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摘要：本发明公开一种低功耗自均衡电池电压采样电路，电池组包括2个以上串联的电池单元；电池电压采样电路包括分别对应各电池单元的的检测支路，各检测支路的一端连接相应电池单元的正极端，另一端接地，检测支路上串联有至少2个分压电阻；所述2个分压电阻的连接点为电压采样端；对应相邻电池单元的相邻检测支路之间，还连接有自均衡线路，自均衡线路上串接有自均衡电阻并设有可控制自均衡线路通断的第一可控开关；各自均衡线路的两端分别与其中一个电池单元的正负极两端并接；各检测支路上还分别设有可控制检测支路通断的第二可控开关。本发明可在检测过程中均衡流过被测电池组各串联电池单元的电流，保障电池组的使用寿命，同时降低检测电路功耗。

主权项：1.一种电池电压采样电路，电池组包括2个以上串联的电池单元；其特征是：电池电压采样电路包括分别对应各电池单元的的检测支路，各检测支路的一端连接相应电池单元的正极端，另一端接地，检测支路上串联有至少2个分压电阻；所述2个分压电阻的连接点为电压采样端；对应相邻电池单元的相邻检测支路之间，还连接有自均衡线路，自均衡线路上串接有自均衡电阻并设有可控制自均衡线路通断的第一可控开关；各自均衡线路的两端分别与其中一个电池单元的正负极两端并接；各检测支路上还分别设有可控制检测支路通断的第二可控开关；其中，定义电池组中由接地端开始，电池单元、、…、依次串联，对应电池单元的检测支路一端连接在电池单元的正极端与的负极端之间，另一端接地；各检测支路上串联有2个分压电阻；除电池单元外，其它电池单元的正负极两端上皆分别并接有一自均衡线路；电池单元的正负极两端上并接有一均衡线路，所述均衡线路上串接有均衡电阻和可控制均衡线路通断的第三可控开关；定义对应相邻电池单元与的两检测支路之间连接的自均衡电阻为，其上流过的电流为；对应电池单元的检测支路的分压电阻上流过的电流为；电池单元、、…、上的初始电压相等均为；则的阻值选择为： ；考虑从各电池单元抽取的电流为0，则，，因此的阻值为： ；电池电压采样电路的检测方法包括：不需要电池电压检测时，第一可控开关和第二可控开关皆断开，检测电路无电流通过，不消耗功耗；检测最高端电池Cell-n电压时，对应电池Cell-n的检测支路上的第二可控开关SWn闭合，其它开关均断开，其它电池的自均衡电阻上没有电流通过，所有电池的工作电流一致；检测除最高端电池Cell-n的其它电池单元电压时，对应最低端电池Cell-1的第三可控开关SWB1断开，其它开关闭合，检测电路工作时所有电池的工作电流一致；任意一个电池单元电压过高时，通过控制相应的可控开关，导通相应的均衡电阻或自均衡电阻。

全文数据：一种低功耗自均衡电池电压采样电路技术领域本发明涉及电池检测管理技术领域，特别是一种可用于电池管理系统的低功耗自均衡电池电压采样电路。背景技术传统的电池管理系统中，采用电阻分压的方式对串联电池高压信号进行采集，这样可以减小后记ADC对动态范围的要求。如说明书附图图1所示，为4n节电池串联的电压采集电路，在电压采集的过程中，流过Cell-1的总电流为，Ic1＝I1+I2+I3+I4…+In，流过Cell-2的总电流为，Ic2＝I2+I3+I4…+In，以此类推下去可知，流过最高Cell-4n的电流为I4n，每个电池的电流相差较大，因此易导致电池的不均衡，减少电池组的使用寿命，而且电池组串联单元越多，情况越严重。同时，无论是否在检测期间，检测电路一直处于导通状态，电量消耗大，损耗快。