本發(fā)明涉及電池管理，尤其涉及一種電壓采集電路及電源設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、目前市場(chǎng)上的電池保護(hù)板廣泛應(yīng)用于各類儲(chǔ)能設(shè)備和電動(dòng)交通工具中，例如低速電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車以及電動(dòng)特種車輛等，這些設(shè)備中的電池組均配備有電池保護(hù)板以確保安全運(yùn)行。電池保護(hù)板的核心功能在于監(jiān)測(cè)電池的健康狀態(tài)并控制電池的充放電過程，以防止過充、過放、短路等情況發(fā)生，從而保護(hù)電池免受損害?，F(xiàn)有技術(shù)中，電池保護(hù)板的電池電壓采集電路結(jié)構(gòu)通常包括模擬前端芯片以及單片機(jī)。模擬前端芯片負(fù)責(zé)電壓和溫度的采集，而單片機(jī)則負(fù)責(zé)根據(jù)電池狀態(tài)對(duì)電池的充放電進(jìn)行控制?，F(xiàn)有市場(chǎng)中存在兩種電路結(jié)構(gòu)：在第一種電路結(jié)構(gòu)中，通過模擬前端芯片從電池中取電，并為模擬前端芯片與單片機(jī)進(jìn)行供電，由于模擬前端芯片的供電能力不足，它只能支持低功耗的單片機(jī)系統(tǒng)，對(duì)于高功耗應(yīng)用場(chǎng)景，這種結(jié)構(gòu)無法滿足需求。且當(dāng)電池電量耗盡，電池組的總電壓低于模擬前端芯片u1的最低工作電壓時(shí)，模擬前端與單片機(jī)將無法正常工作。因此，即使充電器接入，也無法啟動(dòng)充電過程，同樣，電池也無法進(jìn)行放電操作；第二種電路結(jié)構(gòu)在前者的基礎(chǔ)上引入了額外的單片機(jī)電源，增強(qiáng)了供電能力，使其能夠適應(yīng)更廣泛的功耗范圍，但模擬前端芯片仍需要從電池組中取電，仍然未能解決電池完全沒電時(shí)，無法完成電壓采集以使電池?zé)o法充放電的問題。

2、當(dāng)電池充分放電時(shí)，尤其是可以放電至0v的鈉電池，電源設(shè)備中的電池電壓采集電路會(huì)失去供電，導(dǎo)致整個(gè)電池產(chǎn)品無法進(jìn)行充放電，這給用戶帶來不便，特別是在需要售后服務(wù)的情況下，區(qū)分故障是電池電量耗盡還是芯片故障變得困難，往往需要進(jìn)行拆機(jī)檢查，增加了維修成本。

3、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的電池電壓采集電路存在當(dāng)電池電壓過低時(shí)，電池?zé)o法正常充放電且維修成本增加的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種電池電壓采集電路及電源設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的電池電壓采集電路在電池電壓過低時(shí)，電池?zé)o法正常充放電且維修成本增加的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電池電壓采集電路，應(yīng)用于電池組，所述電池組包括2n個(gè)串聯(lián)設(shè)置的電池單體，并分為n組奇數(shù)相鄰的電池單體組和n-1組偶數(shù)相鄰的電池單體組，所述電壓采集電路包括：

3、供電電源；

4、采集線開關(guān)陣列，包括n個(gè)奇數(shù)采集線輸入端、n-1個(gè)第一偶數(shù)采集線輸入端、兩個(gè)第二偶數(shù)采集線輸入端、一奇數(shù)采集線輸出端和一偶數(shù)采集線輸出端，每一所述奇數(shù)采集線輸入端與一奇數(shù)相鄰的電池單體組的公共端連接，每一所述第一偶數(shù)采集線輸入端與一偶數(shù)相鄰的電池單體組的公共端連接，兩個(gè)所述第二偶數(shù)采集線輸入端分別與所述電池組的正極和負(fù)極對(duì)應(yīng)連接；

5、電壓采集控制模塊，所述電壓采集控制模塊的電源端與所述供電電源連接，所述電壓采集控制模塊的控制端與采集線開關(guān)陣列的受控端連接，所述電壓采集控制模塊的兩個(gè)電壓輸入端分別與所述奇數(shù)采集線輸出端和所述偶數(shù)采集線輸出端電連接；其中，

6、所述電壓采集控制模塊在對(duì)第x個(gè)奇數(shù)電池單體電壓進(jìn)行采集時(shí)，控制所述采集線開關(guān)陣列連通第x奇數(shù)采集線輸入端和奇數(shù)采集線輸出端，以及控制所述采集線開關(guān)陣列連通第x偶數(shù)采集線輸入端和偶數(shù)采集線輸出端；

