模拟电芯、电芯串及电芯系统技术方案

本申请提供了一种模拟电芯、电芯串及电芯系统。其中，该模拟电芯包括：电压控制单元和开关单元，电压控制单元包括第一放大器和第二放大器，第一放大器的正向输入端和第二放大器的反向输入端分别输入参考电压信号，第一放大器的反向输入端和第二放大器的正向输入端分别输入电压差信号；开关单元包括第一开关器件和第二开关器件，第一开关器件作为放电方向的主功率管以实现模拟电芯放电，采用第二开关器件控制充电电压，第二开关器件作为充电方向的主功率管以实现模拟电芯充电，本申请解决了现有技术中采用真实电芯进行保护板功能测试容易引发安全问题的技术问题。引发安全问题的技术问题。引发安全问题的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
模拟电芯、电芯串及电芯系统


[0001]本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种模拟电芯、电芯串及电芯系统。

技术介绍

[0002]随着目前新能源行业逐步发展，锂电池模组作为基本的储能单元有着重要的地位，而在锂电池的安全问题上，电池保护板起着至关重要的作用，在保护板的开发或者生产过程中，真实电芯无法进行单节电压的瞬间调节，从而无法对保护板的保护功能进行测试验证，且采用真实的电芯进行保护板功能的测试容易引发安全问题，例如，起火。

