本實(shí)用新型涉及電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地講是一種用于電池管理系統(tǒng)的隔離均衡電路。

背景技術(shù)：

鋰電池是一種常用的電池，成組鋰電池串聯(lián)充電時(shí)，應(yīng)保證每節(jié)電池電量均衡，否則使用過(guò)程中會(huì)影響整組電池的性能和壽命。均衡電路分為主動(dòng)均衡電路和被動(dòng)均衡電路，現(xiàn)有的主動(dòng)均衡電路一般采用控制模塊和能量消耗模塊，通過(guò)控制模塊控制能量消耗模塊進(jìn)行工作消耗能量，使成組串聯(lián)的電池的各節(jié)部分電池電壓相同，但能量消耗模塊常常會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)影響控制模塊中的控制器或處理器，導(dǎo)致控制器或處理無(wú)法正常工作。另外，能量消耗模塊在工作時(shí)，即消耗當(dāng)節(jié)電池中的電量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量，當(dāng)過(guò)熱時(shí)，能量消耗模塊會(huì)因過(guò)熱而導(dǎo)致?lián)p壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于電池管理系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、接線方便，具有良好隔離、均衡效果的隔離均衡電路，同時(shí)還能具有溫度檢測(cè)功能，避免均衡電路因過(guò)熱而燒壞。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：包括一個(gè)控制單元，至少一個(gè)、并聯(lián)設(shè)置的能量消耗單元、隔離單元和用于采集能量消耗單元溫度的溫度采集單元。所述隔離單元包括隔離控制單元與能量消耗單元的能耗光電隔離器。所述能耗光電隔離器的陽(yáng)極與控制單元的輸出連接，其陰極接地，其集電極串接一個(gè)上拉電阻與電池正極連接，其發(fā)射極與能量消耗單元連接。所述溫度采集單元輸出端與控制單元連接。

其中控制單元通過(guò)光隔離開(kāi)關(guān)連接能量消耗單元，從電氣上進(jìn)行了隔離，防止高壓系統(tǒng)的干擾影響控制單元的工作，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，溫度采集單元采集能量消耗單元上面電阻的溫度，并將采集到的溫度反饋給控制單元，控制單元及時(shí)停止能量消耗單元工作，以防止功率電阻過(guò)熱損壞。并且，多個(gè)并聯(lián)設(shè)置的能量消耗單元還可以加快能量消耗過(guò)程，提高均衡速度。

進(jìn)一步地，為避免溫度采集單元的反饋信號(hào)影響控制單元正常工作，所述隔離單元還包括隔離控制單元與溫度采集單元的溫度光電隔離器。溫度光電隔離器講隔離后的溫度反饋數(shù)據(jù)傳送控制單元，可保證控制單元工作穩(wěn)定、精確。

進(jìn)一步地，所述溫度采集單元包括溫度采集電阻、溫度比較器。溫度采集電阻設(shè)置在能量消耗單元上，其一端接地，另一端連接至溫度比較器的一輸入端。溫度比較器的另一輸入端輸入?yún)⒖茧妷?，溫度比較器的輸出串接一限流電阻至溫度光電隔離器的陽(yáng)極，溫度光電隔離器的集電極連接至能耗光電隔離器的陽(yáng)極。

上述結(jié)構(gòu)中，溫度采集電阻將溫度信息轉(zhuǎn)為電壓變化輸入到溫度比較器中，溫度比較器通過(guò)將溫度電壓與參考電壓進(jìn)行比較，輸出高電平或低電平，高電平表示溫度仍在正常范圍內(nèi)，溫度光電隔離器的集電極輸出也為高電平，能耗光電隔離器的陽(yáng)極輸入為正，均衡輸出仍然打開(kāi)，能量消耗單元正常工作。若溫度比較器輸出低電平，則表示溫度過(guò)熱，溫度光電隔離器的集電極輸出為低電平并拉低能耗光電隔離器的陽(yáng)極，關(guān)斷均衡輸出，防止能量消耗電阻因?yàn)檫^(guò)熱導(dǎo)致?lián)p壞，實(shí)現(xiàn)溫度保護(hù)的目的。

進(jìn)一步地，所述能量消耗單元包括柵極與能耗光電隔離器的發(fā)射極連接的功率管、與功率管漏極串接的兩個(gè)能耗電阻，能耗電阻另一端連接至電池正極，功率管源極連接至電池負(fù)極且源極與柵極之間連接有一個(gè)下拉電阻。上述結(jié)構(gòu)中，功率管起到開(kāi)關(guān)作用，若能耗光電隔離器的發(fā)射極輸出高電平，功率管導(dǎo)通，能耗電阻回路閉合開(kāi)始工作消耗能量；若能耗光電隔離器的發(fā)射極輸出低電平，功率管截止，能耗電阻回路斷開(kāi)，此時(shí)均衡過(guò)程被停止。

進(jìn)一步地，所述溫度比較器的一輸入端還串接有一上拉電阻與標(biāo)準(zhǔn)電壓連接。

進(jìn)一步地，為便于一對(duì)一控制，提高控制精確性，所述控制單元包括處理器，該處理器具有與串聯(lián)的電池個(gè)數(shù)相同的輸出端。

本實(shí)用新型的有益效果如下：本實(shí)用新型采用光電隔離器從溫度、能耗兩方面的電氣進(jìn)行了隔離，有效降低了高壓系統(tǒng)的干擾影響控制單元的工作，保證電池管理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)使用溫度采集單元采集能量消耗單元上面電阻的溫度，并將采集到的溫度反饋給處理器，實(shí)現(xiàn)均衡電路的溫度保護(hù)，延長(zhǎng)了本實(shí)用新型的質(zhì)量和使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型工作原理示意圖。