7、所述電壓采集控制模塊在對(duì)第y個(gè)偶數(shù)電池單體電壓進(jìn)行采集時(shí)，控制所述采集線開關(guān)陣列連通第y奇數(shù)采集線輸入端和奇數(shù)采集線輸出端，以及控制所述采集線開關(guān)陣列連通第y+1偶數(shù)采集線輸入端和偶數(shù)采集線輸出端。

8、在一實(shí)施例中，所述采集線開關(guān)陣列包括：

9、奇數(shù)采集線開關(guān)陣列，包括n個(gè)奇數(shù)采集線輸入端、奇數(shù)采集線輸出端和受控端，每一所述奇數(shù)采集線輸入端與一奇數(shù)相鄰的電池單體組的公共端連接，所述奇數(shù)采集線開關(guān)陣列的受控端與所述電壓采集控制模塊的第一控制端連接，所述奇數(shù)采集線輸出端分別與所述電壓采集控制模塊的兩個(gè)電壓輸入端連接；所述奇數(shù)采集線開關(guān)陣列基于所述電壓采集控制模塊的控制，連通對(duì)應(yīng)的奇數(shù)采集線輸入端與奇數(shù)采集線輸出端；

10、偶數(shù)采集線開關(guān)陣列，包括n-1個(gè)第一偶數(shù)采集線輸入端、兩個(gè)第二偶數(shù)采集線輸入端、偶數(shù)采集線輸出端和受控端，每一所述偶數(shù)采集線輸入端與一偶數(shù)相鄰的電池單體組的公共端連接，兩個(gè)所述第二偶數(shù)采集線輸入端分別與所述電池組的正極和負(fù)極對(duì)應(yīng)連接，所述偶數(shù)采集線開關(guān)陣列的受控端與所述電壓采集控制模塊的第二控制端連接，所述偶數(shù)采集線輸出端分別與所述電壓采集控制模塊的兩個(gè)電壓輸入端連接；所述偶數(shù)采集線開關(guān)陣列基于所述電壓采集控制模塊的控制，連通對(duì)應(yīng)的偶數(shù)采集線輸入端與偶數(shù)采集線輸出端。

11、在一實(shí)施例中，電壓采集控制模塊包括：

12、正極性通道選擇開關(guān)，包括奇數(shù)正極性輸入端、偶數(shù)正極性輸入端、電池正極接入端和選擇端，所述奇數(shù)正極性輸入端與所述奇數(shù)采集線開關(guān)陣列的奇數(shù)采集線輸出端連接，所述偶數(shù)正極性輸入端與所述偶數(shù)采集線開關(guān)陣列的偶數(shù)采集線輸出端連接；

13、負(fù)極性通道選擇開關(guān)，包括奇數(shù)負(fù)極性輸入端、偶數(shù)負(fù)極性輸入端、電池負(fù)極接入端和選擇端，所述奇數(shù)負(fù)極性輸入端與所述奇數(shù)采集線開關(guān)陣列的奇數(shù)采集線輸出端連接，所述偶數(shù)負(fù)極性輸入端與所述偶數(shù)采集線開關(guān)陣列的偶數(shù)采集線輸出端連接；

14、兩個(gè)多選一復(fù)用器，包括電源端、輸入端和輸出端，所述兩個(gè)多選一復(fù)用器的輸出端分別為所述電壓采集控制模塊的第一控制端和第二控制端，所述兩個(gè)多選一復(fù)用器的電源端分別與所述供電電源連接；

15、主控制器，包括第一地址端、第二地址端、第一選擇控制端、第二選擇控制端、電池正極檢測(cè)端、電池負(fù)極檢測(cè)端和電源端，所述第一地址端和所述地址端分別與所述兩個(gè)多選一復(fù)用器的輸入端連接，所述第一選擇控制端與所述正極性通道選擇開關(guān)的選擇端連接，所述第二選擇控制端與所述負(fù)極性通道選擇開關(guān)的選擇端連接，所述電池正極檢測(cè)端與所述電池正極接入端連接，所述電池負(fù)極檢測(cè)端與所述電池負(fù)極接入端連接，所述主控制器的電源端與所述供電電源連接。

16、在一實(shí)施例中，在對(duì)第x個(gè)奇數(shù)電池單體電壓進(jìn)行采集時(shí)，所述主控制器具體用于：

17、控制所述奇數(shù)采集線開關(guān)陣列連通第x奇數(shù)采集線輸入端和奇數(shù)采集線輸出端、所述偶數(shù)采集線開關(guān)陣列連通第x偶數(shù)采集線輸入端和偶數(shù)采集線輸出端；