发明内容本发明的目的是提供一种电阻分压式电池电压采样电路，可在检测过程中均衡流过被测电池组各串联电池单元的电流，保障电池组的使用寿命，同时降低检测电路功耗。本发明采取的技术方案为：一种电池电压采样电路，电池组包括2个以上串联的电池单元；电池电压采样电路包括分别对应各电池单元的的检测支路，各检测支路的一端连接相应电池单元的正极端，另一端接地，检测支路上串联有至少2个分压电阻；所述2个分压电阻的连接点为电压采样端；对应相邻电池单元的相邻检测支路之间，还连接有自均衡线路，自均衡线路上串接有自均衡电阻并设有可控制自均衡线路通断的第一可控开关；各自均衡线路的两端分别与其中一个电池单元的正负极两端并接；各检测支路上还分别设有可控制检测支路通断的第二可控开关。设计各自均衡电阻的阻值，使得流过自均衡电阻的电流等于流过分压电阻的电流，则可使流过各电池单元的电流相同，从而尽量减小从各电池单元抽取的电流直至0，即避免了电池组中各电池单元的不均衡，保障了电池寿命。在应用本发明采样电路时，通过外部控制改变第一可控开关和第二可控开关的开关状态，即可切换各检测支路以及自均衡线路的通断状态，从而在不需要检测时避免电量损耗，降低采样电路的总功耗。优选的，定义电池组中由接地端开始，电池单元Cell-1、Cell-2、…、Cell-n依次串联，对应电池单元Cell-i的检测支路一端连接在电池单元Cell-i的正极端与Cell-i+1的负极端之间，另一端接地；各检测支路上串联有2个分压电阻；除电池单元Cell-1外，其它电池单元的正负极两端上皆分别并接有一自均衡线路。作为一种实施方式，所述第一可控开关与第二可控开关分别为继电器触点，第一可控开关串接于自均衡线路上，第二可控开关与分压电阻串接于检测支路上。各第一可控开关和第二可控开关可根据检测需要，通过单片机等微控制器控制继电器的方式实现可控开关的闭合或断开状态切换，从而导通相应的自均衡线路或检测支路。进一步的，定义对应相邻电池单元Cell-i与Cell-i+1的两检测支路之间连接的自均衡电阻为RBi+1，其上流过的电流为Ibi+1；对应电池单元Cell-i的检测支路的分压电阻上流过的电流为Iai；电池单元Cell-1、Cell-2、…、Cell-n上的初始电压相等均为Vcell；则RBi+1的阻值选择为：考虑从各电池单元抽取的电流为0，则Ib2＝Ia1，Ibi＝Ibi-1+Iai-1,i≥3，因此RBi+1的阻值为：关于Vcell的取值，本发明认为，出厂时所有电池单元的初始电压都是一样的，即Vcell，设计自均衡电阻时，预设选择采样端电压VAi为ADC芯片的最佳线性输入电压，再考虑线路功耗和抗干扰性能，预设各检测支路上流过分压电阻的电流Iai，即可根据检测之路上分压电阻的分压比系数，反推计算得到初始Vcell的值。优选的，各检测支路上，流过分压电阻的检测电流Iai相等，则各自均衡电阻的阻值选择为：RBi+1＝Vcelli*Ia1,i≥1。当然，Ia1,Ia2,...,Ian也可以选择不一样，但这样就需要分压电阻RA1,RA2,...,RAN不一样，电阻种类多，备货较麻烦，且会存在温漂等性能差异。优选的，针对有4个电池单元串联，且各电池单元标称电压为3.6V的电池组，各检测支路上的分压电阻以及自均衡电阻的阻值为：RA1＝RA2＝RA3＝RA4＝25KΩ，R1＝11KΩ，RB2＝36KΩ，R2＝47KΩ，RB3＝18KΩ，R3＝83KΩ，RB4＝12KΩ，R4＝119KΩ。这种实施方式下，在设计自均衡电阻时，预设选择采样端电压VAi为2.5V，各检测支路分压电阻流过的电流相等为100μA。