[发明专利]组合式锂电池温度检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测锂电池温度的电路，具体是一种组合式锂电池温度检测电路。

背景技术

随着国家《节能与新能源汽车产业发展规划（2011～2020年）》出台，锂电池系统作为电动汽车的核心部分，将迎来一个快速发展的机遇。

安全问题是制约动力型锂电池在新能源汽车领域推广应用的技术瓶颈之一。锂电池的特性决定其存在电压、电流与温度的工作窗口，锂电池只能在规定的电压、电流与温度的窗口范围内工作，否则会对锂电池造成损害并可能产生安全隐患。在实际使用中，人们利用电源管理系统(BMS)对锂电池充放电的电压、电流与温度进行管理，避免造成锂电池组损伤与安全隐患。

BMS为了管理好锂电池的应用，首先必须能够精确检测锂电池系统的电压、电流与温度。BMS一般采用N+1方法测量由N个锂电池串接而成的电池模组内锂电池电压[详见胡信国等，动力电池技术与应用.化学工业出版社.2009，P221-224]，在此方法中，只要使用N+1根信号采集线就可以测量全部N个锂电池的电压。BMS中电流的测量一般采用精密电阻测量法（将精密电阻串接在电流回路中，通过测量电阻两端的电压计算出流过电流大小）或使用霍尔传感器进行测量。对于温度测量，大部分BMS均采用常规的热敏电阻测量方法，这种方法是将热敏电阻固定在对锂电池温度变化最敏感的地方，通过测量热敏电阻阻值变化来判断电池温度高低。利用这种方法，每个温度测量点都需要放置一个热敏电阻，并单独使用两根信号采集线将热敏电阻两端连接至BMS的温度测量电路。

在BMS实际应用中，除了检测锂电池模组电流回路中电流是否在限定的范围以内，也会使用N+1方法检测电池模组中每一个锂电池电压，确保没有过放与过充的现象发生。对于温度监测，从安全角度考虑，需要检测锂电池模组中每个电池的温度，因为任何一个锂电池都可能因为内部存在的缺陷导致短路或引起化学反应使得电池温度升高，甚至有可能会引起着火。但由于每个温度检测点都需要连接2根信号采集线至BMS的温度测量电路，在实际应用中一般仅仅选择性地测量锂电池模组中部分锂电池的温度，以减少锂电池连接至BMS的温度信号采集线数量，减小由于信号采集线连接不良带来问题的几率。在小型锂电池模组中，锂电池模组释放电流较小，锂电池体积也比较小，相互之间的距离也比较接近，上述温度测量方法并不会带来太大的安全隐患。但随着锂电池模组应用范围进一步拓宽，尤其是在动力系统的应用，其释放电流越来越高，电池模组的体积也迅速增加，锂电池的个数也越来越多，上述选择性地测量部分锂电池温度的方法有可能会给锂电池模组带来安全上的隐患。因此发明一种能够同时检测全部锂电池温度，但又不会增加温度信号采集线数量的温度检测方法对大型动力锂电池的安全使用就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合式锂电池温度检测电路，该电路只要使用2根信号采集线就可以对多个锂电池进行温度检测。

按照本发明提供的技术方案，所述组合式锂电池温度检测电路，包括温度测量电路，所述温度测量电路包括有依次连接的恒压源及电压检测电路、模数转换模块、温度计算模块和温度数据输出端口，或依次连接的恒流源及电压检测电路、模数转换模块、温度计算模块和温度数据输出端口；在N个锂电池串接而成的模组中，将1个热敏电阻和N-1个温度开关串接在一起，其中热敏电阻用于检测1个锂电池的温度，N-1个温度开关分别监测其余N-1个锂电池的温度，1个热敏电阻和N-1个温度开关的串联电路的两端分别通过温度信号采集线与温度测量电路的第一端口和第二端口相连；当采用恒压源及电压检测电路时，温度测量电路的第一端口连接恒压源及电压检测电路的第一端口，温度测量电路的第二端口连接恒压源及电压检测电路的第二端口和第一电阻的一端，第一电阻阻值已知为R₁，第一电阻另一端连接恒压源及电压检测电路的第三端口，所述恒压源及电压检测电路在自身的第一端口和第二端口之间提供一个恒定电压V₀，同时测量自身第二端口和第三端口之间电压V₁，并将电压V₁传送至模数转换模块，将电压V₁由模拟信号转换为数字信号，当电压V₁以数字信号方式传输到温度计算模块后，温度计算模块根据公式