圖2為本實(shí)用新型具體路示意圖。

圖3為本實(shí)用新型具體應(yīng)用示意圖。

圖中所示：控制單元1、隔離單元2、能量消耗單元3、溫度采集單元4、電池5、電阻一R1、電阻二R2、電阻三R3、電阻四R4、電阻五R5、電阻六R6、電阻七R7、電阻八R8、電阻九R 9、采集電阻RT、能耗光電隔離器U1、溫度光電隔離器U2、差分放大器V1、功率開(kāi)關(guān)Q1。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，實(shí)施例一中設(shè)有一個(gè)控制單元1、隔離單元2、溫度采集單元4和能量消耗單元3，其中控制單元1為具有若干輸出端的處理器，處理器的每個(gè)輸出端均對(duì)應(yīng)一節(jié)電池5。隔離單元2包括溫度光電隔離器U2和能耗光電隔離器U1。結(jié)合圖2所示，能量消耗單元3包括功率開(kāi)關(guān)Q1、電阻二R2、電阻三R3、電阻四R4和電阻五R5。溫度采集單元4包括溫度采集電阻RT、電阻六R6、電阻七R7和電阻八R8。

處理器輸出端與能耗光電隔離器U1的陽(yáng)極相連接且線路中串接有電阻一R1。溫度光電隔離器U2的集電極也與能耗光電隔離器U1的陽(yáng)極連接。溫度光電隔離器U2的陰極和發(fā)射極、能耗光電隔離器U1的陰極均接地。能耗光電隔離器U1的集電極串聯(lián)連接電阻三R3后連接至電池5正極，其發(fā)射極與功率開(kāi)關(guān)Q1柵極連接，該發(fā)射極還串聯(lián)連接電阻二R2后與功率開(kāi)關(guān)Q1源極連接并一同與電池5負(fù)極連接。功率開(kāi)關(guān)Q1的漏極串聯(lián)連接電阻四R4和電阻五R5后連接至電池5正極。電池5正極、電阻四R4、電阻五R5、功率開(kāi)關(guān)Q1漏極、功率開(kāi)關(guān)Q1源極、電池5負(fù)極組成能量消耗回路。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)Q1導(dǎo)通時(shí)，功率開(kāi)關(guān)Q1漏極與功率開(kāi)關(guān)Q1源極之間導(dǎo)通，能量消耗回路閉合，能量消耗單元3工作并消耗能量。

當(dāng)控制單元1接到某一電池5需要均衡的指令后，設(shè)置相對(duì)應(yīng)該節(jié)的控制信號(hào)為高電平，驅(qū)動(dòng)光開(kāi)關(guān)輸出，打開(kāi)功率開(kāi)關(guān)，電池5正極通過(guò)能量消耗電阻、功率開(kāi)關(guān)、和電池5負(fù)極形成回路，消耗電池5多余的能量，起到均衡的功能。

溫度采集電阻RT設(shè)置在能量消耗單元3的能耗電阻附近，其一段接地，另一端連接至運(yùn)算放大器V1負(fù)輸入端。運(yùn)算放大器V1的負(fù)輸入端還與電阻八R8串聯(lián)連接后與高電平連接。運(yùn)算放大器V1的正輸入端串聯(lián)電阻七R7后與參考電壓值連接。該參考電壓值是根據(jù)需要保護(hù)的溫度最高值結(jié)合電阻七R7以及溫度采集電阻RT的參數(shù)計(jì)算得出。運(yùn)算放大器V1的輸出端串聯(lián)連接電阻六R6后與溫度光電隔離器U2的陽(yáng)極連接。溫度采集電阻RT、運(yùn)算放大器V1、電阻六R6、溫度光電隔離器U2陽(yáng)極、溫度光電隔離器U2漏極、和能耗光電隔離器U1陽(yáng)極形成溫度反饋電路。本實(shí)施例采用負(fù)溫度系數(shù)熱電阻作為溫度采集電阻RT，當(dāng)溫度采集電阻RT隨著溫度升高阻值變小，運(yùn)算放大器V1負(fù)輸入端的電壓也隨之變小，當(dāng)比較器的正端電壓大于負(fù)端電壓時(shí)，比較器輸出高電平驅(qū)動(dòng)隔離光藕動(dòng)作，光耦輸出腳拉低均衡控制腳，關(guān)斷均衡輸出，防止能量消耗電阻因?yàn)檫^(guò)熱導(dǎo)致?lián)p壞。

如圖3所示，實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于：設(shè)有一個(gè)控制單元1和三個(gè)并聯(lián)連接的能量消耗單元3，以及個(gè)數(shù)與能量消耗單元3相對(duì)應(yīng)一對(duì)一設(shè)置的隔離單元2、溫度采集單元4。多個(gè)能量消耗單元3可以提高能量消耗速度，進(jìn)而提高電池5均衡的均衡速度，延長(zhǎng)電池5的質(zhì)量和壽命。另外，溫度光電隔離器U2的還可通過(guò)電阻九R9將溫度判斷結(jié)果發(fā)送至控制單元1，用于記錄能量消耗單元3的具體情況。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)也可將溫度光電隔離器U2與能耗光電隔離器U1之間的連線拆除。