技术实现思路

[0003]本申请的主要目的在于提供一种模拟电芯、电芯串及电芯系统，以解决现有技术中采用真实电芯进行保护板功能测试容易引发安全问题的技术问题。
[0004]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种模拟电芯，该模拟电芯包括电压控制单元和开关单元，所述电压控制单元包括第一放大器和第二放大器，所述第一放大器的正向输入端和所述第二放大器的反向输入端分别输入参考电压信号，所述第一放大器的反向输入端和所述第二放大器的正向输入端分别输入电压差信号；所述开关单元包括第一开关器件和第二开关器件，所述第一放大器的输出端与所述第一开关器件的控制端电连接，所述第二放大器的输出端与所述第二开关器件的控制端电连接，采用所述第一开关器件控制放电电压，所述第一开关器件作为放电方向的主功率管以实现模拟电芯放电，采用所述第二开关器件控制充电电压，所述第二开关器件作为充电方向的主功率管以实现模拟电芯充电。
[0005]进一步地，所述模拟电芯还包括：主功率电流采样单元，与所述开关单元电连接；电流控制单元，分别与所述电压控制单元和所述开关单元电连接，所述电流控制单元和所述主功率电流采样单元用于限制所述模拟电芯放电时或者充电时的电流。
[0006]进一步地，所述开关单元还包括直流电源，所述第一开关器件的第二端与所述直流电源的正极电连接，所述直流电源的负极接地，所述第一开关器件的第三端分别与所述第二开关器件的第二端和所述主功率电流采样单元的第一端电连接，所述第二开关器件的第三端为第一输出端，所述主功率电流采样单元的第二端为第二输出端，所述电压差信号为所述第一输出端输出的信号与所述第二输出端输出的信号的差值。
[0007]进一步地，所述开关单元还包括电容单元，所述电容单元的第一端与所述主功率电流采样单元的第一端电连接，所述电容单元的第二端与所述第二开关器件的第三端电连接。
[0008]进一步地，所述电流控制单元包括第三放大器、第四放大器、第一单向导通器件和第二单向导通器件，所述第三放大器的正向输入端和所述第四放大器的正向输入端输入采样电流，所述采样电流是所述主功率电流采样单元采集得到的，所述第三放大器的反向输入端输入第一参考电流，所述第四放大器的反向输入端输入第二参考电流，所述第三放大
器输出端与所述第一单向导通器件的负极电连接，所述第一单向导通器件的正极与所述第一放大器的输出端电连接，所述第四放大器的输出端与所述第二单向导通器件的负极电连接，所述第二单向导通器件的正极与所述第二放大器的输出端电连接。
[0009]进一步地，所述开关单元还包括第三单向导通器件，所述第三单向导通器件的正极与所述第一开关器件的第三端电连接，所述第三单向导通器件的负极与所述第二开关器件的第二端电连接。
[0010]进一步地，所述模拟电芯还包括：静态电流采样单元，与所述主功率电流采样单元电连接。
[0011]进一步地，所述静态电流采样单元包括多个阻值不同的电阻单元和多刀机械开关，通过控制所述多刀机械开关的活动部与预定电阻单元连接，实现将不同阻值的所述电阻单元接入回路中，所述预定电阻单元为多个所述电阻单元中的一个。
[0012]根据本申请的另一方面，提供了一种模拟电芯串，该模拟电芯串包括任意一种所述的模拟电芯，且第一个所述模拟电芯的输出作为第二个所述模拟电芯的输入。
[0013]根据本申请的另一方面，提供了一种模拟电芯系统，该模拟电芯系统包括串联的多个上述所述的模拟电芯串。
[0014]应用本申请的技术方案，该模拟电芯包括电压控制单元和开关单元，所述电压控制单元包括第一放大器和第二放大器，所述第一放大器的正向输入端和所述第二放大器的反向输入端分别输入参考电压信号，所述第一放大器的反向输入端和所述第二放大器的正向输入端分别输入电压差信号；所述开关单元包括第一开关器件和第二开关器件，所述第一放大器的输出端与所述第一开关器件的控制端电连接，所述第二放大器的输出端与所述第二开关器件的控制端电连接，采用所述第一开关器件控制放电电压，所述第一开关器件作为放电方向的主功率管以实现模拟电芯放电，采用所述第二开关器件控制充电电压，所述第二开关器件作为充电方向的主功率管以实现模拟电芯充电，即采用模拟电芯模拟真实的电芯，直接采用模拟电芯进行保护板功能的测试可以避免安全问题的产生。通过第一放大器和第一开关器件的共同作用实现了模拟电芯放电，通过第二放大器和第二开关器件的共同作用实现了模拟电芯充电。
附图说明
[0015]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0016]图1是根据本申请实施例的一种模拟电芯示意图；
[0017]图2是根据本申请实施例的一种可选地模拟电芯的单板两串原理图；
[0018]图3是根据本申请实施例的一种可选地模拟电芯的多串串联系统架构图。
[0019]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0020]10、电压控制单元；20、开关单元；30、电流控制单元；40、电路板；50、静态电流采样单元。
具体实施方式
[0021]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另
有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0022]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0023]应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
[0024]根据本申请的实施例，提供了一种模拟电芯，如图1
‑
2所示，该模拟电芯包括：
[0025]电压控制单元10包括第一放大器U2和第二放大器U3，上述第一放大器U2的正向输入端和上述第二放大器U3的反向输入端分别输入参考电压信号V1ref，上述第一放大器U2的反向输入端和上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟电芯，其特征在于，包括：电压控制单元，所述电压控制单元包括第一放大器和第二放大器，所述第一放大器的正向输入端和所述第二放大器的反向输入端分别输入参考电压信号，所述第一放大器的反向输入端和所述第二放大器的正向输入端分别输入电压差信号；开关单元，包括第一开关器件和第二开关器件，所述第一放大器的输出端与所述第一开关器件的控制端电连接，所述第二放大器的输出端与所述第二开关器件的控制端电连接，采用所述第一开关器件控制放电电压，所述第一开关器件作为放电方向的主功率管以实现模拟电芯放电，采用所述第二开关器件控制充电电压，所述第二开关器件作为充电方向的主功率管以实现模拟电芯充电。2.根据权利要求1所述的模拟电芯，其特征在于，所述模拟电芯还包括：主功率电流采样单元，与所述开关单元电连接；电流控制单元，分别与所述电压控制单元和所述开关单元电连接，所述电流控制单元和所述主功率电流采样单元用于限制所述模拟电芯放电时或者充电时的电流。3.根据权利要求2所述的模拟电芯，其特征在于，所述开关单元还包括直流电源，所述第一开关器件的第二端与所述直流电源的正极电连接，所述直流电源的负极接地，所述第一开关器件的第三端分别与所述第二开关器件的第二端和所述主功率电流采样单元的第一端电连接，所述第二开关器件的第三端为第一输出端，所述主功率电流采样单元的第二端为第二输出端，所述电压差信号为所述第一输出端输出的信号与所述第二输出端输出的信号的差值。4.根据权利要求3所述的模拟电芯，其特征在于，所述开关单元还包括电容单元，所述电容单元的第一端与所述主功率电流采样单元的第一端电连接，所述电容单元的第二端与所述第二开...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，区敏聪，陈大洋，
申请(专利权)人：深圳市欣旺达电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：