作为另一种实施方式，所述第一可控开关为漏极与源极串接在自均衡线路上的PMOS开关管，连接各自均衡线路高压侧的各检测支路上还设有与分压电阻高压侧串接的回路电阻，各自均衡线路上的第一可控开关的栅极，连接在该自均衡线路高压侧所连检测支路的回路电阻与分压电阻之间；所述第二可控开关为NMOS开关管，各第二可控开关的漏极和源极串接在两分压电阻之间的检测线路上，栅极连接外部控制器的控制输出端。所述外部控制器可为单片机等微控制器，利用单片机端口的3V或5V输出电压即可直接驱动各NMOS开关管的导通，从而实现第二可控开关的控制。当第二可控开关导通，则相应的检测支路导通，连接在检测支路上的第一可控开关的栅极为高电平，则第一可控开关管导通，进而各自均衡线路导通，既实现了采样电路的自均衡，同时使得采样电路控制时，仅需要控制器的一个管脚即可实现对两可控开关的控制，可简化控制线路，减少控制器的输出管脚资源配置，以及其它的器件扩展。更进一步的，电池单元Cell-1的正负极两端上并接有一均衡线路，所述均衡线路上串接有均衡电阻和可控制均衡线路通断的第三可控开关。该均衡线路可用于其他因素影响，如电池使用过程中产生的容量个体差异及自放电产生的电池差异，导致Cell-1两端电压升高时，通过单独控制第三可控开关接通均衡电阻，以均衡Cell-1两端电压。均衡电阻的电阻值可根据单个电池单元的电压变化范围以及所需的均衡电流进行设置。优选的，所述第三可控开关为串接均衡电阻的继电器触点，或PMOS开关管；第三可控开关管为PMOS开关管时，其源极和漏极串接于均衡线路上，栅极连接外部控制器的控制输出端。有益效果本发明通过在相邻检测支路之间设置自均衡电阻，使得两相邻电池单元的连接点向检测支路流出的电流接近为0，进而使得各电池单元上流过的电流尽量相等，即避免了采样过程中电池组各电池单元的不均衡，可保障电池寿命；通过在自均衡线路与检测支路上设置可控开关，使得检测支路的通断可控，从而可在不需要检测时关断电路以减少检测电路的能耗；通过将可控开关设置为PMOS和NMOS管，控制检测指路的通断，进而由检测支路的通断变化控制自均衡支路的通断，减少的对控制芯片管脚资源的配置要求，无需其它扩展。附图说明图1所示为传统电池电压采集电路原理示意图；图2所示为本发明一种实施例的电池电压采集电路原理示意图；图3所示为本发明另一种实施例的电池电压采集电路原理示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例进一步描述。参考图2和图3所示，被测或被管理的电池组包括2个以上串联的电池单元；本发明的自均衡电池电压采样电路，包括分别对应各电池单元的的检测支路，各检测支路的一端连接相应电池单元的正极端，另一端接地，检测支路上串联有至少2个分压电阻；所述2个分压电阻的连接点为电压采样端；对应相邻电池单元的相邻检测支路之间，还连接有自均衡线路，自均衡线路上串接有自均衡电阻并设有可控制自均衡线路通断的第一可控开关；各自均衡线路的两端分别与其中一个电池单元的正负极两端并接；各检测支路上还分别设有可控制检测支路通断的第二可控开关。设计各自均衡电阻的阻值，使得流过自均衡电阻的电流等于流过分压电阻的电流，则可使流过各电池单元的电流相同，从而尽量减小从各电池单元抽取的电流直至0，即避免了电池组中各电池单元的不均衡，保障了电池寿命。在应用本发明采样电路时，通过改变第一可控开关和第二可控开关的开关状态，即可切换各检测支路的通断以及自均衡线路的通断状态，从而在不需要检测时避免电量损耗，降低采样电路的总功耗。