基于AFE的主动均衡控制电路及智能电池、可移动设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于AFE的主动均衡控制电路及智能电池、可移动设备，该电路包括矩阵开关电路，连接在各个单体电池与电量转移处理电路之间，用于控制单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路的导通和断开；AFE，与每一矩阵开关电路的使能端口通信连接，用于控制各个矩阵开关电路的工作状态，当任一矩阵开关电路收到使能信号时，与当前矩阵开关电路连接的单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路导通；MCU，用于根据各个单体电池中的至少一个所述单体电池的参数生成对应的控制指令并发送到AFE，以使AFE根据控制指令控制对应单体电池的矩阵开关电路的使能端口输出使能信号，能够大大节省主控制操作流程，控制更简单。简单。简单。

【技术实现步骤摘要】
基于AFE的主动均衡控制电路及智能电池、可移动设备


[0001]本技术涉及新能源
，尤其是涉及一种基于AFE的主动均衡控制电路及智能电池、可移动设备。

技术介绍

[0002]随着新能源的发展，锂电池广泛被应用于各个领域，使得对锂电池一致性要求越来越高。为快速的使各个逻辑达到基本一致，主控均衡应运而生，主控均衡能够更好的解决一致性差的问题，特别是对梯次电池等，但是现有技术中常规的主控均衡电路复杂度高，如图1所示，常规矩阵控制电路采用矩阵开关即由MOS管搭接的电路主动均衡开关通道，需要通过三端译码器U2、U4的 A0、A1、A2端口去选择要导通的MOS管，中间通过光耦进行一个电平转换，最后进入极性转换电路。在主流的AFE使用过程中，都是集成被动均衡，均衡电流小，达不到大电流均衡的目的，均衡效果较差。

