CN105576765B - 一种多节电池的电压采集电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多节电池的电压采集电路，包括由至少2个电池单体以串并联方式组成的电池组、电压采集线束、采集线束连接器、电池管理IC，所述电压采集线束包括至少三根用于检测每一电池单体两端电压的电压采集线，所述电压采集线的一端连接所述电池单体的正、负极，另一端连接至采集线束连接器对应输入端口，采集线束连接器输出端口与电池管理IC输入端连接。本电路主要应用于BMS系统上，其连线简单，各节点清晰明了，方便维修，而且抗干扰性好，对电池组各节电池电压的采集精度高，可靠性好。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理电路技术领域，具体为一种多节电池的电压采集电路。
背景技术
以电池作为动力来源的电子设备或装置的应用日渐广泛，如园林电动工具、电动汽车及混合动力汽车、后备电池系统、电网能量储存、高功率便携式设备等。如需设备安全、可靠、高效、长寿命工作，则需对设备的核心部件电池组进行保护，对每一节单体电池的电压进行监控，保证其充放电过程在安全的电压及温度范围内，避免过充过放电现象的发生；还需保证每单体电池电压的一致性，避免由单节电池的故障或失效而引起整组电池的失效，常规的方法是启用电池均衡，对单体电压偏高的电池进行放电，以达到与整组其他节电池等同的电压，且误差需在可接受的程度范围内，以保证电池组中每节电池电压的一致性。在某些应用场合，由于安装方式的限制或是因为电池电压采集线排布的不合理或干扰等因素，会造成每节电池电压采集的精度不一致，从而导致电池组单体电压不一致的几率增大，可能导致某节电池提前故障或者失效。
发明内容
为了克服现有技术提及的缺点，本发明提供一种多节电池的电压采集电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多节电池的电压采集电路，包括由至少2个电池单体以串并联方式组成的电池组、电压采集线束、采集线束连接器、电池管理IC，所述电压采集线束包括至少三根用于检测每一电池单体两端电压的电压采集线，所述电压采集线的一端连接所述电池单体的正、负极，另一端连接至采集线束连接器对应输入端口，采集线束连接器输出端口与电池管理IC输入端连接。
优选的，所述多节电池的电压采集电路还包括供电电路；所述供电电路的正极输入端与电池组的总正端连接，负极输入端与电池组总负端连接，电源输出端与电池管理IC的电源端连接；所述供电电路可以提高系统稳定性和节能度。
优选的，所述多节电池的电压采集电路还包括供电输入线C_n’，所述供电输入线的一端与电池组总正端连接，另一端与采集线束连接器的供电转接端口连接，所述供电转接端口还与供电电路的正极输入端连接。
优选的，所述多节电池的电压采集电路还包括供电支路，所述供电支路的一端与电池组总正端对应的电压采集线通过采集线束连接器电连接，另一端与供电电路的的正极输入端连接。
优选的，所述供电支路中串联一0欧姆电阻。
优选的，所述多节电池的电压采集电路还包括微控单元MCU，所述微控单元MCU与多串电池管理IC以通讯方式连接。
所述电池管理IC与微控单元MCU的通讯方式为CAN或RS232或RS485或SPI中的任意一种。
优选的，每一所述采集线束连接器与电池管理IC之间还依次连接有防静电电路单元、稳压电路单元和滤波电路单元。
所述防静电电路单元采用TVS管；所述稳压电路单元采用耐压等级为6.2V的稳压管；所述滤波电路单元采用一阶RC低通滤波电路。
本发明的有益效果是：本发明的一种多节电池电压采集的联接电路主要应用于BMS系统(即电池管理系统，是集电池监测、控制与管理为一体的、复杂的电气测控系统)上，其连线简单，各节点清晰明了，方便维修，而且抗干扰性好，对电池组各节电池电压的采集精度高，可靠性好。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
如图1所示，一种多节电池的电压采集电路，包括由至少2个电池单体以串并联方式组成的电池组、电压采集线束、采集线束连接器、电池管理IC，所述电压采集线束包括至少三根用于检测每一电池单体两端电压的电压采集线，所述电压采集线的一端连接所述电池单体的正、负极，另一端连接至采集线束连接器对应输入端口，采集线束连接器输出端口与电池管理IC输入端连接。