实施例1参考图2和图3，本实施例中，各检测支路上串联有2个分压电阻R和RA。定义电池组中由接地端开始，电池单元Cell-1、Cell-2、…、Cell-n依次串联，对应电池单元Cell-i的检测支路一端连接在电池单元Cell-i的正极端与Cell-i+1的负极端之间，另一端接地；除电池单元Cell-1外，其它电池单元的正负极两端上皆分别并接有一自均衡线路。电池单元Cell-1的正负极两端上并接有一均衡线路，所述均衡线路上串接有均衡电阻RB1和可控制均衡线路通断的第三可控开关。该均衡线路可用于其他因素影响，如电池使用过程中产生的容量个体差异及自放电产生的电池差异，导致Cell-1两端电压升高时，通过单独控制第三可控开关接通均衡电阻，以均衡Cell-1两端电压。均衡电阻的电阻值可根据单个电池单元的电压变化范围以及所需的均衡电流进行设置。实施例1-1基于实施例1，参考图2，本实施例中，第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关分别为继电器触点，第一可控开关串接于自均衡线路上，第二可控开关与分压电阻串接于检测支路上。各第一可控开关和第二可控开关可根据检测需要，通过单片机等微控制器控制继电器的方式实现可控开关的闭合或断开状态切换，从而导通相应的自均衡线路或检测支路。各自均衡电阻的阻值设计原理为：不考虑Cell-1两端均衡线路的设置，定义对应相邻电池单元Cell-i与Cell-i+1的两检测支路之间连接的自均衡电阻为RBi+1，其上流过的电流为Ibi+1；对应电池单元Cell-i的检测支路的分压电阻上流过的电流为Iai；电池单元Cell-1、Cell-2、…、Cell-n上的电压相等均为Vcell；则RBi+1的阻值选择为：考虑从各电池单元抽取的电流为0，则Ib2＝Ia1，Ibi＝Ibi-1+Iai-1,i≥3，因此RBi+1的阻值为：本发明的设计原理为：通过设置自均衡电阻来均衡采样过程中流过各电池单元的电流，参考图1中传统采样电路图，对于nn4个电池单元串联的电池组，流过Cell-1的总电流为Ic1＝I1+I2+I3+I4,...,+In，流过Cell-2的总电流为Ic2＝I2+I3+I4,...,+In，以此类推下去可知，流过最高Cell-n的电流为In；参考图2，本发明通过反推得到自均衡电阻的取值：设置自均衡电阻后，为了使得Ic1,Ic2,...,Icn相等，则需要使得I1,I2,...,In-1分别等于0，保证不从电池单元抽取电流，则对于任意RBi+1i≥1，其上流过的电流Ibi+1，与对应电池电源Cell-i的检测支路上分压电阻流过的电流Iai之间的关系为：此时假设各电池单元两端的电压均为Vcell，则可得到各自均衡电阻的阻值RBi+1为：也即：参考图2，对于任意检测支路，有：i*Vcell＝Iai*Ri+RAi因此，通过Vcell和Iai，即可得到各检测支路上分压电阻的阻值，以及自均衡电阻的阻值。关于Vcell的取值，本发明认为，出厂时所有电池单元的初始电压都是一样的，即Vcell，设计自均衡电阻时，预设选择采样端电压VAi为ADC芯片的最佳线性输入电压，优选为2.5V；再考虑线路功耗和抗干扰性能，预设各检测支路上流过分压电阻的电流Iai，优选为100μA；即可根据检测之路上分压电阻的分压比系数，反推计算得到初始Vcell的值。为了简化线路，减少电阻种类，降低备货复杂度，尽量避免温漂等性能差异，本实施例设计各检测支路上，流过分压电阻的电流Iai相等，则各自均衡电阻的阻值选择为：RBi+1＝Vcelli*Ia1,i≥1。