检测电路及方法、通信装置及方法、电池均衡控制方法制造方法及图纸

本公开提供一种串联锂电池系统的电池电压检测电路，包括串联的N个单体电池，其中N≥1，包括：多路复用模块，连接至串联的N个单体电池，以便通过多路复用模块接收N个单体电池中的每个单体电池的电池电压信号，并且每次选择N个单体电池中的一个单体电池的电池电压信号进行输出；参考电压生成单元，用于生成变化的参考电压值；以及比较器，用于接收多路复用模块所输出的电池电压信号，以及接收变化的参考电压值，并且根据变化的参考电压值多次比较所接收的电池电压信号及参考电压值，来输出一个单体电池的测量电压。本公开还提供了锂电池系统的通信装置、检测方法、锂电池系统的通信方法、及锂电池系统的电池均衡控制方法。及锂电池系统的电池均衡控制方法。及锂电池系统的电池均衡控制方法。

【技术实现步骤摘要】
检测电路及方法、通信装置及方法、电池均衡控制方法


[0001]本公开涉及一种串联锂电池系统的电池电压检测电路、锂电池系统的通信装置、串联锂电池系统的电池电压检测电路的检测方法、锂电池系统的通信方法、及锂电池系统的电池均衡控制方法。

技术介绍

[0002]锂电池对充放电要求很高，当过充、过放、过电流及短路等情况发生时，锂电池内部压力与热量大量增加，容易产生火花、燃烧甚至爆炸，因此，对锂电池电池组进行过充、过放电保护是必要的。
[0003]在锂电池电压较低的预充电阶段，需要施以较小的充电电流以保护电池。由于各个单体电池不一致性，要求在充电时采取必要均衡措施以确保其安全性和稳定性。
[0004]目前常用的锂电池组均衡检测方法是比较各个单体电池的电压，如果当前单体电池的电压和任何一个单体电池的电压差超过阈值，并且所有单体电池的电压超过均衡起始电压，那么需要对当前电池做均衡。
[0005]在本领域中，如何测量单体电池电压是准确检测是否需要做电池均衡的关键。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种串联锂电池系统的电池电压检测电路、锂电池系统的通信装置、串联锂电池系统的电池电压检测电路的检测方法、锂电池系统的通信方法、及锂电池系统的电池均衡控制方法。
[0007]根据本公开的一个方面，一种串联锂电池系统的电池电压检测电路，所述串联锂电池系统包括串联的N个单体电池，其中N≥1，包括：
[0008]多路复用模块，所述多路复用模块连接至串联的所述N个单体电池，以便通过所述多路复用模块接收所述N个单体电池中的每个单体电池的电池电压信号，并且每次选择所述N个单体电池中的一个单体电池的电池电压信号进行输出；
[0009]参考电压生成单元，所述参考电压生成单元用于生成变化的参考电压值；以及
[0010]比较器，所述比较器用于接收所述多路复用模块所输出的电池电压信号，以及接收变化的参考电压值，并且根据变化的参考电压值多次比较所接收的电池电压信号及参考电压值，来输出所述一个单体电池的测量电压，
[0011]所述参考电压值在最低均衡起始电压至最高电池电压之间的预设范围内进行变化，并且在所述比较器进行比较过程中，对于测量每一个单体电池的电池电压过程中的每一次比较，所述参考电压值均进行变化，所述比较器对所接收的电池电压信号及每次变化的参考电压值进行比较，来输出每个单体电池的电池电压的测量电压。
[0012]根据本公开的至少一个实施方式，所述参考电压值在预设范围内的变化为：所述参考电压值在预设范围内逐渐升高，或者所述参考电压值在预设范围内逐渐降低。
[0013]根据本公开的至少一个实施方式，在预设范围内预设N-2个参考电压点，其中，N-2
为自然数；所述参考电压值从最高电压、N-2个参考电压点至均衡起始电压依次降低变化；或者所述参考电压值从均衡起始电压、N-2个参考电压值至最高电压依次升高变化。
[0014]根据本公开的至少一个实施方式，当所述参考电压值为所述最高电压、N-2个参考电压点以及均衡起始电压中的一个时，将当前参考电压值所对应的标识位设置为第一预设值；当多路复用模块所输出的电池电压信号小于当前参考电压值时，将当前参考电压值所对应的标识位设置为第二预设值。
[0015]根据本公开的至少一个实施方式，当所述多路复用模块所输出的电池电压信号大于或等于当前参考电压值时，将第一预设值作为当前参考电压值所对应的标识位。
[0016]根据本公开的至少一个实施方式，根据所述标识位为第一预设值的位置获得每一个单体电池的电压值。
[0017]根据本公开的至少一个实施方式，所述参考电压值由M比特表示，在所述参考电压值进行变化时，M比特中的最高比特设置为1而其余比特设置为0从而得到第一参考电压值，将所述第一参考电压值与所接收的电池电压信号进行比较，如果所述电池电压信号小于第一参考电压值，则所述比较器的输出为0并且将所述最高比特设置为0，如果所述电池电压信号大于第一参考电压值，则所述比较器的输出为1并且将所述最高比特保持不变。
