[发明专利]功耗平衡的电池信号采集电路及电池管理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车技术领域，尤其涉及一种功耗平衡的电池管理装置。

背景技术

参考中国专利CN201280053449.3，现有的蓄电池管理单元，其具有多个监控IC芯片，其中，多个监控IC芯片中的每个被构造用于获取至少一个蓄电池单池或者至少一个包括预先确定的数量的蓄电池单池的蓄电池单元的至少一个工作参数，并且连接到第一总线。此外，该蓄电池管理单元还包括基本监控IC芯片，其同样连接到第一总线并且被构造用于，通过第一总线与多个监控IC芯片中每个进行通信。以及该蓄电池管理单元还包括控制装置，其中，基本监控IC芯片和控制装置连接到第二总线并且被构造用于，通过第二总线相互通信。

上述技术可以实现多个蓄电池单元的管理，但由于采用“菊花链”结构，最顶端的监控IC只向下传输数据，消耗电流较小；中间的监控IC既需要向下传输数据，也需要向上传输数据，消耗电流稍多；而最低端的监控IC既需要向上传输数据，同时还需要与主控MCU进行总线通信，消耗电流最多；由此因为不同位置的监控IC消耗电流(最终反映为电量)差异，人为地加剧了电池单元自耗电的不一致，导致电池单元的不平衡，降低了动力电池组的使用寿命。

故急需一种可以解决上述问题的电池管理装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种功耗平衡的电池信号采集电路和功耗平衡的电池管理装置，可以有效保证多个电池管理单元的自耗电平衡，极大地降低电池单元自耗电的不一致性。

为了实现上有目的，本发明公开了一种功耗平衡的电池信号采集电路，用于采集若干电池单元中的监控数据并输出，其包括与所述电池单元一一对应的若干的电池管理单元和与若干所述电池管理单元一一对应的功耗平衡单元，所述电池管理单元获取对应所述电池单元的监控数据，若干所述电池单元串联设置并分别向对应的电池管理单元提供供电电压，以使若干所述电池管理单元处于上升的电压链中，若干所述电池管理单元沿电压链通过内部总线彼此电连接，并使得电压链上位的电池管理单元向电压链下位的电池管理单元输送监控数据，所述电压链最下位的电池管理单元输出若干所述电池管理单元采集的监控数据，每一所述电池管理单元输出一恒定电压以对对应的所述功耗平衡单元供电，每一功耗平衡单元消耗预设大小的功耗，以使得每一所述电池管理单元和对应的功耗平衡单元的功耗之和相等。

与现有技术相比，本发明在电池管理单元上连接消耗预设大小功耗的功耗平衡单元，实现了菊花链通信时，每一所电池单元自消耗的功耗相等或者近似相等，可以有效保证多个电池管理单元的自耗电平衡，极大地降低电池单元自耗电的不一致性，可以明显提高串联电池组的使用寿命。其中，本发明可用于电动汽车动力电池中，尤其适合于当前国家大力推行的标准电池箱应用。

较佳地，每一所述功耗平衡单元为预设电阻大小的电阻模块或者提供预设电流的恒流源模块。

较佳地，每一功耗平衡单元分别接对应的所述电池管理单元的恒定电压和接地端之间。

较佳地，所述电压链最下位的电池管理单元对应的功耗平衡单元空置，该方案节省了所有电池单元的功耗。

其中，所述电阻模块由至少一个电阻组成。

其中，所述电阻模块由至少一个精密电阻构成。所述电流源模块由精确的电流源构成，例如可以由一个或者多个二极管或者LED元件组成。

较佳地，每一所述电池管理单元输出的恒定电压U相等，所述功耗平衡单元为预设电阻大小的电阻模块，所述电压链最下位的电池管理单元对应的功耗平衡单元空置，所述电压链中间的各个电池管理单元对应的电阻模块的电阻值为U²/(Wb1-Wbm)，所述电压链最上位的电池管理单元对应的电阻模块的电阻值为U²/(Wb1-Wbn)，Wb1为所述电压链最下位的电池管理单元的功耗，Wbn为所述电压链最上位的电池管理单元的功耗，Wbm为所述电压链中间的电池管理单元的功耗。

较佳地，每一所述电池管理单元分别包括集成电路和稳压器，所述集成电路一端与所述电池单元相连以采集所述电池单元的监控数据，另一端与所述稳压器相连并驱动所述稳压器动作，所述稳压器接所述电池单元的正极并将所述电池单元正极的电信号转换为所述恒定电压输出至所述功耗平衡单元。

较佳地，若干所述电池管理单元及对应的功耗平衡单元安装于一电路板上。该方案使得本发明可有效提高电动汽车电池管理系统的集成度，缩小体积。