[实用新型]一种锂离子电池状态参数采样系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池充放电状态检测技术领域，特别是涉及一种锂离子电池状态参数采样系统。

背景技术

当今，锂离子电池广泛应用于电动汽车中，通常地，由于锂离子电池的特性，当电压超过或低于允许范围时会导致电池单元以及整个电池组的损坏或失效。所以，使用锂离子电池组作为能量来源时，对每个电池单元的电压检测至关重要。

事实上，即使对每个电池单元的电压都准确测量，但是由于每节电池单元的参数在出厂时的细微差别，以及使用过程中不同的内阻、不同的环境温度等，都可能会导致不同电池单元的充电、放电速率不同。当它们串联在一起组成电池组并进行充电时，就有可能出现在充电时有部分电池单元提前充满电，而放电时部分电池单元提前放完电的情况。因此，锂离子电池组必须要有电池状态参数采样系统来实时采样电池状态参数，进而实现对电池组状态的监控。

在现有技术中，在对电池状态参数进行采样的过程中，通常采用专用的模拟前端芯片来采集电池的电压。然而，模拟前端芯片的采样通道往往是固定的，当需要采集的电压点超过当前的采样通道数量时，只能更换模拟前端芯片或者增加一块模拟前端芯片，操作复杂、极为不便。并且模拟前端芯片往往价格昂贵，大大增加了采样成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种锂离子电池状态参数采样系统，以达到操作简单、采样成本低的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种锂离子电池状态参数采样系统，包括具有N个采样通道的模拟前端芯片，所述N个采样通道中每个通道对应一个电压采样点；特别地，该系统还包括：

设置于至少一个扩展电压采样点与所述模拟前端芯片的预留I/O口之间的电压采样电路。

上述系统中，可选的，所述至少一个扩展电压采样点的数量小于或等于所述预留I/O口的数量，所述电压采样电路包括：

第一运算放大器，所述第一运算放大器的反相输入端与所述至少一个扩展电压采样点、同相输入端均相连，所述同相输入端与地相连，输出端与所述预留I/O口相连。

上述系统中，可选的，所述至少一个扩展电压采样点的数量大于所述预留I/O口的数量，所述电压采样电路包括：

第二运算放大器，所述第二运算放大器的反相输入端与所述至少一个扩展电压采样点、同相输入端均相连，所述同相输入端与地相连，输出端与多路开关选择器的支路端相连；

所述多路开关选择器，其公共端与所述预留I/O口相连，所述支路端与所述第二运算放大器的输出端相连。

上述系统中，可选的，所述电压采样电路以分时采样方式对所述至少一个扩展电压采样点进行电压采样。

上述系统中，可选的，还包括电流采样电路，所述电流采样电路包括：

串联设置于电池组最负端的采样电阻；

跨接于所述采样电阻之间的第三运算放大器，所述第三运算放大器的同相输入端经第一匹配电阻与所述采样电阻背离所述最负端的一端相连、经第七电阻与地相连，反相输入端经第二匹配电阻与所述采样电阻靠近所述最负端的一端相连、经第八电阻与输出端相连，所述输出端与所述预留I/O口相连。

上述系统中，可选的，所述电压采样电路还包括：

设置于所述第一运算放大器的同相输入端与所述地之间的第一电阻；

设置于所述第一运算放大器的反相输入端与所述单个扩展电压采样点之间的第二电阻；

设置于所述第一运算放大器的同相输入端与反相输入端之间的第三电阻。

上述系统中，可选的，所述电压采样电路还包括：

设置于所述第二运算放大器的同相输入端与所述地之间的第四电阻；

设置于所述第二运算放大器的反相输入端与所述单个扩展电压采样点之间的第五电阻；

设置于所述第二运算放大器的同相输入端与反相输入端之间的第六电阻。

综上，本实用新型提供的锂离子电池状态参数采样系统中，模拟前端芯片具有N个采样通道，且每个通道对应一个电压采样点；特别地，在扩展电压采样点与所述模拟前端芯片的预留I/O口之间引入了电压采样电路，其中，有效利用了模拟前端芯片本身固有的预留I/O口来实现电压采样通道的扩展。以上技术方案通过外围电路的扩展(扩展电压采样电路的操作简单、方便)，能够将N个采样通道的模拟前端芯片用于N+1及更多路的采样(实际应用中，具体采样通道扩展的上限取决于实际要求的采样间隔)，以此实现了在不更换、不增加模拟前端芯片(成本低)的前提下，最大限度地扩展采样通道数量，满足实际应用地需要，达到了操作简单、采样成本低的目的。