[发明专利]适用于多节电池包的电平转移系统

说明书

本发明提供一种适用于多节电池包的电平转移系统，包括：电池组，包括第一节电池、第二节电池及最高节电池；第一节电池、第二节电池及最高节电池依次串接；第一节电池电平转移电路，与第一节电池的负极及最高节电池的正极相连接；最高节电池电平转移电路，与第一节电池的负极、最高节电池的负极及最高节电池的正极相连接；第二节电池电平转移电路，与第一节电池电平转移电路、最高节电池电平转移电路、第一节电池的负极及最高节电池的正极相连接。本发明的适用于多节电池包的电平转移系统可以实现多节电池电压的电平转移，可以获得高精度的电平转移信号，在采样时不会从对应的电池中抽电流，避免了由于采样电路从各自对应电池抽电流造成的加速电池不平衡的情况。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，涉及一种适用于多节电池包的电平转移系统。

背景技术

目前电池包电压检测主要有两种方法：基于电平转移电路构建的锂电池包电压检测系统以及基于开关网络的电池包电压检测系统：基于电平转移电路构建的电池包电压检测系统如图1所示，系统通过电平转移电路将电池包中各节电池电压转换为对地电压，经过数据选择器后再通过运算放大器将所需的电池电芯电压输出；基于开关网络的电池包电压检测系统如图2所示，通过开关单元对电池包中指定的电池电压进行选通输出差分电压，该差分电压再通过仪用放大器转换为对地电压，或者直接通过模数转换器转换为数字信号供后续电路进行处理。

一种电平转移电路如图3a所示，所述电平转移电路具体为：电阻101和PMOS管102构成电压转电流电路，将电池电压转换为电流信号，即：

Isamp＝(Vbat-Vgs102)/R101

103为偏置电路，电阻104和PMOS管105构成电流转电压电路，将采样电流转换为电压信号，即：

Vsamp＝Isamp*R104+Vgs105

其中Vgs102≈Vgs104，R101＝R104，由此可得：

Vsamp≈Vbat

从而整个系统将浮空的电池电压转换为对地电平。

就现有的电池包电压检测系统而言虽然能够完成电池电芯电压的信号处理工作，但是在以下几个方面仍有很大欠缺：

1、功耗控制方面：在功耗控制方面无论是基于电平转移电路构建的电池包电压检测系统还是基于开关网络的电池包电压检测系统在工作时所有电平转移模块和开关网络控制模块都处于工作状态，无论这些模块是否被选通，而整个系统中又以这两个模块最消耗电流最大，因此这两种系统不能胜任低功耗应用；

2、精度转换方面：工艺制造的原因会造成器件失配导致失调电压，上述系统中电压输出单元、放大器、电压采样单元、开关单元都不可避免的引入误差，这些误差对于电池构成的系统可能是致命的，而上述系统并没有对这方面误差进行处理；

除了以上两点之外，现有方法最主要的问题在于每节电池采样电路都需要从各自对应电池正端消耗采样电流，如图3b所示，由于每节电池采样电路需要从各自对应电池正端消耗采样电流，第一节采样电路的采样电流由第一节电池提供，第二节采样电路的采样电流由第一、二节电池串联系统，依次类推，最高节(第六节)采样电路的采样电流由整个电池包提供。从图3b中标示的采样电流可以看出，所有采样电路的采样电流均流过第一节电池，而最高节电池只有最高节采样电路的采样电流流过，这就造成了各节流过的采样电流不一致，导致电池包中电芯不平衡，进而损坏电池包，而如果想消除这种不平衡，就需要额外的平衡电路，这进一步增加了电路成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于多节电池包的电平转移系统，用于解决现有技术中电池包电压检测电路中存在的功耗较大，不能胜任低功耗应用，转换精度较差问题，以及从各自对应电池正端提供各路采样电流加剧电池包中电芯不平衡的问题。