一种可识别均衡状态的采集均衡电路制造技术

本发明专利技术属于电动汽车技术领域，具体涉及一种可识别均衡状态的采集均衡电路。该可识别均衡状态的采集均衡电路，包括单体电压采集电路、均衡回路、均衡控制电路和滤波电路；所述单体电压采集电路包括单体电池电压输入端Bn+1和Bn、滤波电路和端口保护电路。其有益效果是：通过对比AFE芯片采集通道Cn+1和Cn之间在均衡开关Q1开启和未开启时的电压值来判断、反推此时均衡的相应状态，结合内部软件可以有效识别均衡是否正常开启或是均衡误动作；即均衡失效，均衡MOS非正常开启，在原有的采集电路上未增加任何其他外围器件，经济实用，安全可靠。

An equalizing circuit for identifying equilibrium state

The invention belongs to the technical field of electric vehicles, and in particular relates to a collection and equalization circuit which can identify the equilibrium state. The acquisition and equalization circuit which can identify the equilibrium state includes a single voltage acquisition circuit, an equalization circuit, an equalization control circuit and a filter circuit; the single voltage acquisition circuit includes a single battery voltage input terminal Bn+1 and Bn, a filter circuit and a port protection circuit. Its beneficial effect is: by comparing the voltage between the acquisition channel Cn+1 and Cn of the AFE chip when the equalization switch Q1 is on or not on, the corresponding state of the equalization can be judged and reversed. Combining with the internal software, it can effectively identify whether the equalization is normal on or not or balancing misoperation; that is, equalization failure, balanced MOS is abnormal on, in which the balance switch Q1 is not on. No other peripheral devices have been added to the original acquisition circuit, which is economical, practical, safe and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种可识别均衡状态的采集均衡电路
本专利技术属于电动汽车
，具体涉及一种可识别均衡状态的采集均衡电路。
技术介绍
电池在新能源汽车、储能等领域应用广泛，随着技术的发展，对电池的使用寿命和安全性的要求不断提高，而对电池管理系统的技术要求和功能也不断提升，电池管理系可以有效的采集电池的单体电压，并根据采集到的数据信息结合使用电池的特性对电池进行有效管理，如充放电、电池均衡管理等。电池均衡控制可以有效的提高电池的使用寿命，但其控制电路的安全性也极其重要，因此可识别当前电路的均衡状态显得非常必要。
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种用于单体电池电压的采集及判别通道均衡的状态，防止均衡误动作引起的降低电池寿命或损坏电池的危险情况出现的可识别均衡状态的采集均衡电路。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种可识别均衡状态的采集均衡电路，包括单体电压采集电路、均衡回路、均衡控制电路和滤波电路；所述单体电压采集电路包括单体电池电压输入端Bn+1和Bn、滤波电路和端口保护电路，均衡控制电路包括AFE芯片均衡控制端Sn、电阻R4、电阻R5和稳压二极管D2，均衡回路包括均衡开关Q1、均衡电阻R3、电感L1和电感L2，单节电池的正端接至Bn+1,负端接至Bn，然后经电感L1、电感L2和滤波电路进入AFE芯片的采集通道Cn+1和Cn，端口保护电路的稳压二极管D1接于AFE芯片采集通道Cn+1和Cn上，用于对端口进行过压保护。进一步，所述滤波电感L1和滤波电感L2选用磁珠或电感；进一步，所述滤波电路为低通滤波电路，由R1、R2和C2组成，C2为通道间的差分滤波器，耐压值应高于单节电池的电压。进一步，所述均衡开关Q1为有控制端的开关；有控制端的开关选用晶体管，晶体管采用MOS管或三极管，MOS管的电流大于均衡回路的均衡电流；均衡电阻R3根据均衡电流来选取相应阻值和功率；电感L1、电感L2额定电流值高于最大均衡电流值且留安全余量。进一步，所述电阻R4和电阻R5选用适合阻值保证其工作于深度饱和状态用作电子开关；保护稳压二极管D2的稳压电压值选用低于MOS管VGS最大绝对值电压。本专利技术的有益效果是：通过对比AFE芯片采集通道Cn+1和Cn之间在均衡开关Q1开启和未开启时的电压值来判断、反推此时均衡的相应状态，结合内部软件可以有效识别均衡是否正常开启或是均衡误动作；即均衡失效，均衡MOS非正常开启，在原有的采集电路上未增加任何其他外围器件，经济实用，安全可靠。