一種電池組電流採樣電路及電池管理系統的製作方法
2023-06-13 21:32:46
一種電池組電流採樣電路及電池管理系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電池組電流採樣電路及電池管理系統，該電流採樣電路用於給電池管理控制器U1提供電流採樣信號，包括一採樣電阻Rs，採樣電阻Rs高電位端經第一電阻R1連控制器U1的CSBAT引腳，採樣電阻Rs低電位端經第二電阻R2連控制器U1的CSPACK引腳；第一電阻R1連接控制器U1的CSBAT引腳的一端還與第一電容C1的正極連接且該第一電容C1的負極接地；第二電阻R2連接控制器U1的CSPACK引腳的一端還與第二電容C2的正極連接且該第二電容C2的負極接地；第一電阻R1與採樣電阻Rs的節點經第三電阻R3連第二電容C2正極；控制器U1的CSBAT引腳經第三電容C3接控制器U1的CSPACK引腳。該電流採樣電路防止短路或負載過小使電流突然增大時會出現失效或損壞採樣控制器U1的情況。
【專利說明】一種電池組電流採樣電路及電池管理系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種電池組電流採樣電路及電池管理系統。
【背景技術】
[0002] 電池管理系統（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)，是動力電池應用及發展的關鍵，其 主要功能包括：電池物理參數實時監測；電池狀態估計；在線診斷與預警；充、放電與預充 控制；均衡管理和熱管理等。電池管理系統（BMS)主要就是為了能夠提高電池的利用率，防 止電池出現過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監控電池的狀態。電池管理系統可應用 於電動汽車、儲能、UPS、通訊基站等領域。
[0003] 而目前鋰離子或鋰聚合物電池管理系統電流採樣電路存在一定的局限性，當在中 大功率電池組管理系統中應用時，由於短路或負載過小使電流突然增大時，電流採樣電路 會出現失效或損壞採樣控制器的情況。 實用新型內容
[0004] 為了解決上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種電池組電流採樣電路，該 電流採樣電路防止短路或負載過小使電流突然增大時會出現失效或損壞採樣控制器Ul的 情況，而且具有很強的實用性和靈活性。
[0005] 本實用新型所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現：
[0006] 一種電池組電流採樣電路，用於給電池管理控制器Ul提供電流採樣信號，包括一 採樣電阻Rs，採樣電阻Rs高電位端經第一電阻Rl連控制器Ul的CSBAT引腳，採樣電阻Rs 低電位端經第二電阻R2連控制器Ul的CSPACK引腳；第一電阻Rl連接控制器Ul的CSBAT 引腳的一端還與第一電容Cl的正極連接且該第一電容Cl的負極接地；第二電阻R2連接控 制器Ul的CSPACK引腳的一端還與第二電容C2的正極連接且該第二電容C2的負極接地； 第一電阻Rl與採樣電阻Rs的節點經第三電阻R3連第二電容C2正極；控制器Ul的CSBAT 引腳經第三電容C3接控制器Ul的CSPACK引腳。
[0007] 進一步地，所述電池管理控制器Ul為IC或MCU。
[0008] 進一步地，所述 IC 是 TI, BQ78PL116 ;所述 MCU 是 Microchip，PIC16F1937。
[0009] 進一步地，所述採樣電阻Rs阻值為0~20πιΩ ;所述第一電阻Rl阻值為0~10kQ ;第 二電阻R2、第三電阻R3阻值均為0~10kQ ;第一電容C1、第二電容C2及第三電容C3電容 值均為0~0. 22yF。
[0010] 一種電池管理系統，包括電池管理控制器Ul及電池組，所述電池管理控制器Ul內 置上述任一電池組電流採樣電路。
[0011] 本實用新型具有如下有益效果：該電流採樣電路防止短路或負載過小使電流突然 增大時會出現失效或損壞採樣控制器Ul的情況，而且具有很強的實用性和靈活性；該電流 採樣電路能夠將外部電流採樣信號通過一定比率降低後，以差分信號方式反饋給電池管理 控制器U1，並通過電池管理控制器Ul內部設定相應還原係數，將電流採樣信號還原為實際 值；該電流採樣電路的電流採樣過程簡單，採樣無損耗，成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型的電流採樣電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的說明。