再次参考图2，针对有4个电池单元串联，且各电池单元标称电压为3.6V的电池组，在设计自均衡电阻时，预设选择采样端电压VAi为2.5V，各检测支路分压电阻流过的电流相等为100μA，则各检测支路上的分压电阻以及自均衡电阻的阻值为：RA1＝RA2＝...＝RAn＝VAiIai＝2.5V100uA＝25KΩR1＝Vcell-VA1Ia1＝3.6V-2.5V100uA＝11KΩRB2＝VcellIa1＝3.6V100uA＝36KΩR2＝2*Vcell-VA2Ia2＝2*3.6V-2.5V100uA＝47KΩRB3＝Vcell2*Ia1＝18KΩ同理计算可得：R3＝83KΩ，RB4＝12KΩ，R4＝119KΩ。需要说明的是，本发明的目标I1,I2,...,In-1＝0是理想情况，实际电路中由于各电池单元的电压Vcell存在偏差，因此I1,I2,...,In-1可能不会绝对为零，但本发明从系统设计的角度让电流趋近为零，仍可最大限度的达到检测过程中各电池单元尽量均衡的目的。本实施例在应用时：不需要电池电压检测时，第一可控开关SWB1、SWB2、SWB3、SWB4，和第二可控开关SW1、SW2、SW3、SW4皆断开，检测电路无电流通过，不消耗功耗；检测最高端电池Cell-4电压时SW4闭合，其它开关均断开，其它电池的自均衡电阻上没有电流通过，所有电池的工作电流一致，保证电池电流一致的条件下，减少检测功耗；检测除最高端电池Cell-4的其它电池单元电压时，最低端电池Cell-1的均衡开关SWB1断开，其它开关闭合，保证检测电路工作时所有电池的工作电流一致；任意一个电池单元电压过高时，可通过控制相应的可控开关，导通相应的均衡电阻或自均衡电阻实现。本实施例同样适用于n个电池单元并联的情形。由于每个电池单元Cell都并联有均衡电阻和控制开关，因此如果电池使用过程中出现工作电压不一致，某个电池电压过高，可单独控制相关电池的均衡开关闭合实现均衡功能。实施例1-2基于实施例1，本实施例中，第一可控开关为漏极与源极串接在自均衡线路上的PMOS开关管，连接各自均衡线路高压侧的各检测支路上还设有与分压电阻高压侧串接的回路电阻，各自均衡线路上的第一可控开关的栅极，连接在该自均衡线路高压侧所连检测支路的回路电阻与分压电阻之间；第二可控开关为NMOS开关管，各第二可控开关的漏极和源极串接在两分压电阻之间的检测线路上，栅极连接外部控制器的控制输出端。所述外部控制器可为单片机等微控制器，利用单片机端口的3V或5V输出电压即可直接驱动各NMOS开关管的导通，从而实现第二可控开关的控制。当第二可控开关导通，则相应的检测支路导通，连接在检测支路上的第一可控开关的栅极为高电平，则第一可控开关管导通，进而各自均衡线路导通，既实现了采样电路的自均衡，同时使得采样电路控制时，仅需要控制器的一个管脚即可实现对两可控开关的控制，可简化控制线路，减少控制器的输出管脚资源配置，以及其它的器件扩展。第三可控开关为PMOS开关管其源极和漏极串接于均衡线路上，栅极连接外部控制器的控制输出端。连接Cell-1高压侧的检测支路上不设置回路电阻，第三可控开关管由外部控制器直接控制。其它检测支路上的回路电阻阻值可根据PMOS开关管的开启电压VSG以及检测电流来确定，如设置Rp＝VSGIa，Rp电阻上电压为PMOS开启时的VSG偏置电压，以保证各第一可控开关管能够在检测电路导通时开启。如图2，在应用时，控制CB1为高电平，C1、C2、C3、C4同时高电平，即实现可控低功耗自均衡电池电压检测；C1控制为低电平，CB1、C2、C3、C4的分别独立控制可开启对应电池的独立均衡控制。