鋰電池組多路串聯電壓精度檢測的研究

　串聯電池組廣泛使用于手攜式工具、筆記本電腦、通訊電臺以及便攜式電子設備、航天衛星、電動自行車、電動汽車、儲能設備中。為了使電池組的可用容量最大化及進步電池組的可靠性，電池組中的單體電池功能應該一致，然后需對單體電池進行監控，即需求對單體電池的電壓進行丈量。

　串聯電池組電壓丈量的方法有許多，目前使用較多的是差分檢測型[1]與電流源檢測型[2]兩種。差分檢測型需求2個電阻對的阻值嚴厲匹配，否則將影響電池組電壓的檢測精度，該方法使用中為了削減檢測線漏電流對電池組一致性的影響[3]，需求添加電阻的阻值，這樣將添加了大規模出產的難度并降低了檢測精度。而電流檢測型的檢測電路中僅需求一個電阻對的阻值匹配，文獻[2]中提到為了進步檢測的精度，需求小阻值的電阻匹配，但增大了檢測線漏電流。在實踐使用過程中為了減小檢測線漏電流對電池組一致性的影響，以及削減電壓檢測電路的功耗，需求在電壓檢測線路上添加開關操控器材，往往選用光耦或許光電繼電器[4]。

　本文選用了三極管Q1來替代文獻[2]中的MOSFET，首要是因為MOSFET的開啟電壓一般都在2.5V以上，因而當單體電池電壓低于2.5V時，文獻[2]中的電路將無法檢測，而電池的電壓檢測規模要求檢測到1V以下，而改善后的電路能滿意這種需求，如圖1所示。

　圖中CELLn為第n節單體電池的電壓，該電路能夠對多串電池組的電壓進行丈量，而且不受串聯節數的限制，而對串聯電池組中的第一節單體電壓不用選用該電路丈量，可直接丈量或許經過電阻分壓得到。該電路的作業原理如下：在電路正常作業時，運放處于擴大狀況，運放的1、3腳為虛短虛斷狀況，即3腳的電壓等于CELLn+1端的電壓，而因為運放的輸入阻抗非常大，因而電阻R3上的電流可疏忽，在電阻R1上就是一節單體電池的電壓，流過電阻R1的電流巨細為：

　一起，三極管Q1的發射極到基極的電流相對于發射極到集電極的電流能夠疏忽，于是第n+2 節單體電池的電壓為：

　因為本文試驗中選用的采樣電路參閱電壓為2.5V，因而需求把電池電壓進行2倍衰減，所以選擇了R1=2R2，電路中電容C1為去耦電容，電阻R5為限流電阻，電阻R4用于保證電路可靠作業，為了削減電壓檢測電路的漏電流，在每節單體電池電壓檢測線上參加AQW216光電繼電器作為檢測操控開關，如圖2所示，當需求檢測電池電壓時，經過操控端翻開光電繼電器，檢測完封閉光電繼電器，可有用削減檢測時的漏電流對電池組一致性的影響。

3 試驗

表1 電壓丈量差錯表

　依據剖析可知，電壓檢測的差錯首要分為以下幾個部分：（1）光電繼電器AQW216上的壓降；（2）電壓檢測電路的差錯；（3）采樣體系的差錯，首要包括基準源的電壓差錯以及采樣差錯。

圖3 不同溫度下光耦壓降圖

圖4 電壓檢測電路擴大倍數不同溫度對照圖

4 試驗成果和剖析

　經過上述的試驗成果可知，在常溫作業中影響電池組電壓檢測精度的首要要素是光電繼電器，而在不同溫度下影響檢測精度的首要要素是光電繼電器和采樣體系的差錯。能夠看出光電繼電器是影響電壓檢測精度的首要要素，而在實踐使用中這部分往往被忽視，而僅僅關注于電壓檢測電路的差錯，然后造成了丈量精度的較大差錯。

圖6 電子開關原理圖

5 定論

<p font-size:18px;"="">　本文經過對文獻[2]的電壓檢測電路中的電流源型電路進行了有用改善，并經過試驗來剖析導致電壓檢測差錯的要素，成果顯示光電繼電器是一個首要的影響要素。因而經過一種簡略有用的電子開關來替代光電繼電器，并經過溫度分段校對來削減電壓檢測電路和采樣體系的差錯，然后大幅進步了電壓檢測的精度。本文的提出的檢測電路簡略，成本低，丈量精度高，具有很好的有用價值。

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