[0018]根据本公开的至少一个实施方式，如果所述电池电压信号小于第一参考电压值，所述比较器的输出为0并且将所述最高比特设置为0的情况下，继续将最高比特的下一比特设置为0而其余比特设置为0从而得到第二参考电压值，将所述第二参考电压值与所接收的电池电压信号进行比较，如果所述电池电压信号小于第二参考电压值，则所述比较器的输出为0并且将所述最高比特的下一比特设置为0，如果所述电池电压信号大于第二参考电压值，则所述比较器的输出为1并且将所述最高比特的下一比特保持不变，并且在所述电池电压信号小于第二参考电压值的情况下，继续对其他比特进行相同的操作。
[0019]根据本公开的至少一个实施方式，所述参考电压值由M比特表示，在所述参考电压值进行变化时，M比特中的最低比特设置为1而其余比特设置为0从而得到第一参考电压值，将所述第一参考电压值与所接收的电池电压信号进行比较，如果所述电池电压信号小于第一参考电压值，则所述比较器的输出为0并且将所述最低比特设置为0，如果所述电池电压信号大于第一参考电压值，则所述比较器的输出为1并且将所述最低比特保持不变。
[0020]根据本公开的至少一个实施方式，如果所述电池电压信号小于第一参考电压值，所述比较器的输出为0并且将所述最低比特设置为0的情况下，继续将最低比特的上一比特设置为0而其余比特设置为0从而得到第二参考电压值，将所述第二参考电压值与所接收的电池电压信号进行比较，如果所述电池电压信号小于第二参考电压值，则所述比较器的输出为0并且将所述最低比特的上一比特设置为0，如果所述电池电压信号大于第二参考电压值，则所述比较器的输出为1并且将所述最低比特的上一比特保持不变，并且在所述电池电压信号小于第二参考电压值的情况下，继续对其他比特进行相同的操作。
[0021]根据本公开的至少一个实施方式，还包括第一滤波器，其中，对于同一个参考电压值，至少采集两次多路复用模块所输出的电池电压信号，并且所述比较器分别比较该同一个参考电压和至少两次多路复用模块所输出的电池电压信号，得到至少两个比较结果，将至少两个比较结果输入至第一滤波器，将所述第一滤波器将至少两个比较结果乘以相应的权重来进行叠加，将叠加后的信号作为输出。
[0022]根据本公开的至少一个实施方式，所述第一滤波器为FIR滤波器，并且对于同一个参考电压值，采集四次多路复用模块所输出的电池电压信号，所述该同一个参考电压和四次多路复用模块所输出的电池电压信号，得到四个比较结果，所述FIR滤波器将将四个比较结果乘以相应的权重然后进行叠加，将叠加后的信号作为输出。
[0023]根据本公开的至少一个实施方式，在所述第一滤波器的输出处于不可靠范围内时，则将所述第一滤波器的输出作为不可靠测量结果。
[0024]根据本公开的至少一个实施方式，还包括第二滤波器，所述第二滤波器接收所述第一滤波器的输出的每个单体电池的电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串联锂电池系统的电池电压检测电路，所述串联锂电池系统包括串联的N个单体电池，其中N≥1，其特征在于，包括：多路复用模块，所述多路复用模块连接至串联的所述N个单体电池，以便通过所述多路复用模块接收所述N个单体电池中的每个单体电池的电池电压信号，并且每次选择所述N个单体电池中的一个单体电池的电池电压信号进行输出；参考电压生成单元，所述参考电压生成单元用于生成变化的参考电压值；以及比较器，所述比较器用于接收所述多路复用模块所输出的电池电压信号，以及接收变化的参考电压值，并且根据变化的参考电压值多次比较所接收的电池电压信号及参考电压值，来输出所述一个单体电池的测量电压，所述参考电压值在最低均衡起始电压至最高电池电压之间的预设范围内进行变化，并且在所述比较器进行比较过程中，对于测量每一个单体电池的电池电压过程中的每一次比较，所述参考电压值均进行变化，所述比较器对所接收的电池电压信号及每次变化的参考电压值进行比较，来输出每个单体电池的电池电压的测量电压。2.根据权利要求1所述的串联锂电池系统的电池电压检测电路，其特征在于，所述参考电压值在预设范围内的变化为：所述参考电压值在预设范围内逐渐升高，或者所述参考电压值在预设范围内逐渐降低；或者在预设范围内预设N-2个参考电压点，其中，N-2为自然数；所述参考电压值从最高电压、N-2个参考电压点至均衡起始电压依次降低变化；或者所述参考电压值从均衡起始电压、N-2个参考电压值至最高电压依次升高变化；或者当所述参考电压值为所述最高电压、N-2个参考电压点以及均衡起始电压中的一个时，将当前参考电压值所对应的标识位设置为第一预设值；当多路复用模块所输出的电池电压信号小于当前参考电压值时，将当前参考电压值所对应的标识位设置为第二预设值；或者当所述多路复用模块所输出的电池电压信号大于或等于当前参考电压值时，将第一预设值作为当前参考电压值所对应的标