电池组单体电池电压检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电池组单体电池电压检测装置，该装置包括有选通电池的开关网络，从共模电压中分离差模电压的飞跨电容Ｃ，选通驱动电路和带模数转换器的微控制器，所述开关网络经所述飞跨电容Ｃ接所述微控制器，所述微控制器的输出经所述选通驱动电路接所述开关网络。本实用新型专利技术提供了一种利用电荷单向流动的开关网络与极性不固定的飞跨电容Ｃ所构成的一种电压检测电路，对电池组中单体电池的电压的测量更加准确，器件的数量更少，成本更低，可靠性更提高。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电压检测装置，具体地说是一种电池组单体电池电压 检测装置。
技术介绍
在电动交通工具、电动工具、照明以及不间断电源等中使用的电池组，多 是一组串联的直流电瓶。对电池组的管理需要对串联起来的每一节单体电池的 电压有精确的测量。现有的检测装置一种是由差分运算放大器构成的电压监测 电路，这种电压监测电路对电阻匹配的要求很高，电阻的一点点误差，会严重 降低电路的共模抑制比。为了在电池组这样一个很高的共模电压下取出单体电 池很小的差分电压，需要很高的电阻匹配度，采用分立元件很难同时满足成本 与精度的要求。另一种检测装置是由跨导运算放大器与检流电阻构成电压检测 电路。为达到较高的电压检测精度，往往需要使用独特的运算放大器与高精度 低温漂电阻，这些往往是很难实现的。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种电池组单体电池电压检测装置，以解决现 有测量装置测量精度低和装置成本高的问题。本技术是这样实现的 一种电池组单体电池电压检测装置，该装置包 括有选通电池的开关网络，从共模电压中分离差模电压的飞跨电容C，选通驱动 电路和带模数转换器的微控制器，所述开关网络经所述飞跨电容C接所述微控 制器，所述微控制器的输出经所述选通驱动电路接所述开关网络。本技术提供了一种利用电荷单向流动的开关网络与极性不固定的飞跨 电容C所构成的一种电压检测电路。开关网络受微控制器的控制闭合，选通电 池组某节单体电池，使该节电池电压反映到飞跨电容C上；当开关断开时，飞 跨电容C上仍保持该节电池的电压。微控制器对采集到的电压信号经模数转换 后进行处理，即可精确测量出电池组中单体电池的电压值，同时还可得出电池 的容量和状态以及与其他电池间的差异等数值，并根据需要予以显示。本技术的所述开关网络，包括有一列依序并置的选通开关Kn，选通开 关Kn的一端连接电池组中首端电池的正极和末端电池的负极，并依序连接各内 串电池的串联节点，每个选通开关Kn的另一端间隔连接，组成两个并联节点， 该两并联节点分接到所述飞跨电容C的两端，飞跨电容C的两端分别串联接地 开关Kdi、 Kd2后接地线，飞跨电容C的两端还分别串联门开关Kmi、 Km2后 接共接至所述微控制器中的模数转换器上。本技术所述开关网络1中的选通开关Kn最好选择为双向关断的单体开 关，如选用三极管、光耦、继电器等开关器件。这样，在开关网络1中的选通 开关Kn的数量就可达到最少，电路结构简单，并可适应无极性的飞跨电容C 的工作需要。采用本技术的开关网络选通电池组中的某节单体电池后，无极性的飞 跨电容C的两端都可能成为电压高端，因此需要由微控制器先判断出飞跨电容 C两端的状态，再通过接地开关Kdi或Kd2的闭合，将飞跨电容C的电压低端 接地，然后闭合门开关Kmi或Km2，使飞跨电容C的高压端与微控制器中的模 数转换器相接，该电压信号经过模数转换后传入微控制器，由微控制器进行测 量处理，从而得出该节单体电池的电压值；之后闭合另一接地开关Kd2或Kdi， 使飞跨电容C的电压高端的电荷通过地线释放掉。之后即可开始下一节单体电 池的电压测量。本技术对电池组中的单体电池的电压的测量更加准确，元器件的使用 数量可减少一半多，成本低，可靠性高。