[发明专利]一种适用于多电芯的芯片级联采集装置

说明书

本发明一种适用于多电芯的芯片级联采集装置，包括级联的至少两个采集芯片，级联的第一个采集芯片与MCU连接，其余采集芯片通过隔离芯片与MCU连接，至少在第一个采集芯片的地线处连接与有用于抵消其他采集芯片功耗的功耗补偿电路。与现有技术相比，本发明具有功耗平衡、延长电池组使用寿命等优点。

技术领域

本发明及锂电池技术领域，尤其是涉及一种适用于多电芯的芯片级联采集装置。

背景技术

随着科技发展，锂电逐步替代铅酸应用于电力的储能上。锂电池组一般由多节锂电芯串联或并联组成，需要专用的保护模块对电芯进行管理，简称为BMS。目前市面上BMS对电池组中的电芯电压、电流、温度的采集都使用专用芯片(以下称为采集芯片(AFE))，如：linear的LTC6803、LAPIS的ML5238、TI的BQ76940、中颖的SH367309等。由于AFE的制程原因，此类芯片一般最多只能支持10～16串电芯的管理。在实际应用过程中往往出现有大于16串电池串联使用的需求，那么就需要多个采集芯片进行级联使用，如图1所示。

而在多个采集芯片级联使用时会存在多种问题。以两个芯片级联使用为例，使用过程中两个芯片之间的工况不能完全一样，AFE1为主芯片，采集包括电芯电压、电流、温度等参数，AFE2芯片主要采集电芯电压参数，工况的不一样造成的功耗不一样，不能实现相互抵消，且波动较大，实际测量会达到300～600uA的电流差，长时间使用后会造成两个AFE芯片所对应管理的电芯的电压不一样。如图1中，CELL1～CELL16的电芯电压与CELL17～CELL32的电芯电压相差甚大，严重影响电池的总放电量，造成使用时间缩短的问题，同时会影响到电池组的寿命，增加管理成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于多电芯的芯片级联采集装置，通过降低各采集芯片间的功耗差，保证电池组使用寿命。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种适用于多电芯的芯片级联采集装置，包括级联的至少两个采集芯片，级联的第一个采集芯片与MCU连接，其余采集芯片通过隔离芯片与MCU连接，至少在第一个采集芯片的地线处连接与有用于抵消其他采集芯片功耗的功耗补偿电路。

进一步地，所述功耗补偿电路连接于对应采集芯片的地线与该采集芯片所连接的最后一节电芯之间。

进一步地，所述功耗补偿电路包括半导体器件，该半导体器件分别通过一电阻连接所述最后一节电芯、地以及补偿开关。

进一步地，所述半导体器件包括三极管、MOS管或光耦。

进一步地，所述隔离芯片连接有隔离电源，所述隔离电源与总电源连接。

进一步地，所述隔离芯片和隔离电源一体化封装设置。

进一步地，所述第一个采集芯片具有充放电MOS驱动端，所述MCU采集各所述其余采集芯片的电压信号后融合产生一第一驱动指令，传输至所述第一个采集芯片，所述第一个采集芯片组合所述第一驱动指令与自身电压信号产生第二驱动指令，通过所述充放电MOS驱动端发出。

进一步地，所述MCU连接有MOS驱动芯片，所述MCU采集所有所述采集芯片的电压信号后融合产生一驱动指令，通过所述MOS驱动芯片发出。

进一步地，所述第一个采集芯片的供电端通过降压模块与总电源连接，所述其余采集芯片由其所连接的电芯提供电源。

进一步地，所述降压模块包括LDO或稳压二级管。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明能够有效解决现有多采集芯片级联使用时存在的由于功耗不一致而影响电池组使用寿命的问题，有效减小管理成本。