识位；或者根据所述标识位为第一预设值的位置获得每一个单体电池的电压值；或者所述参考电压值由M比特表示，在所述参考电压值进行变化时，M比特中的最高比特设置为1而其余比特设置为0从而得到第一参考电压值，将所述第一参考电压值与所接收的电池电压信号进行比较，如果所述电池电压信号小于第一参考电压值，则所述比较器的输出为0并且将所述最高比特设置为0，如果所述电池电压信号大于第一参考电压值，则所述比较器的输出为1并且将所述最高比特保持不变；或者如果所述电池电压信号小于第一参考电压值，所述比较器的输出为0并且将所述最高比特设置为0的情况下，继续将最高比特的下一比特设置为0而其余比特设置为0从而得到第二参考电压值，将所述第二参考电压值与所接收的电池电压信号进行比较，如果所述电
池电压信号小于第二参考电压值，则所述比较器的输出为0并且将所述最高比特的下一比特设置为0，如果所述电池电压信号大于第二参考电压值，则所述比较器的输出为1并且将所述最高比特的下一比特保持不变，并且在所述电池电压信号小于第二参考电压值的情况下，继续对其他比特进行相同的操作；或者所述参考电压值由M比特表示，在所述参考电压值进行变化时，M比特中的最低比特设置为1而其余比特设置为0从而得到第一参考电压值，将所述第一参考电压值与所接收的电池电压信号进行比较，如果所述电池电压信号小于第一参考电压值，则所述比较器的输出为0并且将所述最低比特设置为0，如果所述电池电压信号大于第一参考电压值，则所述比较器的输出为1并且将所述最低比特保持不变；或者如果所述电池电压信号小于第一参考电压值，所述比较器的输出为0并且将所述最低比特设置为0的情况下，继续将最低比特的上一比特设置为0而其余比特设置为0从而得到第二参考电压值，将所述第二参考电压值与所接收的电池电压信号进行比较，如果所述电池电压信号小于第二参考电压值，则所述比较器的输出为0并且将所述最低比特的上一比特设置为0，如果所述电池电压信号大于第二参考电压值，则所述比较器的输出为1并且将所述最低比特的上一比特保持不变，并且在所述电池电压信号小于第二参考电压值的情况下，继续对其他比特进行相同的操作；或者还包括第一滤波器，其中，对于同一个参考电压值，至少采集两次多路复用模块所输出的电池电压信号，并且所述比较器分别比较该同一个参考电压和至少两次多路复用模块所输出的电池电压信号，得到至少两个比较结果，将至少两个比较结果输入至第一滤波器，将所述第一滤波器将至少两个比较结果乘以相应的权重来进行叠加，将叠加后的信号作为输出；或者所述第一滤波器为FIR滤波器，并且对于同一个参考电压值，采集四次多路复用模块所输出的电池电压信号，所述该同一个参考电压和四次多路复用模块所输出的电池电压信号，得到四个比较结果，所述FIR滤波器将将四个比较结果乘以相应的权重然后进行叠加，将叠加后的信号作为输出；或者在所述第一滤波器的输出处于不可靠范围内时，则将所述第一滤波器的输出作为不可靠测量结果；或者还包括第二滤波器，所述第二滤波器接收所述第一滤波器的输出的每个单体电池的电池电压，并且修正每个单体电池的电池电压，将修正后的每个单体电池的电池电压作为每个单体电池的最终电池电压；或者还包括第二滤波器，所述第二滤波器接收所述第一滤波器的输出的每个单体电池的电池电压，并且修正每个单体电池的电池电压，将修正后的每个单体电池的电池电压作为每
个单体电池的最终电池电压；或者所述第二滤波器为卡尔曼滤波器；或者测量每个单体电池的电池电压信号时，对每个单体电池测量多次以得到多个电池电压信号，将该多个电池电压信号的平均值作为卡尔曼滤波器的初始状态值；或者当获得所有的单体电池的电池电压后，通过比较各个单体电池的电池电压，获得串联锂电池系统中的单体电池的系统最低电压值；或者当系统最低电压值高于电池均衡起始电压时，判断串联锂电池系统中的某个单体电池的电压值与系统最低电压值之间的差值是否大于均衡阈值电压，如果该差值大于均衡阈值电压，则对该单体电池做均衡处理。3.一种锂电池系统的通信装置，其特征在于，包括：两个以上的如权利要求1至2中任一项所述的电池电压检测电路，所述锂电池系统包括多个串联的单体电池，每个电池电压检测电路对多个串联的单体电池中的N个单体电池进行检测，并且基于每个电池电压检测电路所输出的测量电压来得到N个单体电池中的单体电池的最低电压值，将每个电池电压检测电路得到的单体电池的最低电压值在各个电池电压检测电路中进行相互传输且进行判断，以得到锂电池系统的系统单体电池的最低电压值。4.一种串联锂电池系统的电池电压检测电路的检测方法，所述串联锂电池系统包括串联的N个单体电池，其中N≥1，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：周号，
申请(专利权)人：珠海迈巨微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：