一种双电芯电化学交流阻抗谱检测和管理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双电芯电化学交流阻抗谱检测和管理装置，包括锂电池一、锂电池二、单电芯电化学交流阻抗谱检测AFE芯片、差分通信接口一、差分通信接口二、运算放大器A、运算放大器B、MOS管Q1；MOS管Q2、三极管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7、三极管Q8和三极管Q9。本发明专利技术与现有技术相比的优点在于：可以用一颗单电芯电化学交流阻抗谱检测芯片来检测两节电芯的方法，可以很大程度的降低系统成本，并可以使得单菊花链的拓扑结构实现监控超长串电芯的系统。长串电芯的系统。长串电芯的系统。

【技术实现步骤摘要】
一种双电芯电化学交流阻抗谱检测和管理装置


[0001]本专利技术涉及阻抗谱检测
，具体是指一种双电芯电化学交流阻抗谱检测和管理装置。

技术介绍

[0002]电池是一种储能装置，如果不当使用，会造成电池永久损坏甚至发生自燃爆炸等危险事故，因此电池通常需要外部监控装置，防止电池过充、过放，延长电池使用寿命并监控电池状态。这种装置称为电池管理系统，简称BMS。
[0003]常见的BMS可以检测电池的电压、温度、电流等数据，基于这几个数据来估算电池的状态并做出相应的控制动作。目前市面上的BMS方案通常采用同时管理监控多节电芯的方式，也有只监测单节电芯的方式，通过菊花链的通信方式来监控整个电池包。
[0004]随着BMS技术的发展，人们发现光监测电压、温度等电池表征信号还远远无法准确判断电池的状态，而电池的电化学交流阻抗谱检测是一种可以反应电池内部的化学反应机理的技术。目前市面上也已经出现了一些可以检测电池电化学交流阻抗谱的AFE芯片。这种芯片以单通道为主，一颗芯片可以管理和检测一颗电芯，可以集成在电池包内部。但现有技术仍旧存在缺陷：1、现有技术所采用的检测装置的系统成本较高导致商用推广阻力比较大。单电芯电化学交流阻抗谱监控方案需要在每个电芯上部署一颗芯片，使得这种检测方案的成本较高，与多串监控方案比较缺乏成本优势。
[0005]2、现有技术所采用的检测装置无法满足超长串电芯的高压系统。由于单电芯监控方案的芯片设计无法支持超长链的通信，在一些超高压例如1500V的储能系统中，需要使用多个菊花链的拓扑结构才能满足，导致系统架构更加复杂，对主控MCU的通信接口数量要求较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种双电芯电化学交流阻抗谱检测和管理装置。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种双电芯电化学交流阻抗谱检测和管理装置，包括锂电池一；锂电池二；单电芯电化学交流阻抗谱检测AFE芯片；差分通信接口一；差分通信接口二；运算放大器A；运算放大器B；MOS管Q1；MOS管Q2；三极管Q3；MOS管Q4；MOS管Q5；MOS管Q6；MOS管Q7；三极管Q8和三极管Q9，所述单电芯电化学交流阻抗谱检测AFE芯片内部一侧分别设有NC1引脚；VDR引脚；VSW引脚；VCLg引脚；VCLm引脚；VSS引脚；DIOBOTp/MOSI引脚；DIOBOTn/SCK引脚；SPI_en引脚和MISO引脚，所述单电芯电化学交流阻抗谱检测AFE芯片内部另一侧分别设有NC4引脚；VBAT_fil引脚；VHP引脚；VCHg引脚；VCHm引脚；VBAT引脚；DIOTOPp引脚；DIOTOPn引脚；GPIO1引脚和GPIO2引脚，所述单电芯电化学交流阻抗谱检测AFE芯片外部设有EPAD引脚，所述差分通信接口一的一个接口同DIOBOTp/MOSI引脚连接，所述差分通信接口一的另一个接口同DIOBOTn/SCK引脚连接，所述VCLg引脚同地
