[发明专利]一种串联锂电池组单体电池电压检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力锂电池组电池管理系统的单体电池参数检测装置，尤其适合串联构成的电池组中对各单体电池电压检测。

背景技术

动力锂电池已经广泛地应用于能源、通讯、国防、海事等诸多重要领域，尤其是近年来国家大力支持的电动汽车，更是需要依靠动力锂电池作为能源。在实际应用中动力锂电池通必须由多个单体锂电池经串联或者并联后构成锂电池组。由于没有办法做到每一个单体锂电池的特性完全一致，导致锂电池组在充电与放电工作中各个单体锂电池的性能出现差异。单体锂电池性能差异会影响电池的使用，严重时可导致电池失效，因此动力锂电池在成组使用时必须依靠电池管理系统进行管理以保证电池的安全使用。电池管理系统工作时，必须对电池组中各单体电池的电压，温度进行检测。由于动力锂电池在实际使用时必须是多个单体电池串联成组使用的(电动汽车电池组通常都由100个以上的单体电池串联而成的)，多个电池串联成组后会造成单体电池参数的检测困难，最主要的困难有三个，一是串联后各单体电池电压携带的共模分量随着电池所在的位置不同而不同，如何从串联电池组中将单体电池电压分离出来检测一直是电池管理系统中很难解决的问题；二是当大量的单体电池串连在一起时，要把每一个单体电池的电压信号取出，每一个电池都要引出导线到管理系统的控制器去，众多的连接导线是一个很大的麻烦，三是由于电池管理系统必须连接在每一个单体电池上，管理系统的电路必然对电池产生分流，造成电池自放电加剧。目前的电池管理系统中对第三个问题没有很好的解决方法，只能尽量减少管理系统对电池的分流效果；对第二个问题没有做改善的措施，实际使用时就是从每一个单体电池的两端连接导线出来进行测量，显然这种电池电压取出的接线方法即繁琐又存在一定的危险隐患；对于第一个问题，国内已有许多研究，文献《串联电池组电池电压测量方法的研究》(仪器仪表学报，2003，24(4)：212-215)、《混合动力客车锂离子动力电池管理系统》(高技术通讯，2008，18(2)：173-178)、《串联电池组电压转换电路的研究》(北京工商大学学报，2007，25(5)：29-33)《串联电池组电压测量的新方法》(仪器仪表学报，2007，28(4)：734-737)等文章都对该问题做了大量的研究，这些研究主要的方法可归纳为：电阻分压法、线性运算放大器组成线性采样电路法、继电器开关阵采样法等。这些方法都能进行串联电池组单体电池电压的采集，但是并没有从根本上解决串联电池组单体电池电压采集的三个困难的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实用的串联电池组单体电池电压装置。与目前大多采用的串联电池组单体电池电压检测方法不同，本发明在每一个单体电池都并联一个电压选通装置，各单体电池上的电压选通装置通过一对导线以串联相接的方式连接到电池管理系统的检测电路上，这种连接的方法可以克服上述的串联电池组单体电池电压采集的三个困难问题。本发明的特点之一是这种连接方法可以做到串联电池组与检测电路不处于同一个电位系统，因此不存在共地检测的情况，没有共地，就不存在共模电压，可以很容易的将单体电池电压从串联电池组中分离出来，解决了串联电池组中单体电池电压检测的第一个难题。特点之二是测量导线以串联形式连接，连接简单，不会出现每一个电池都要引线到检测电路的问题，解决了第二个难题。特点之三是设置有电压选通装置，当该装置没有被选通时时开路的，所有电路不会连接到电池上，不存在自放电现象，解决了第三个难题。本发明还具有结构简洁、元器件都是通用电子器件的特点，整体成本很低。

本发明一种锂电池组单体电池电压检测装置如图1所示，包括：串联电池组中的单体电池1-4、并联于单体电池的电压选通装置1-3、将各电压选通装置1-3的输出端并联起来的并联连线1-2、串联在各电压选通装置1-3之间的选通信号线1-1、检测电路1-5等部分构成。

所述电压选通装置是一个受控导通电子开关，它在特定条件下导通，将所并联的单体电池正负极分别接入并联连接线。

所述检测电路是一个控制测量电路，它通过选通信号线向各电压选通装置发送选通信号，同时对送到并联连线的单体电池电压信号进行检测。

附图说明

图1为本发明实施例的原理示意图。

图2为本发明检测电路示意图。

图3为本发明电压选通装置实现电路之一示意图，。

具体实施方式