专利名称：一种任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量任意节串联电池组中各单体电池电压的电路。该电路将串联电池组内各单体电池分别通过一个开关网络连接到一个由运算放大器组成的减法器电路上，通过减法器电路对各单体电池两端电压做减法运算得到各单体电池电压值。
背景技术：
充电电池，如锂电池、铅酸电池等，在串联成组使用时，需要对各单体电池电压做监控。对于大量串联的电池组，一般采用专用集成电路或者用飞电容法测量。专用集成电路虽然使用方便，但成本比较高。传统的飞电容测量方法需要大量的开关，也存在成本较高的缺点。 发明内容为了克服现有测量电池组各单体电池电压电路存在的成本高的缺点，本实用新型提供一种改进的飞电容测量电路，用来测量任意节串联的电池组中各单体电池电压。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案若串联节数为偶数，串联电池组中电池Cell (I) ,Cell (3)……Cell (2n_l)的正极分别连接开关S(I)、S(3)……S(2n_l)，电池Cell (2)……Cell (2n-2)、Cell (2n)的正极分别连接开关S (2)……S (2n_2)、S (2n)，其中n代表任意自然数，电池Cell⑴的负极和开关S(O)连接，开关SEO和SOO连接电阻Rl，开关SOl和SEl连接电阻R2，电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路，若串联节数为奇数，串联电池组中电池Cell (I)、Cell (3)……Cell (2n_l)，Cell (2n+l)的正极分别连接开关S(I)、S(3)……S(2n-1)、S(2n+l)，电池Cell (2)……Cell (2n)的正极分别连接开关S (2)……S (2n)，电池Cell (I)的负极和开关S(O)连接，开关SEO和SOO连接电阻R1，开关SOl和SEl连接电阻R2，电阻Rl、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路。若串联节数为偶数，开关S (O)、S (2)……S(2n-2)、S(2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SEl，开关S(l),S (3)……S (2n-l)的另一端相连，并连接开关SOO和SOl。若串联节数为奇数，开关S (0)、S (2)……S (2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SE1，开关S(I)、S (3)……S(2n-l)、S(2n+l)的另一端相连，并连接开关SOO和SOl。电阻Rl的另一端连接电阻R3和运算放大器Op-Amp的负相输入端，电阻R3的另一端连接运算放大器Op-Amp的输出端，电阻R2的另一端连接电阻R4和运算放大器Op-Amp的正相输入端，电阻R4的另一端接地。本实用新型的有益效果是电路结构简单、造价低廉。
以下结合附图
和实施例对本实用新型进一步说明。图I和图2是本实用新型的原理图。图I 和图 2 中，Cell (I)、Cell (2)、Cell (3)......Cell (2n_2)、Cell (2n_l)、Cell (2n) ,Cell (2n+l)是串联的单体电池，它们如图所示依次串联组成串联电池组。S(O)、
S(I) ,S(2)、S(3)......S(2n-2)、S(2n_l)、S(2n)、S(2n+l)、SOO、SOI、SEO、和 SEl 是开关，RU
R2、R3、和R4是电阻，Op-Amp是运算放大器，VCC是运算放大器Op-Amp的供电电源。图中虚线代表省略的单体电池、开关及其连接线。
具体实施方式
图I显示的是当电池组中串联偶数节单体电池时的工作方式。图I中，串联电池组中电池Cell (I)、Ce 11 (3)……Cell (2n_l)的正极分别连接开关S(I)、S(3)……S(2n_l)，其中n代表任意自然数。串联电池组中电池Cell (2)……Cell(2n-2)、Cell(2n)的正极分别连接开关S(2)……S(2n-2)、S(2n)。电池Cell(I)的负极和开关S(O)连接。开关S(0)、S(2)……S(2n-2)、S(2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SEl0开关S(l)、S(3)……S(2n-1)的另一端相连，并连接开关SOO和SOI。开关SEO和S00的另一端连接电阻Rl。开关SOl和SEl的另一端连接电阻R2。电阻Rl、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个
减法器电路。图中虚线代表省略的单体电池、开关及其连接线。测量电池Cell (I)时，接通开关S (I)、S(O)、S01、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell (I)的电压信号。测量电池Cell (2)时，接通开关S (2)、S (I)、SE1、和S00，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell (2)的电压信号。测量电池Cell (3)时，接通开关S (3)、S (2)、S01、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell (3)的电压信号。测量电池Cell(2n-1)时，接通开关S(2n_l)、S(2n_2)、S01、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻Rl、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell (2n-l)的电压信号。测量电池Cell (2n)时，接通开关S (2n)、S (2n_l)、SE1、和S00，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell (2n)的电压信号。