线连接，所述VCLm引脚同VSS引脚均与VCLg引脚同地线的连接线上连接，所述VDR引脚同地线连接，所述SPI_en引脚连接在VDR引脚同地线的连接线路上，所述EPAD引脚连接在SPI_en引脚同地线的连接线路上，所述VBAT引脚同EPAD引脚连接的线路上设置有电容C6，所述VBAT_fil引脚同地线的连接线路上设置有电容C2，所述NC1引脚连接在电容C2同地线的连接线路上，所述VBAT_fil引脚同电容C2的连接线路上连接有电容C1，所述电容C1连接于NC1引脚同电容C2的连接线路上，所述NC4引脚连接在NC1引脚同电容C1的连接线路上，所述VHP引脚同供电电压VCC连接，所述VHP引脚同供电电压VCC连接的连接线路上设置有电阻R16，所述电阻R16同供电电压VCC的连接线路上设置有电容C3，所述GPIO1引脚同MOS管Q4连接，所述DIOTOPp引脚同差分通信接口一的一端连接，所述差分通信接口一的另一端同DIOTOPn引脚连接，所述VBAT引脚同运算放大器B的一端连接，所述VCHm引脚同运算放大器A的一端连接，所述运算放大器B一侧同供电电压VCC连接，所述运算放大器B另一侧同地线连接，所述运算放大器A一侧同供电电压VCC连接，所述运算放大器A另一侧同地线连接。
[0008]作为改进，所述锂电池一的负极同地线连接，所述运算放大器A正极连接在锂电池一的负极同地线的连接线上，所述运算放大器A正极同锂电池一的负极的连接线上连接有分压电阻R6，所述锂电池二的正极同供电电压VCC连接，所述锂电池二的正极同运算放大器A正极连接，所述锂电池二正极同运算放大器A正极的连接线上设置有分压电阻R2，所述分压电阻R2同分压电阻R6连接，所述锂电池二正极同分压电阻R2的连接线路上连接有MOS管Q1，所述锂电池一的负极同MOS管Q1连接，所述MOS管Q4设置在锂电池一同MOS管Q1的连接线路上。
[0009]作为改进，所述锂电池二的正极同MOS管Q4连接，所述锂电池二同MOS管Q4的连接线路上设置有电阻R1，所述运算放大器A的负极连接在运算放大器A同运算放大器B正极的连接线路上，所述运算放大器B的负极连接在运算放大器B同VBAT引脚的连接线路上，所述锂电池一的正极同锂电池二的负极连接，所述运算放大器A的正极连接在锂电池一同锂电池二的连接线路上，所述MOS管Q4同运算放大器A的正极连接，所述MOS管Q4同运算放大器A连接的线路上设置有电阻R8，所述运算放大器A正极同锂电池一正极连接的线路上设置有MOS管Q6，所述MOS管同电阻R8连接。
[0010]作为改进，所述锂电池一的正极同VSW引脚连接，所述锂电池一的正极连接在锂电池一负极同MOS管Q4的连接线路上，所述MOS管Q6同MOS管Q4连接，所述MOS管同电阻R8连接，所述锂电池一正极同VSW引脚的连接线路上设置有MOS管Q7和三极管Q8，所述三极管Q8连接在锂电池一负极同MOS管Q4的连接线路上。
[0011]作为改进，所述三极管Q8同VSW引脚连接，所述锂电池一正极同MOS管的连接线路上串联有功率电阻R7，所述锂电池一正极同MOS管的连接线路上并联有功率电阻R9，所述锂电池一的负极同锂电池二的正极连接，所述锂电池一负极同锂电池二正极的连接线路上串联有MOS管Q5，所述锂电池一负极同锂电池二正极的连接线路上串联有电阻R5。
[0012]作为改进，所述锂电池二正极连接在锂电池一负极同MOS管连接的线路上，所述锂电池二正极同MOS管Q4连接的线路上设置有三极管Q9，所述锂电池二负极同三极管Q9连接，所述锂电池二负极同三极管Q9的连接线路上串联有电阻R11，所述锂电池二负极同电阻R11连接的线路上连接有三极管Q3，所述三极管Q9同三极管Q8连接，所述三极管Q9同三极管Q8的连接线路上设置有电阻R12。