18、控制所述正極性通道選擇開關(guān)連通所述奇數(shù)正極性輸入端與所述電池正極接入端、所述負(fù)極性通道選擇開關(guān)連通所述偶數(shù)負(fù)極性輸入端與所述電池負(fù)極接入端，以使所述奇數(shù)電池單體的正極與所述主控制器的電池正極檢測(cè)端連通，所述奇數(shù)電池單體的負(fù)極與所述主控制器的電池負(fù)極檢測(cè)端連通。

19、在一實(shí)施例中，在對(duì)第y個(gè)偶數(shù)電池單體電壓進(jìn)行采集時(shí)，所述主控制器具體用于：

20、控制所述偶數(shù)采集線開關(guān)陣列連通第y奇數(shù)采集線輸入端和奇數(shù)采集線輸出端、所述偶數(shù)采集線開關(guān)陣列連通第y+1偶數(shù)采集線輸入端和偶數(shù)采集線輸出端；

21、控制所述正極性通道選擇開關(guān)連通所述偶數(shù)正極性輸入端與所述電池正極接入端、所述負(fù)極性通道選擇開關(guān)連通所述奇數(shù)負(fù)極性輸入端與所述電池負(fù)極接入端，以使所述偶數(shù)電池單體的正極與所述主控制器的電池正極檢測(cè)端連通，所述偶數(shù)電池單體的負(fù)極與所述主控制器的電池負(fù)極檢測(cè)端連通。

22、在一實(shí)施例中，所述電壓采集控制模塊還包括：

23、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括正極性模擬電壓輸入端、負(fù)極性模擬電壓輸入端、正極性數(shù)字電壓輸出端、負(fù)極性數(shù)字電壓輸出端和電源端，所述正極性模擬電壓輸入端與所述正極性通道選擇開關(guān)的電池正極接入端連接，所述負(fù)極性模擬電壓輸入端與所述負(fù)極性通道選擇開關(guān)的電池負(fù)極接入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的電源端與所述供電電源連接；

24、隔離通信電路，包括兩個(gè)輸入端、兩個(gè)輸出端和電源端，所述隔離通信電路的兩個(gè)輸入端分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的正極性數(shù)字電壓輸出端和負(fù)極性數(shù)字電壓輸出端連接，所述隔離通信電路的兩個(gè)輸出端分別與所述主控制器的電池正極檢測(cè)端和電池負(fù)極檢測(cè)端連接，所述隔離通信電路的電源端與所述供電電源連接；其中，

25、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于采集電池單體的模擬電壓信號(hào)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，將所述數(shù)字電壓信號(hào)通過所述隔離通信電路傳送給所述主控制器，所述隔離通信電路用于使所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與所述主控制器之間的通信為隔離通信。

26、在一實(shí)施例中，所述電壓采集電路還包括隔離電源，所述隔離電源包括電源端、第一隔離供電端和第二隔離供電端，所述隔離電源的電源端與所述供電電源連接，所述第一隔離供電端與所述隔離通信電路的電源端連接，所述第二隔離供電端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的電源端連接，所述隔離電源用于為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和所述隔離通信電路提供隔離供電。

27、在一實(shí)施例中，所述電壓采集電路還包括光耦反饋電路，所述光耦反饋電路包括奇數(shù)采集線檢測(cè)端、偶數(shù)采集線檢測(cè)端和反饋輸出端，所述奇數(shù)采集線檢測(cè)端與所述奇數(shù)采集線開關(guān)陣列的奇數(shù)采集線輸出端連接，所述偶數(shù)采集線檢測(cè)端與所述偶數(shù)采集線開關(guān)陣列的偶數(shù)采集線輸出端連接，所述反饋輸出端與所述主控制器連接，用于根據(jù)主控制器的控制，檢測(cè)所述奇數(shù)采集線開關(guān)陣列與所述偶數(shù)采集線開關(guān)陣列是否連通有電池單體。

28、在一實(shí)施例中，所述主控制器還用于根據(jù)采集的第x個(gè)奇數(shù)電池單體電壓和第y個(gè)偶數(shù)電池單體電壓，確定電池單體的電池電壓一致性。

29、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電源設(shè)備，所述電源設(shè)備包括如上所述的電壓采集電路。

30、本發(fā)明提供了一種電壓采集電路，本發(fā)明首先通過設(shè)置供電電源為所述電壓采集控制模塊供電，則電壓采集控制模塊無需通過電池組供電，使電壓采集控制模塊能夠在電池組完全放電至0v時(shí)，也能通過控制采集線開關(guān)陣列完成對(duì)電池組內(nèi)電池單體的電壓采集，以使電池能夠正常充放電，并且在進(jìn)行售后時(shí)能夠通過電池電壓采集區(qū)分故障類型，節(jié)省了不必要的拆機(jī)檢查，節(jié)省了維修成本。