串联电池组电压检测电路设计

S-MAX

串联电池组广泛应用于手携式工具、笔记本电脑、通讯电台以及便携式电子设备、航天卫星、电动自行车、电动汽车、储能装置中。为了使电池组的可用容量最大化及提高电池组的可靠性，电池组中的单体电池性能应该一致，从而需对单体电池进行监控，即需要对单体电池的电压进行测量。
　　串联电池组电压测量的方法有很多，目前应用较多的是差分检测型与电流源检测型两种。差分检测型需要2个电阻对的阻值严格匹配，否则将影响电池组电压的检测精度，该方法使用中为了减少检测线漏电流对电池组一致性的影响，需要增加电阻的阻值，这样将增加了大规模生产的难度并降低了检测精度。而电流检测型的检测电路中仅需要一个电阻对的阻值匹配，提到为了提高检测的精度，需要小阻值的电阻匹配，但增大了检测线漏电流。在实际使用过程中为了减小检测线漏电流对电池组一致性的影响，以及减少电压检测电路的功耗，需要在电压检测线路上增加开关控制器件，往往采用光耦或者光电继电器。电流型电压检测电路具有较好的性能，但当电压低于2V时无法进行检测，本文首先对电压检测电路进行了改进，扩大了电压检测范围。其次以改进的电压检测电路并以光电继电器作为控制开关，对影响电压检测精度的因素进行了分析和实验，最后通过一种电子开关的方式来取代光电继电器，从而提高了电压检测精度。
　　
　　图电压测量电路原理图
　　由于本文实验中采用的采样电路参考电压为2.5V，因此需要把电池电压进行2倍衰减，所以选择了R1=2R2，电路中电容C1为去耦电容，电阻R5为限流电阻，电阻R4用于保证电路可靠工作，为了减少电压检测电路的漏电流，在每节单体电池电压检测线上加入AQW216光电继电器作为检测控制开关，如图所示，当需要检测电池电压时，通过控制端打开光电继电器，检测完关闭光电继电器，可有效减少检测时的漏电流对电池组一致性的影响。