精确检测锂电池组电压装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102590592A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102590592A(43)申请公布日2012.07.18(21)申请号201210056826.0(22)申请日2012.03.05(71)申请人绍兴光大芯业微电子有限公司地址312000浙江省绍兴市天姥路13号(72)发明人田剑彪邓春兴刘俊杰胡俊材(51)Int.Cl.G01R19/00(2006.01)G01R31/36(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称精确检测锂电池组电压装置(57)摘要精确检测锂电池组电压装置，包括串联锂电池组，电压电流转换器从串联锂电池组相邻两节电池间抽取锂电池组各节电池的检测电流，该检测电流再经相对应的分压电阻产生各节电池的检测电压，各节电池共用同一个基准电压，各节电池的检测电压经同一比较器输出。它采用了电流补偿的方法，杜绝了因节间漏电流的存在引起的电池不均衡问题。采用高精度线与比较器，规避了采用多个基准电压引起的检测精度不高的问题。CN10259ACN102590592A权利要求书1/1页1.精确检测锂电池组电压装置，包括串联锂电池组(BAT1、BAT2、BATn-1......BATn)，其特征在于：电压电流转换器从串联锂电池组(BAT1、BAT2、BATn-1......BATn)相邻两节电池间抽取锂电池组各节电池的检测电流，该检测电流再经相对应的分压电阻产生各节电池的检测电压，各节电池共用同一个基准电压，各节电池的检测电压经同一比较器(COMP)输出。2.根据权利要求1所述的精确检测锂电池组电压装置，其特征在于：电流补偿电路产生与各节电池输出电流等值的电流并补偿给各节电池。2CN102590592A说明书1/3页精确检测锂电池组电压装置技术领域：[0001]本发明涉及锂电池技术领域，更具体地说涉及锂电池保护专用集成电路。背景技术：[0002]由于锂电池自身的化学特性，如果对其过充电、过放电将会导致锂电池内部发生化学副反应，该副反应会严重影响电池的性能与使用寿命，甚至将引起爆炸等安全问题，因此所有的锂电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在特定条件下关断充放电回路以防止对电池自身造成损害。由于串联电池组的整体性能取决于电池组中性能最差的单体电池，只有实时检测串联电池组中单体电池的电压状态，才能做到对单体电池进行有效的保护，并延长其使用寿命，因此精确检测各节电池的电压十分重要。检测电路在精确检测各节电池电压的同时，要避免造成因从单体电池抽取电流引起的电池不均衡问题。[0003]目前串联锂电池组电压检测方法主要有两种：电阻采样法、差分放大器检测法。[0004]1、电阻采样法，见图1所示，电阻采样法工作原理是各节电池电压通过各自的分压电阻分压，将实际电池电压衰减到电池保护IC能够接受的电压范围，将得到的采样值与保护IC内部为每节电池产生的基准电压作比较，根据比较的结果来决定充放电回路的打开或关断。BAT1～BATn代表各节电池；各节电池电压为VBAT1～VBATn；R1～Rn为分压电阻；Vref1～Vrefn为电池保护IC为各节电池产生的基准电压；V1～Vn为各节电池的检测电压；IB1～IBn为流过各节电池分压电阻串的电流；COMP1～COMPn为各节电池的比较器；IA1～IAn-1分别为相邻两节电池间的漏电流。[0005]在理想情况下，[0006]其中K为比例系数。[0007][0008]VDD＝VBAT1+VBAT2+LVBATn＝IBn[(R1+R2)+(R3+R4)+L(Rn+Rn-1)]。[0009]假设各节电池间的分压电阻完全匹配相等，那么流过每节电池的分压电阻串的电流相等，也即IB1＝IB2＝LIBn。由以上分析得：LA1＝IA2＝LIAn＝0。[0010]在实际情况下，以BAT1为例，VBAT1＝IB1*R1，IB1＝LA1+IBn。[0011]各节电池间的分压电阻做不到完全匹配相等，阻值可能偏大或偏小，导致流过各节电池分压电阻串的电流就会不相等。在VDD、VBAT1、IBn一定的条件下，IB1会随着R1的变化而变化，最终导致BAT1与BAT2间存在有漏电流IA1，具体值取决于R1与其他电阻的失配程度。其他任何相邻的两节电池间也同样存在漏电流的问题。随着时间的推移，漏电流问题将会引起各节电池间的不均衡，最终影响电池组的寿命。[0012]电阻采样法，需要为每节电池产生各自的基准电压Vref1～Vrefn，在实际中很难保证各节电池的基准电压完全一致，基准电压的不一致最终导致各节电池的保护点电压不同，随着时间的推移，也会造成各节电池间的不均衡，最终影响电池组的寿命。3CN102590592A说明书