本实施例同样可适用于更多电池单元串联的电池组。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种电池电压采样电路，电池组包括2个以上串联的电池单元；其特征是：电池电压采样电路包括分别对应各电池单元的的检测支路，各检测支路的一端连接相应电池单元的正极端，另一端接地，检测支路上串联有至少2个分压电阻；所述2个分压电阻的连接点为电压采样端；对应相邻电池单元的相邻检测支路之间，还连接有自均衡线路，自均衡线路上串接有自均衡电阻并设有可控制自均衡线路通断的第一可控开关；各自均衡线路的两端分别与其中一个电池单元的正负极两端并接；各检测支路上还分别设有可控制检测支路通断的第二可控开关。2.根据权利要求1所述的电池电压采样电路，其特征是：定义电池组中由接地端开始，电池单元Cell-1、Cell-2、…、Cell-n依次串联，对应电池单元Cell-i的检测支路一端连接在电池单元Cell-i的正极端与Cell-i+1的负极端之间，另一端接地；各检测支路上串联有2个分压电阻；除电池单元Cell-1外，其它电池单元的正负极两端上皆分别并接有一自均衡线路。3.根据权利要求1或2所述的电池电压采样电路，其特征是：所述第一可控开关与第二可控开关分别为继电器触点；第一可控开关串接于自均衡线路上，第二可控开关与分压电阻串接于检测支路上。4.根据权利要求2所述的电池电压采样电路，其特征是：定义对应相邻电池单元Cell-i与Cell-i+1的两检测支路之间连接的自均衡电阻为RBi+1，其上流过的电流为Ibi+1；对应电池单元Cell-i的检测支路的分压电阻上流过的电流为Iai；电池单元Cell-1、Cell-2、…、Cell-n上的初始电压相等均为Vcell；则RBi+1的阻值选择为：考虑从各电池单元抽取的电流为0，则Ib2＝Ia1，Ibi＝Ibi-1+Iai-1,i≥3，因此RBi+1的阻值为：5.根据权利要求4所述的电池电压采样电路，其特征是：各检测支路上，流过分压电阻的电流Iai相等，则各自均衡电阻的阻值选择为：RBi+1＝Vcelli*Ia1,i≥1。6.根据权利要求5所述的电池电压采样电路，其特征是：针对有4个电池单元串联，且各电池单元标称电压为3.6V的电池组，各检测支路上的分压电阻以及自均衡电阻的阻值为：RA1＝RA2＝RA3＝RA4＝25KΩ，R1＝11KΩ，RB2＝36KΩ，R2＝47KΩ，RB3＝18KΩ，R3＝83KΩ，RB4＝12KΩ，R4＝119KΩ。7.根据权利要求1或2所述的电池电压采样电路，其特征是：所述第一可控开关为漏极与源极串接在自均衡线路上的PMOS开关管，连接各自均衡线路高压侧的各检测支路上还设有与分压电阻高压侧串接的回路电阻，各自均衡线路上的第一可控开关的栅极，连接在该自均衡线路高压侧所连检测支路的回路电阻与分压电阻之间；所述第二可控开关为NMOS开关管，各第二可控开关的漏极和源极串接在两分压电阻之间的检测线路上，栅极连接外部控制器的控制输出端。8.根据权利要求1或2所述的电池电压采样电路，其特征是：电池单元Cell-1的正负极两端上并接有一均衡线路，所述均衡线路上串接有均衡电阻和可控制均衡线路通断的第三可控开关。9.根据权利要求8所述的电池电压采样电路，其特征是：所述第三可控开关为串接均衡电阻的继电器触点，或PMOS开关管；第三可控开关管为PMOS开关管时，其源极和漏极串接于均衡线路上，栅极连接外部控制器的控制输出端。

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