所述多节电池的电压采集电路还包括供电电路；所述供电电路的正极输入端与电池组的总正端连接，负极输入端与电池组总负端连接，电源输出端与电池管理IC的电源端连接；所述供电电路可以提高系统稳定性和节能度。
所述多节电池的电压采集电路还包括供电输入线C_n’，所述供电输入线的一端与电池组总正端连接，另一端与采集线束连接器的供电转接端口连接，所述供电转接端口还与供电电路的正极输入端连接。
所述多节电池的电压采集电路还包括供电支路，所述供电支路的一端与电池组总正端对应的电压采集线通过采集线束连接器电连接，另一端与供电电路的的正极输入端连接。
所述供电支路中串联一0欧姆电阻。
所述多节电池的电压采集电路还包括微控单元MCU，所述微控单元MCU与多串电池管理IC以通讯方式连接。
所述电池管理IC与微控单元MCU的通讯方式为CAN或RS232或RS485或SPI中的任意一种。
每一所述采集线束连接器与电池管理IC之间还依次连接有防静电电路单元、稳压电路单元和滤波电路单元。
所述防静电电路单元采用TVS管；所述稳压电路单元采用耐压等级为6.2V的稳压管；所述滤波电路单元采用一阶RC低通滤波电路。
针对不同的使用、安装环境及精度、成本要求，提供以下两种优选方案：
1、当电池组的安装位置距离BMS系统(包含电池管理IC和微控单元MCU)较近时，可选择方案一，即省略电压采集线束中的第C_n＇的电压采集线，同时连接节点①和节点②之间的0欧姆电阻，供电电路输入端连接线连接0欧姆电阻的一端，0欧姆电阻的另一端连接电压采集线C_n的节点①。实现供电电路取电与最高节点电压采集共用电压采集线C_n，减少了电压采集线C_n＇的排布，同时降低了成本。
2、当电池组的安装位置距离BMS系统较远时，可选择方案二，即连接电压采集线束中的第C_n＇，同时取消使用节点①和节点②之间的0欧姆电阻，将电压采集线C_n与供电电路输入连接线的连接节点设置在最高电池的节点B+处，采用最高节点电池电压采集线C_n与供电输入线在节点③之后分开排线，减少供电回路对最高节点电池电压采集线路的干扰，提高电压采集的精度，同时提高电池组中每节电池的电压采集精度一致性，也提升了BMS系统的可靠性。
本电路的工作原理：当BMS系统对充放电的电池进行被动均衡管理时，电池管理IC输出控制信号，打开所对应的均衡回路开关，连通均衡回路，对电压偏高的单节点池进行放电管理。电池管理IC正常工作时的供电电源通常是从电池组的最高节点取电，共用电池组的最低节的负极，即由电池组给电池管理IC提供电源。由此，最高端一节点池电压采集线与供电电路输入线便会共用同一节点，如电池组的安装位置距离BMS系统位置较远，线路的延长再加上最高节点池电压采集受到供电回路的干扰，便会造成最高节点池电压采集误差较大，最终将会导致整组电池电压不一致的概率加大，影响用电系统的可靠性。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (1)
1.一种多节电池的电压采集电路，其特征在于，包括由至少2个电池单体以串并联方式组成的电池组、电压采集线束、采集线束连接器、电池管理IC，所述电压采集线束包括至少三根用于检测每一电池单体两端电压的电压采集线，所述电压采集线的一端连接所述电池单体的正、负极，另一端连接至采集线束连接器对应输入端口，采集线束连接器输出端口与电池管理IC输入端连接；
其中，所述电压采集电路还包括微控单元MCU，所述微控单元MCU与多串电池管理IC以通讯方式连接；所述电池管理IC与微控单元MCU的通讯方式为CAN或RS232或RS485或SPI中的任意一种；
其中，还包括供电电路，所述供电电路的正极输入端与电池组的总正端连接，负极输入端与电池组总负端连接，电源输出端与电池管理IC的电源端连接；
还包括供电输入线C_n’，所述供电输入线C_n’的一端与电池组总正端连接，另一端与采集线束连接器的供电转接端口连接，所述供电转接端口还与供电电路的正极输入端连接；
还包括供电支路，所述供电支路的一端与电池组总正端对应的电压采集线通过采集线束连接器电连接，另一端与供电电路的正极输入端连接；
所述供电支路中串联一0欧姆电阻；
每一所述采集线束连接器与电池管理IC之间还依次连接有防静电电路单元、稳压电路单元和滤波电路单元；
所述防静电电路单元采用TVS管；
所述稳压电路单元采用耐压等级为6.2V的稳压管，所述滤波电路单元采用一阶RC低通滤波电路。
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