[0014] 參照圖1，本實施例提供了一種電池組電流採樣電路，其用於給電池管理控制器 Ul提供電流米樣信號，包括一米樣電阻Rs、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電 容C1、第二電容C2、第三電容C3,其中，採樣電阻Rs、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3 及控制構成了電流採樣信號網絡。採樣電阻Rs高電位端連接組件負極PACK-，採樣電阻Rs 低電位端連接電池負極BAT-，其中組件負極PACK-為電池管理系統的負極，與充電器或負 載的負極相連，電池負極BAT-為電池的負極，與電池的負極相連，採樣電阻Rs用於採集電 池組充放電過程中的電流信號。採樣電阻Rs高電位端經第一電阻Rl連控制器Ul的CSBAT 引腳，採樣電阻Rs低電位端經第二電阻R2連控制器Ul的CSPACK引腳；第一電阻Rl連接 控制器Ul的CSBAT引腳的一端還與第一電容Cl的正極連接且該第一電容Cl的負極接地； 第二電阻R2連接控制器Ul的CSPACK引腳的一端還與第二電容C2的正極連接且該第二電 容C2的負極接地；第一電阻Rl與採樣電阻Rs的節點經第三電阻R3連第二電容C2正極； 控制器Ul的CSBAT引腳經第三電容C3接控制器Ul的CSPACK引腳。
[0015] 具體地，所述電池管理控制器Ul為IC或MCU。所述IC可以是TI, BQ78PL116,所 述MCU可以是Microchip, PIC16F1937,但均不局限於此。
[0016] 具體地，所述採樣電阻Rs阻值為0~20πιΩ，精度1%以上；所述第一電阻Rl阻值為 0~10kQ ;第二電阻R2、第三電阻R3阻值均為0~10kQ，精度1%以上；第一電容C1、第二電 容C2及第三電容C3電容值均為0~0. 22 μ F，精度10%以上。優選地，所述第一電阻Rl、第 二電阻R2、第三電阻R3分別挨著採樣電阻RS兩端焊盤進行連接，才能更好地提高採樣精確 性。
[0017] 該電池組電流採樣電路的工作原理如下：當電流Is流經採樣電阻Rs時，在採樣電 阻Rs兩端形成壓降Us，再通過第二電阻R2和第三電阻R3設定分壓比率分壓後，通過控制 器Ul的CSBAT、CSPACK引腳將此差分採樣信號反饋給控制器U1、控制器Ul內部根據第二 電阻R2和第三電阻R3設定的分壓比率設定好還原係數後，將採樣信號乘以還原係數即可 得到採樣信號實際值，從而完成電流採樣過程。其中，控制器Ul內部設定的還原係數與R2 和R3設定的分壓比率互為倒數。
[0018] 電流採樣信號的計算公式：
[0019] 放電時的計算公式，即電流Is從PACK-到BAT-時：
[0020] 第二電阻R2和第三電阻R3設定的分壓比率：
【權利要求】
1. 一種電池組電流採樣電路，用於給電池管理控制器U1提供電流採樣信號，其特徵在 於，包括一米樣電阻Rs，米樣電阻Rs高電位端經第一電阻R1連控制器U1的CSBAT引腳，米 樣電阻Rs低電位端經第二電阻R2連控制器U1的CSPACK引腳；第一電阻R1連接控制器U1 的CSBAT引腳的一端還與第一電容C1的正極連接且該第一電容C1的負極接地；第二電阻 R2連接控制器U1的CSPACK引腳的一端還與第二電容C2的正極連接且該第二電容C2的負 極接地；第一電阻R1與採樣電阻Rs的節點經第三電阻R3連第二電容C2正極；控制器U1 的CSBAT引腳經第三電容C3接控制器U1的CSPACK引腳。
2. 根據權利要求1所述的電池組電流採樣電路，其特徵在於，所述電池管理控制器U1 為1C或MCU。
3. 根據權利要求2所述的電池組電流採樣電路，其特徵在於，所述1C是TI， BQ78PL116 ;所述 MCU 是 Microchip，PIC16F1937。
4. 根據權利要求1所述的電池組電流採樣電路，其特徵在於，所述採樣電阻Rs阻值為 0~20mQ ;所述第一電阻R1阻值為0~10kQ ;第二電阻R2、第三電阻R3阻值均為0~10kQ ; 第一電容Cl、第二電容C2及第三電容C3電容值均為0~0. 22 ii F。
5. -種電池管理系統，包括電池管理控制器U1及電池組，其特徵在於，所述電池管理 控制器U1內置權利要求1至4任一所述電池組電流採樣電路。
【文檔編號】G01R19/00GK204214937SQ201420750980
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】楊曹勇, 徐文賦, 朱立湘, 徐生輝 申請人:惠州市藍微電子有限公司