功耗平衡的电池信号采集电路及电池管理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种功耗平衡的电池信号采集电路及电池管理装置，用于菊花链通信的电池信号采集电路及电池管理装置中，其包括与若干电池单元一一对应的电池管理单元和与若干电池管理单元一一对应的功耗平衡单元，所述电池管理单元获取对应电池单元的监控数据，每一所述电池管理单元输出一恒定电压以对对应的所述功耗平衡单元供电，每一功耗平衡单元消耗预设大小的功耗，以使得每一所述电池管理单元和对应的功耗平衡单元的功耗之和相等。与现有技术相比，本发明专利技术在电池管理单元上连接消耗预设大小功耗的功耗平衡单元，极大地降低电池单元自耗电的不一致性，可以明显提高串联电池组的使用寿命。

Battery signal acquisition circuit and battery management device with power balance

The invention discloses a battery signal acquisition circuit and battery management device for battery power balance, signal acquisition circuit and battery management device in the daisy chain communication, which comprises a battery management unit corresponding to several battery unit and corresponding number of battery management unit of the power balance of the unit, the monitoring data of the battery management to obtain the corresponding unit cell, each of the battery management unit outputs a constant voltage to the power supply unit to balance the power balance of the unit power consumption of each preset size, so that the power consumption balance unit each of the battery management unit and the corresponding and equal. Compared with the existing technology, the invention is connected with the power consumption balancing unit which consumes preset size and power consumption on the battery management unit, greatly reduces the inconsistency of self consumption of battery units, and can obviously improve the service life of series battery pack.

【技术实现步骤摘要】
功耗平衡的电池信号采集电路及电池管理装置
本专利技术涉及一种电动汽车
，尤其涉及一种功耗平衡的电池管理装置。
技术介绍
参考中国专利CN201280053449.3，现有的蓄电池管理单元，其具有多个监控IC芯片，其中，多个监控IC芯片中的每个被构造用于获取至少一个蓄电池单池或者至少一个包括预先确定的数量的蓄电池单池的蓄电池单元的至少一个工作参数，并且连接到第一总线。此外，该蓄电池管理单元还包括基本监控IC芯片，其同样连接到第一总线并且被构造用于，通过第一总线与多个监控IC芯片中每个进行通信。以及该蓄电池管理单元还包括控制装置，其中，基本监控IC芯片和控制装置连接到第二总线并且被构造用于，通过第二总线相互通信。上述技术可以实现多个蓄电池单元的管理，但由于采用“菊花链”结构，最顶端的监控IC只向下传输数据，消耗电流较小；中间的监控IC既需要向下传输数据，也需要向上传输数据，消耗电流稍多；而最低端的监控IC既需要向上传输数据，同时还需要与主控MCU进行总线通信，消耗电流最多；由此因为不同位置的监控IC消耗电流(最终反映为电量)差异，人为地加剧了电池单元自耗电的不一致，导致电池单元的不平衡，降低了动力电池组的使用寿命。