[发明专利]一种多节电池电压检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及电池组应用领域，具体是指一种对电池组中各个单体电池电压进行精确测量的电池电压检测电路。

背景技术

为了达到一定的电压、功率和能量等级，电池需要串联成组使用，如电动自行车、储能系统、直流系统等。由于单体电池的不一致性，导致电池组在充电阶段，可能出现某节电池比其它电池提前过充现象，而在放电阶段，则出现某节电池比其它电池提前过放的现象，所以有必要对电池组内每节电池的电压进行检测，进行过充过放保护。现有检测电路多是利用运算放大器的差分电路，把单节电池电压“差分”到放大器的输出端，再利用带AD功能的单片机采样该输出端电压，即可得到该电池电压。但随着电池串联节数的增多，电压会越来越高，最终导致共模电压对放大器的输出产生影响，使得“差分”的精度降低，所以采用这种方式测量串联的电池一般不超过六节为宜。

发明内容

本发明需要解决的问题是提供一种能够对串联节数较多的大电池组中各个单体电池电压进行精确测量的电池电压检测电路。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案为：一种多节电池电压检测电路，包括主控模块及若干个电压检测模块，所述电压检测模块为设有MCU的智能模块，所述电压检测模块与主控模块之间采用串行方式通讯，传递电压数据。

所述电池电压检测模块采用集成运算放大器芯片通过差分方式采集单体电池两端电压，然后输出给单片机A/D采样口。

所述电压检测模块与主控模块之间采用SPI串行方式通讯。

所述主控模块也为一电压检测模块。

所述电压检测模块中至少具有六路电压采集通道，同时采集六只单体电池电压。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：所述方案以检测模块为基本单位，在检测模块内限制被测电池数量，有限避免因串联电池数量过多电压过大导致放大器的输出精度问题；而多个基本模块级联，通过SPI总线与主控模块通讯上传采集到的电压数据，可扩展性强，从而实现数量较多的串联电池电压的测量。

附图说明

图1为所述电池电压检测电路基本单元电路示意图；

图2为所述电池电压检测电路级联实施例电路原理图。

具体实施方式

为了便于本领域的技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明所述多节电池电压检测电路，是将现有电池电压检测电路当做一检测模块，并设定一个主控模块，该主控模块与各个检测模块通过串行方式通讯。方案中利用SPI同步串行总线将多个检测模块与主控模块级联在一起。工作时，由各个检测模块分别采集电池组中各串联电池电压，再将采集到的电压数据通过SPI总线传递给主控模块，最后由主控模块汇总各节电池电压数据，以更好的实现电池的过充、过放保护等功能。

如图1，为电压检测模块的电路原理示意图。所述电池电压检测模块采用集成运算放大器芯片通过差分方式采集单体电池两端电压，然后输出给单片机A/D采样口。单片机通过采样值计算出电池电压后，在通过SPI总线传送给主控模块。

具体实施时，主控模块也可以是一个电压检测模块，主控模块自身也对单体电池电压进行检测，并承担汇总电压及控制的任务。这样可降低电路成本。

图2为所述电池电压检测电路级联实施例电路原理图。实施例中采用n个电压检测模块分别对电池单体电压进行检测。其中MCU1所在检测模块作为主控模块，MCU2-MCUn均作为从属的电压检测模块，

主控模块发送的数据任何一个从属检测模块都能同时接收到；任一时刻只能有一个从属检测模块发送，否则有冲突。

工作原理：主控模块先发送从属检测模块的地址号，从属检测模块的地址号可预先在程序中写好，或者可在从属检测模块中添加设置电阻，接收到与自身相对应地址的从属检测模块将发送数据给主控模块。

从属电压检测模块接收原理：当主控模块发送低电平0时，三极管Q8导通，则支路二(主控模块的DO点连接的支路导通)，电流大小约I＝(VCC-0.65)/R8，所以各从属电压检测模块接收端电压为(相对应各自地的)：(VCC-0.65)-R7*I只要令R7(R2)与R8相等，得：(VCC-0.65)-R8*(VCC-0.65)/R8＝0，则各从属电压检测模块都能接收到低电平0；当主控模块发送高电平1时，三极管Q8截止，支路二不导通，各从属电压检测模块接收端电压为VCC-0.65，因此从属电压检测模块都接收到1。