本技术更适用于采用分立元件制 作。以下结合附图对本技术做进一步详述。附图说明图l是本技术的结构框图。具体实施方式如图1所示，本装置的开关网络1经飞跨电容C接至微控制器2，微控制器2的 输出经选通驱动电路3控制开关网络1。在微控制器2上还可连接起人机交互作用 的显示器件4。开关网络l包括有一列依序并置的选通开关Kn，选通开关Kn的数量可根据 测量对象的电池数量确定，并且只比电池数量多一个即可。各选通开关Kn的左端连接电池组中首端电池的正极和末端电池的负极，并依序连接各内串电池的串联节点；每个选通开关Kn的另一端间隔连接，组成两个并联节点，该两并联 节点分接到飞跨电容C的两端，飞跨电容C的两端分别串联接地开关Kdi、 Kd2后 接地线，飞跨电容C的两端还分别串联门开关Kmi、 Km2后接共接至微控制器2 中的模数转换器上。本装置的工作过程是先由微控制器2初始化，判断是否所有部件均正常工 作，如果有出错状况，则给予显示；如果正常，就可进行电压检测。以电池组的首端单体电池为例说明，其余电池的检测方法类似。首先，微控制器2通过选通驱动电路3控制开关网络l中的一对选通开关Kni 和Km闭合，使电池A与飞跨电容C连通充电；当飞跨电容C充电达到设定的精度 要求后，断开选通开关Kni和Kn2。此后微控制器2检测出飞跨电容C的下端为电 压低端，就控制与飞跨电容C相连的接地开关Kd2闭合，使得飞跨电容C的电压 低端接地，释放掉该电容极板的电荷，同时闭合门开关Kmi，将飞跨电容C的电 压高端与微控制器2中的模数转换器相连，待模数转换器读入相应数值信号并转 化完成后，控制接地开关Kdi闭合，释放掉该电容极板的电荷。微控制器2进行 测量处理，从而得出该节单体电池的准确电压值。此后，微控制器2进行类似的 选通其他电池的操作和测量工作。由于飞跨电容C是不区分极性的，在与某一节电池联通后，飞跨电容C将 存储电荷，并反应出该节电池的电压；在开关网络断开后，飞跨电容C两端的 电压之差可以继续反映出所选通电池的电压。飞跨电容C是无极性的，它的两 端均可作为电压高端，通过门开关Km与微控制器2中的模数转换器的输入端 相连。在飞跨电容C与模数转换器之间可以选择是否接入运算放大器进行阻抗匹 配。如果接入运算放大器，则飞跨电容C的电压高端与运算放大器的一个输入 端相连，运放的输出与模数转换器的输入相连。当有故障发生时，飞跨电容C 的电压可能高于运算放大器与模数转换器的工作电压，因此在模数转换器的输 入端口可连接一个增加抗过压的稳压二极管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组单体电池电压检测装置，其特征在于该装置包括有选通电池的开关网络（１），从共模电压中分离差模电压的飞跨电容Ｃ，选通驱动电路（３）和带模数转换器的微控制器（２），所述开关网络（１）经所述飞跨电容Ｃ接所述微控制器（２），所述微控制器（２）的输出经所述选通驱动电路（３）接所述开关网络（１）。

【技术特征摘要】
1、一种电池组单体电池电压检测装置，其特征在于该装置包括有选通电池的开关网络(1)，从共模电压中分离差模电压的飞跨电容C，选通驱动电路(3)和带模数转换器的微控制器(2)，所述开关网络(1)经所述飞跨电容C接所述微控制器(2)，所述微控制器(2)的输出经所述选通驱动电路(3)接所述开关网络(1)。2、 根据权利要求l所述的电池组单体电池电压检测装置，其特征在于在所 述微控制器(2)上接有人机交互用的显示器件(4)。3、 根据权利要求l所述的电池组单体电池电压检测装置，其特征在于所述 开关网络(1)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱灿，
申请(专利权)人：朱灿，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]