故急需一种可以解决上述问题的电池管理装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种功耗平衡的电池信号采集电路和功耗平衡的电池管理装置，可以有效保证多个电池管理单元的自耗电平衡，极大地降低电池单元自耗电的不一致性。为了实现上有目的，本专利技术公开了一种功耗平衡的电池信号采集电路，用于采集若干电池单元中的监控数据并输出，其包括与所述电池单元一一对应的若干的电池管理单元和与若干所述电池管理单元一一对应的功耗平衡单元，所述电池管理单元获取对应所述电池单元的监控数据，若干所述电池单元串联设置并分别向对应的电池管理单元提供供电电压，以使若干所述电池管理单元处于上升的电压链中，若干所述电池管理单元沿电压链通过内部总线彼此电连接，并使得电压链上位的电池管理单元向电压链下位的电池管理单元输送监控数据，所述电压链最下位的电池管理单元输出若干所述电池管理单元采集的监控数据，每一所述电池管理单元输出一恒定电压以对对应的所述功耗平衡单元供电，每一功耗平衡单元消耗预设大小的功耗，以使得每一所述电池管理单元和对应的功耗平衡单元的功耗之和相等。与现有技术相比，本专利技术在电池管理单元上连接消耗预设大小功耗的功耗平衡单元，实现了菊花链通信时，每一所电池单元自消耗的功耗相等或者近似相等，可以有效保证多个电池管理单元的自耗电平衡，极大地降低电池单元自耗电的不一致性，可以明显提高串联电池组的使用寿命。其中，本专利技术可用于电动汽车动力电池中，尤其适合于当前国家大力推行的标准电池箱应用。较佳地，每一所述功耗平衡单元为预设电阻大小的电阻模块或者提供预设电流的恒流源模块。较佳地，每一功耗平衡单元分别接对应的所述电池管理单元的恒定电压和接地端之间。较佳地，所述电压链最下位的电池管理单元对应的功耗平衡单元空置，该方案节省了所有电池单元的功耗。其中，所述电阻模块由至少一个电阻组成。其中，所述电阻模块由至少一个精密电阻构成。所述电流源模块由精确的电流源构成，例如可以由一个或者多个二极管或者LED元件组成。较佳地，每一所述电池管理单元输出的恒定电压U相等，所述功耗平衡单元为预设电阻大小的电阻模块，所述电压链最下位的电池管理单元对应的功耗平衡单元空置，所述电压链中间的各个电池管理单元对应的电阻模块的电阻值为U2/(Wb1-Wbm)，所述电压链最上位的电池管理单元对应的电阻模块的电阻值为U2/(Wb1-Wbn)，Wb1为所述电压链最下位的电池管理单元的功耗，Wbn为所述电压链最上位的电池管理单元的功耗，Wbm为所述电压链中间的电池管理单元的功耗。较佳地，每一所述电池管理单元分别包括集成电路和稳压器，所述集成电路一端与所述电池单元相连以采集所述电池单元的监控数据，另一端与所述稳压器相连并驱动所述稳压器动作，所述稳压器接所述电池单元的正极并将所述电池单元正极的电信号转换为所述恒定电压输出至所述功耗平衡单元。较佳地，若干所述电池管理单元及对应的功耗平衡单元安装于一电路板上。该方案使得本专利技术可有效提高电动汽车电池管理系统的集成度，缩小体积。本专利技术还公开了一种功耗平衡的电池管理装置，包括电池信号采集电路和处理模块，所述电池信号采集电路采集若干电池单元中每一电池单元对应的监控数据并输出至所述处理模块，所述处理模块依据所述监控数据对若干所述电池单元进行管理，所述电池信号采集电路如上所示。与现有技术相比，本专利技术在电池管理单元上连接消耗预设大小功耗的功耗平衡单元，实现了菊花链通信时，每一所电池单元自消耗的功耗相等或者近似相等，可以有效保证多个电池管理单元的自耗电平衡，极大地降低电池单元自耗电的不一致性，可以明显提高串联电池组的使用寿命。其中，本专利技术可用于电动汽车动力电池中，尤其适合于当前国家大力推行的标准电池箱应用。较佳地，所述功耗平衡的电池管理装置还包括隔离通信模块，所述隔离通信模块一端通过通信总线与所述电池管理单元相连，接收所述电池管理单元输出的监控数据，并将所述监控数据发送至处理模块。具体地，所述电池管理单元包括AFE芯片，所述通信总线为SPI总线、I2C总线或者UART总线。较佳地，所述功耗平衡的电池管理装置还包括通信模块，所述通信模块一端与所述处理模块相连，另一端通过CAN总线与外部进行通信。附图说明图1是本专利技术第一实施例中所述功耗平衡的电池管理装置的结构框图。图2a-2d是本专利技术功所述耗平衡的电池信号采集电路部分结构框图。