[0013]作为改进，所述电阻R12连接在VSW引脚同三极管Q8的连接线路上，所述锂电池二的正极同三极Q3连接，所述锂电池二正极同三极管Q3连接的线路上串联有功率电阻R3，所述锂电池二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双电芯电化学交流阻抗谱检测和管理装置，包括锂电池一；锂电池二；单电芯电化学交流阻抗谱检测AFE芯片；差分通信接口一；差分通信接口二；运算放大器A；运算放大器B；MOS管Q1；MOS管Q2；三极管Q3；MOS管Q4；MOS管Q5；MOS管Q6；MOS管Q7；三极管Q8和三极管Q9，其特征在于：所述单电芯电化学交流阻抗谱检测AFE芯片内部一侧分别设有NC1引脚；VDR引脚；VSW引脚；VCLg引脚；VCLm引脚；VSS引脚；DIOBOTp/MOSI引脚；DIOBOTn/SCK引脚；SPI_en引脚和MISO引脚，所述单电芯电化学交流阻抗谱检测AFE芯片内部另一侧分别设有NC4引脚；VBAT_fil引脚；VHP引脚；VCHg引脚；VCHm引脚；VBAT引脚；DIOTOPp引脚；DIOTOPn引脚；GPIO1引脚和GPIO2引脚，所述单电芯电化学交流阻抗谱检测AFE芯片外部设有EPAD引脚，所述差分通信接口一的一个接口同DIOBOTp/MOSI引脚连接，所述差分通信接口一的另一个接口同DIOBOTn/SCK引脚连接，所述VCLg引脚同地线连接，所述VCLm引脚同VSS引脚均与VCLg引脚同地线的连接线上连接，所述VDR引脚同地线连接，所述SPI_en引脚连接在VDR引脚同地线的连接线路上，所述EPAD引脚连接在SPI_en引脚同地线的连接线路上，所述VBAT引脚同EPAD引脚连接的线路上设置有电容C6，所述VBAT_fil引脚同地线的连接线路上设置有电容C2，所述NC1引脚连接在电容C2同地线的连接线路上，所述VBAT_fil引脚同电容C2的连接线路上连接有电容C1，所述电容C1连接于NC1引脚同电容C2的连接线路上，所述NC4引脚连接在NC1引脚同电容C1的连接线路上，所述VHP引脚同供电电压VCC连接，所述VHP引脚同供电电压VCC连接的连接线路上设置有电阻R16，所述电阻R16同供电电压VCC的连接线路上设置有电容C3，所述GPIO1引脚同MOS管Q4连接，所述DIOTOPp引脚同差分通信接口一的一端连接，所述差分通信接口一的另一端同DIOTOPn引脚连接，所述VBAT引脚同运算放大器B的一端连接，所述VCHm引脚同运算放大器A的一端连接，所述运算放大器B一侧同供电电压VCC连接，所述运算放大器B另一侧同地线连接，所述运算放大器A一侧同供电电压VCC连接，所述运算放大器A另一侧同地线连接。2.根据权利要求1所述的一种双电芯电化学交流阻抗谱检测和管理装置，其特征在于：所述锂电池一的负极同地线连接，所述运算放大器A正极连接在锂电池一的负极同地线的连接线上，所述运算放大器A正极同锂电池一的负极的连接线上连接有分压电阻R6，所述锂电池二的正极同供电电压VCC连接，所述锂电池二的正极同运算放大器A正极连接，所述锂电池二正极同运算放大器A正极的连接线上设置有分压电阻R2，所述分压电阻R2同分压电阻R6连接，所述锂电池二正极同分压电阻R2的连接线路上连接有MOS管Q1，所述锂电池一的负极同M...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢江，罗培青，杨春杰，
申请(专利权)人：上海艾梭纳能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：