换电路切换电池与均衡通道之间的极性连接关系。

【技术特征摘要】
1.一种电池均衡通道自适应极性切换电路，其包括电池、开关以及均衡通道，其特征在于：其还包括差分电路、比较电路、互锁电路以及极性切换电路；所述电池依次通过开关、极性切换电路进而与均衡通道连接；所述开关的输出端依次连接有差分电路、比较电路以及互锁电路，所述互锁电路的输出端与所述极性切换电路的输入端连接，通过差分电路采集电池连接至均衡通道的电压，并通过比较电路判断出极性，通过互锁电路驱动极性切换电路切换电池与均衡通道之间的极性连接关系。2.根据权利要求1所述的电池均衡通道自适应极性切换电路，其特征在于：所述极性切换电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管以及第四MOS管组成的桥式电路，所述桥式电路的输入端分别与电池和驱动电路的输出端连接，其输出端与所述均衡通道连接。3.根据权利要求1或2所述的电池均衡通道自适应极性切换电路，其特征在于：所述差分电路包括第一运算放大器，其正向输入端、反向输入端分别与电池的正负端连接，其输出端与比较电路的输入端连接，其反向输入端与输出端之间还连接有一电阻。4.根据权利要求2所述的电池均衡通道自适应极性切换电路，其特征在于：所述比较电路包括第二运算放大器、第三运算放大器、第一分压电阻以及第二分压电阻，所述第二运算放大器的正向输入端和第三运算放大器的反向输入端与所述第一运算放大器的输出端端连接，所述第二运算放大器的反向输入端通过第一分压电阻与+12V连接，所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：范家闩，张鑫，李仁彪，
申请(专利权)人：深圳市科陆电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44