图3是本专利技术第二实施例中所述功耗平衡的电池管理装置的结构框图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。参考图1，在第一实施例中，本专利技术公开了一种功耗平衡的电池管理装置100，包括电池信号采集电路10和处理模块20，所述电池信号采集电路采集电池模块30中的n个电池单元BT1、BT2…BTn对应的监控数据并输出至所述处理模块20，所述处理模块20依据所述监控数据对所述电池单元BT1-BTn进行管理。n为大于等于2的整数，n个电池单元BT1、BT2…BTn相互串联。当然，n以大于等于2小于等于5为宜。继续参考图1，所述电池信号采集电路10包括电池管理模块11和功耗平衡单元12，所述电池管理模块11包括与所述电池单元BT1、BT2…BTn一一对应的电池管理单元111-11n。所述功耗平衡模块12包括与所述电池管理单元111-11n一一对应的功耗平衡单元121-12n。所述电池管理单元111-11n分别采集对应所述电池单元BT1-BTn的监控数据(例如电压、电流数据)。若干所述电池单元BT1-BTn串联设置并分别向对应的电池管理单元111-11n供电，以使若干所述电池管理单元111-11n处于上升的电压链中，若干所述电池管理单元111-11n沿电压链通过内部总线彼此电连接，并使得电压链上位的电池管理单元11m向电压链下位的电池管理单元11(m-1)输送监控数据，m＝2、3…n，所述电压链最下位的电池管理单元111输出若干所述电池管理单元111-11n采集的监控数据，每一所述电池管理单元111本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功耗平衡的电池信号采集电路，用于采集若干电池单元对应的监控数据并输出，其包括与所述电池单元一一对应的若干的电池管理单元，所述电池管理单元获取对应所述电池单元的监控数据，若干所述电池单元串联设置并分别向对应的电池管理单元供电，以使若干所述电池管理单元处于上升的电压链中，若干所述电池管理单元沿电压链通过内部总线彼此电连接，并使得电压链上位的电池管理单元向电压链下位的电池管理单元输送监控数据，所述电压链最下位的电池管理单元输出若干所述电池管理单元采集的监控数据，其特征在于：还包括与所述电池管理单元一一对应的功耗平衡单元，每一所述电池管理单元输出一恒定电压以对对应的所述功耗平衡单元供电，每一功耗平衡单元消耗预设大小的功耗，以使得每一所述电池管理单元和对应的功耗平衡单元的功耗之和相等。

【技术特征摘要】
1.一种功耗平衡的电池信号采集电路，用于采集若干电池单元对应的监控数据并输出，其包括与所述电池单元一一对应的若干的电池管理单元，所述电池管理单元获取对应所述电池单元的监控数据，若干所述电池单元串联设置并分别向对应的电池管理单元供电，以使若干所述电池管理单元处于上升的电压链中，若干所述电池管理单元沿电压链通过内部总线彼此电连接，并使得电压链上位的电池管理单元向电压链下位的电池管理单元输送监控数据，所述电压链最下位的电池管理单元输出若干所述电池管理单元采集的监控数据，其特征在于：还包括与所述电池管理单元一一对应的功耗平衡单元，每一所述电池管理单元输出一恒定电压以对对应的所述功耗平衡单元供电，每一功耗平衡单元消耗预设大小的功耗，以使得每一所述电池管理单元和对应的功耗平衡单元的功耗之和相等。2.如权利要求1所述的功耗平衡的电池信号采集电路，其特征在于：每一所述功耗平衡单元为预设电阻大小的电阻模块或者提供预设电流的恒流源模块。3.如权利要求1所述的功耗平衡的电池信号采集电路，其特征在于：每一功耗平衡单元分别接对应的所述电池管理单元的恒定电压和接地端之间。4.如权利要求1所述的功耗平衡的电池信号采集电路，其特征在于：所述电压链最下位的电池管理单元对应的功耗平衡单元空置。5.如权利要求4所述的功耗平衡的电池信号采集电路，其特征在于：每一所述电池管理单元输出的恒定电压U相等，所述功耗平衡单元为预设电阻大小的电阻模块，所述电压链中间的各个电池管理单元对应的电阻模块的电阻值为U2/(Wb1-Wbm)，所述电压链最上位的电池管理单元对应的电阻模块的电阻值为U2/(Wb1-Wbn)，Wb1为所述电压链最下位的电池管理单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鲁新，林田生，
申请(专利权)人：东莞钜威动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44