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。附图1是可识别均衡状态的采集均衡电路框图；附图2是可识别均衡状态的采集均衡实现电路一；附图3是可识别均衡状态的采集均衡实现电路二。具体实施方式附图1-3为本专利技术的一种具体实施例。该专利技术一种可识别均衡状态的采集均衡电路，包括单体电压采集电路、均衡回路、均衡控制电路和滤波电路；所述单体电压采集电路包括单体电池电压输入端Bn+1和Bn、滤波电路和端口保护电路，均衡控制电路包括AFE芯片均衡控制端Sn、电阻R4、电阻R5和稳压二极管D2，均衡回路包括均衡开关Q1、均衡电阻R3、电感L1和电感L2，单节电池的正端接至Bn+1,负端接至Bn，然后经电感L1、电感L2和滤波电路进入AFE芯片的采集通道Cn+1和Cn，端口保护电路的稳压二极管D1接于AFE芯片采集通道Cn+1和Cn上，用于对端口进行过压保护。进一步，所述滤波电感L1和滤波电感L2选用磁珠或电感；进一步，所述滤波电路为低通滤波电路，由R1、R2和C2组成，C2为通道间的差分滤波器，耐压值应高于单节电池的电压。进一步，所述均衡开关Q1为有控制端的开关；有控制端的开关选用晶体管，晶体管采用MOS管或三极管，MOS管的电流大于均衡回路的均衡电流；均衡电阻R3根据均衡电流来选取相应阻值和功率；电感L1、电感L2额定电流值高于最大均衡电流值且留安全余量。进一步，所述电阻R4和电阻R5选用适合阻值保证其工作于深度饱和状态用作电子开关；保护稳压二极管D2的稳压电压值选用低于MOS管VGS最大绝对值电压。该专利技术一种可识别均衡状态的采集均衡电路，使用时附图2为PMOS管作为均衡MOS的电路实现方案，附图3为NMOS管作为均衡MOS的电路实现方案，其电路控制原理近似；现以附图2为例，将单节电池的正端接至Bn+1,负端接至Bn，然后经L1和L2两个滤波电感，经R1、R2和C2组成的低通滤波电路进入AFE芯片的采集通道Cn+1和Cn。端口保护稳压二极管D1并接于采集通道Cn+1和Cn上，用于对端口进行过压保护，均衡电路通过AFE芯片的均衡控制端Sn经电阻R4接至均衡PMOS的栅极（G），均衡PMOS的源极（S）接至L2的后端，漏极（D）经均衡电阻R3接至L1的后端，均衡PMOS的栅极（G）的上拉电阻R5接在L2前端和栅极（S）之间，均衡PMOS的GS保护二极管D2同样接在L2前端和栅极（S）之间。电路工作原理：当通道进行单体电压采集功能时，Bn+1和Bn之间的电压经过滤波电感L1、L2，再经过低通滤波器电路R1、R2和C2和端口过压保护二极管D2进入AFE芯片采集端口Cn+1和Cn，得到单体电池的实时电压值Vn+1=VBn+1-VBn。当通道进行单体电压开启均衡时，AFE芯片的均衡控制端Sn输出低电平，Bn+1处的电压信号经R5和R4分压得到PMOS管栅极电压VG=，PMOS管源极电压VQ1S=VBn+1-VL2(VL2为电感L2上压降，该电感的直流电阻推荐值一般为0.2Ω～0.3Ω)，均衡电流基本设定为≥100mA，当均衡电流取最小的100mA时，VS=VBn+1-VL2=VBn+1-0.2×0.1=VBn+1-0.02,VGS=|-（VBn+1-0.02）|，R5选取的阻值应远大于R4使得VGS高于PMOS的开启阈值电压即可开启PMOS管。当PMOS开启时，Bn+1处电压经电感L2、PMOS管Q1、电阻R3和电感L1回至Bn形成均衡回路，选取合适的R3阻值使均衡电流≥100mA，则此时进入AFE芯片采集端口Cn+1和Cn的电压值Vn+1’=VBn+1-VL2-VL1=Vn+1-0.2×0.1-0.2×0.1=Vn+1-0.04（此公式中电感直流电阻为0.2Ω，均衡电流为最小的100mA）。可以得出在均衡未开启和均衡开启两种状态下单体采集电压差△V=Vn+1-Vn+1’=40mV，即两种状态下的单体采集电压差至少为40mV。由于电池均衡功能会选在电池组电压基本维持稳定时进行，单通道电池电压短时间内不会有大于20mV的浮动，而一般AFE芯片单通道电压全量程的测量误差为±10mV，△V远大于AFE芯片单通道电压测量误差，可以被有效识别。因此可以结合软件判断均衡状态，判别均衡是否正常开启。若为非正常开启，则可判断为均衡PMOS发生故障。本专利技术不局限于上述实施方式，任何人应得知在本专利技术的启示下作出的与本专利技术具有相同或相近的技术方案，均落入本专利技术的保护范围之内。本专利技术未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可识别均衡状态的采集均衡电路，包括单体电压采集电路、均衡回路、均衡控制电路和滤波电路；其特征在于，所述单体电压采集电路包括单体电池电压输入端Bn+1和Bn、滤波电路和端口保护电路，均衡控制电路包括AFE芯片均衡控制端Sn、电阻R4、电阻R5和稳压二极管D2，均衡回路包括均衡开关Q1、均衡电阻R3、电感L1和电感L2，单节电池的正端接至Bn+1,负端接至Bn，然后经电感L1、电感L2和滤波电路进入AFE芯片的采集通道Cn+1和Cn，端口保护电路的稳压二极管D1接于AFE芯片采集通道Cn+1和Cn上，用于对端口进行过压保护。

【技术特征摘要】
1.一种可识别均衡状态的采集均衡电路，包括单体电压采集电路、均衡回路、均衡控制电路和滤波电路；其特征在于，所述单体电压采集电路包括单体电池电压输入端Bn+1和Bn、滤波电路和端口保护电路，均衡控制电路包括AFE芯片均衡控制端Sn、电阻R4、电阻R5和稳压二极管D2，均衡回路包括均衡开关Q1、均衡电阻R3、电感L1和电感L2，单节电池的正端接至Bn+1,负端接至Bn，然后经电感L1、电感L2和滤波电路进入AFE芯片的采集通道Cn+1和Cn，端口保护电路的稳压二极管D1接于AFE芯片采集通道Cn+1和Cn上，用于对端口进行过压保护。2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈峰，漆利国，季悦，张鹏程，张佳林，
申请(专利权)人：铠龙东方汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32