技术实现思路

[0003]本技术提出了一种基于AFE的主动均衡控制电路及智能电池、可移动设备，以解决现有技术中被动均衡的均衡效果差以及常规主控均衡实现方式电路复杂的问题。
[0004]本技术提供了一种基于AFE的主动均衡控制电路，包括模拟前端AFE、微控制单元MCU以及多个矩阵开关电路；
[0005]所述矩阵开关电路，连接在各个单体电池与电量转移处理电路之间，用于控制单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路的导通和断开；
[0006]所述模拟前端AFE，分别与每一矩阵开关电路的使能端口通信连接，用于控制各个矩阵开关电路的工作状态，当任一矩阵开关电路收到使能信号时，与当前矩阵开关电路连接的单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路导通，否则当前矩阵开关电路连接的单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路断开；
[0007]所述微控制单元MCU，与模拟前端AFE通信连接，用于根据各个单体电池中的至少一个所述单体电池的参数生成对应的控制指令并发送到AFE，以使 AFE根据控制指令控制对应单体电池的矩阵开关电路的使能端口输出使能信号。
[0008]其中，模拟前端AFE包括单体电池电压采集管脚和连接单体电池的矩阵开关电路的使能控制管脚，所述使能控制管脚与单体电池输入电压值差为 4.5
‑
20V的矩阵开关电路的使能端口相连接。
[0009]其中，基于AFE的主动均衡控制电路，还包括：
[0010]电池监测电路，与MCU通信连接，用于监控各个单体电池的参数，并上传MCU。
[0011]其中，所述矩阵开关电路包括：开关元件和控制电路；
[0012]所述控制电路包括第一功率MOS管、第二功率MOS管、第一电容和第一电阻；所述开关元件的控制端作为矩阵开关电路的使能端口所述模拟前端AFE连接，所述第一电容和第一电阻并联后分别连接在第一功率MOS管、第二功率MOS管的源级和栅极，所述第一功率MOS
管的漏极与单体电池连接，所述第二功率MOS管的漏极与电量转移处理电路连接，所述第一功率MOS 管、第二功率MOS管的栅极分别与开关元件的第一连接端连接，所述开关元件的第二连接端与控制信号输出端连接，当开关元件的控制端接收到使能信号时，第一连接端与第二连接端导通，所述控制信号输出端的控制信号使控制控制电路导通，实现单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路导通。
[0013]其中，所述矩阵开关电路还包括：第二电阻，所述第二电阻连接在控制信号输出端和开关元件的第二连接端之间。
[0014]其中，所述矩阵开关电路还包括：第三电阻，所述第三电阻连接在模拟前端AFE与和开关元件的控制端之间。
[0015]其中，所述开关元件为三极管。
[0016]其中，所述电量转移处理电路包括极性变换电路和DCDC电路。
[0017]本技术还提供了一种智能电池，包括：
[0018]多个单体电池以及如上所述的基于AFE的主动均衡控制电路，所述基于 AFE的主动均衡控制电路设于多个所述单体电池的附近，用于管理多个所述单体电池。
[0019]本技术还提供了一种可移动设备，包括如上所述的智能电池。
[0020]本技术的技术方案具有如下有益效果：
[0021]本技术实施例提供的基于AFE的主动均衡控制电路及智能电池、可移动设备，通过使用模拟前端AFE的端口实现单体电池的电压采集以及单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路的导通和断开，实现了电池系统的主动均衡控制，减少电路元件，提升元件端口的有效利用率，能够大大的节省主控制的操作流程，控制更简单。
[0022]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。
[0024]图1为现有主动均衡控制电路的结构示意图；
[0025]图2为本技术实施例提出的一种基于AFE的主动均衡控制电路的结构示意图；
[0026]图3为本技术实施例提出的一种基于AFE的主动均衡控制电路的电路图；
[0027]图4为本技术实施例五中一种电池管理方法的流程图。
具体实施方式
[0028]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]图2示出了本技术实施例一种基于AFE的主动均衡控制电路的结构示意图。如图2所示，本技术基于AFE的主动均衡控制电路包括模拟前端AFE10、微控制单元MCU以
及多个矩阵开关电路20，其中：
[0030]所述矩阵开关电路20，连接在各个单体电池30与电量转移处理电路40 之间，用于控制单体电池30与电量转移处理电路40之间的电量转移回路的导通和断开；
[0031]所述模拟前端AFE10，分别与每一矩阵开关电路20的使能端口通信连接，用于控制各个矩阵开关电路的工作状态，当任一矩阵开关电路收到使能信号时，与当前矩阵开关电路连接的单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路导通，否则当前矩阵开关电路连接的单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路断开；
[0032]所述微控制单元MCU，与模拟前端AFE通信连接，用于根据各个单体电池中的至少一个所述单体电池的参数生成对应的控制指令并发送到AFE，以使 AFE根据控制指令控制对应单体电池的矩阵开关电路的使能端口输出使能信号。
[0033]本技术实施例提供的基于AFE的主动均衡控制电路，通过使用模拟前端AFE的端口实现单体电池的电压采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AFE的主动均衡控制电路，其特征在于，包括模拟前端AFE、微控制单元MCU以及多个矩阵开关电路；所述矩阵开关电路，连接在各个单体电池与电量转移处理电路之间，用于控制单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路的导通和断开；所述模拟前端AFE，分别与每一矩阵开关电路的使能端口通信连接，用于控制各个矩阵开关电路的工作状态，当任一矩阵开关电路收到使能信号时，与当前矩阵开关电路连接的单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路导通，否则当前矩阵开关电路连接的单体电池与电量转移处理电路之间的电量转移回路断开；所述微控制单元MCU，与模拟前端AFE通信连接，用于根据各个单体电池中的至少一个所述单体电池的参数生成对应的控制指令并发送到AFE，以使AFE根据控制指令控制对应单体电池的矩阵开关电路的使能端口输出使能信号。2.根据权利要求1所述的基于AFE的主动均衡控制电路，其特征在于，模拟前端AFE包括单体电池电压采集管脚和连接单体电池的矩阵开关电路的使能控制管脚，所述使能控制管脚与单体电池输入电压值差为4.5
‑
20V的矩阵开关电路的使能端口相连接。3.根据权利要求1所述的基于AFE的主动均衡控制电路，其特征在于，还包括：电池监测电路，与MCU通信连接，用于监控各个单体电池的参数，并上传MCU。4.根据权利要求1所述的基于AFE的主动均衡控制电路，其特征在于，所述矩阵开关电路包括：开关元件和控制电路；所述控制电路包括第一功率MOS管、第二功率MOS管、第一电容和第一电阻；所述开关元件的控制端作为矩阵开...

【专利技术属性】
技术研发人员：马有镇，江开东，孙丰涛，赵勇，宋润启，
申请(专利权)人：珠海格力钛电器有限公司，
类型：新型
国别省市：