对于串联在Cell⑶和Cell(2n_l)之间的电池的测量方式，可根据对电池Cell(2n-1)和Cell(2n)进行测量的方式类推。图2显示的是当电池组中串联奇数节单体电池时的工作方式。图2中，串联电池组中电池Cell (I)、Cell (3)……Cell (2n_l)、Cell (2n+l)的正极分别连接开关S (I)、S(3)……S(2n-1)、S(2n+1)，其中n代表任意自然数。串联电池组中电池Cell⑵……Cell(2n)的正极分别连接开关S (2)……S(2n)。电池Cell (I)的负极和开关S(O)连接。开关S(0)、S(2)……S(2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SE1。开关S(1)、S(3)……S(2n-l)、S(2n+l)的另一端相连，并连接开关S00和SOl。开关SEO和S00的另一端连接电阻R1。开关SOl和SEl的另一端连接电阻R2。电阻Rl、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路。图中虚线代表省略的单体电池、开关及其连接线。[0017]测量电池Cell (I)时，接通开关S (I)、S (O)、SOI、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell (I)的电压信号。测量电池Cell⑵时，接通开关S (2)、S (I)、SE1、和S00，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell (2)的电压信号。测量电池Cell (3)时，接通开关S(3)、S(2)、SOI、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻Rl、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cel 1(3)的电 压信号。测量电池Cell (2n)时，接通开关S (2n)、S (2n_l)、SE1、和S00，其他开关保持关断状态，通过电阻R1、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell (2n)的电压信号。测量电池Cell(2n+1)时，接通开关S(2n+1)、S(2n)、S01、和SE0，其他开关保持关断状态，通过电阻Rl、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成的减法器电路获得电池Cell (2n+l)的电压信号。对于串联在Cell⑶和Cell (2n)之间的电池的测量方式，可根据对电池Cell(2n-1)和Cell(2n)进行测量的方式类推。
权利要求1.一种任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路，其特征是若串联节数为偶数，串联电池组中电池Cell (I)、Cell (3)……Cell(2n_l)的正极分别连接开关S (I)、S (3)……S(2n-1)，电池Cell (2)……Cell (2n_2) ,Cell (2n)的正极分别连接开关S (2)……S(2n-2)、S(2n)，其中n代表任意自然数，电池Cell (I)的负极和开关S(O)连接，开关SEO和SOO连接电阻R1，开关SOl和SEl连接电阻R2，电阻Rl、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路，若串联节数为奇数，串联电池组中电池Ce 11 (I)、Ce 11 (3)……Cell(2n-1)，Cell(2n+1)的正极分别连接开关 S(I)、S(3)……S(2n_l)、S(2n+1)，电池Cell (2)……Cell(2n)的正极分别连接开关S (2)……S (2n)，电池Cell (I)的负极和开关S(O)连接，开关SEO和SOO连接电阻Rl，开关SOl和SEl连接电阻R2，电阻Rl、R2、R3、R4、和运算放大器Op-Amp组成一个减法器电路。
2.根据权利要求I所述的任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路，其特征是若串联节数为偶数，开关S (0)、S (2)……S (2n-2)、S (2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SEl，开关S (I)、S (3)……S (2n-l)的另一端相连，并连接开关SOO和SOl。
3.根据权利要求I所述的任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路，其特征是若串联节数为奇数，开关S (0)、S (2)……S (2n)的另一端相连，并连接开关SEO和SEl，开关S(l),S (3)……S (2n-l)、S (2n+l)的另一端相连，并连接开关SOO和SOl。
4.根据权利要求I所述的任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路，其特征是电阻Rl的另一端连接电阻R3和运算放大器Op-Amp的负相输入端，电阻R3的另一端连接运算放大器Op-Amp的输出端，电阻R2的另一端连接电阻R4和运算放大器Op-Amp的正相输入端，电阻R4的另一端接地。
专利摘要一种任意节串联电池组中各单体电池电压简易测量电路。该电路将串联电池组内各单体电池分别通过一个开关网络连接到一个由运算放大器组成的减法器电路上。通过减法器电路对各单体电池两端电压做减法运算得到各单体电池电压值。
文档编号G01R31/36GK202794291SQ201220273479
公开日2013年3月13日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者赵恩海 申请人:赵恩海