一种用于电池串联充放电设备的通道切换控制方法与流程

1.本发明涉及动力电池充放电测试设备技术领域，特别地是一种用于电池串联充放电设备的通道切换控制方法。


背景技术：

2.动力电池化成设备通常采用一个恒流源对一组串联方式连接的电池同时进行充放电，每个通道都有一组场效应管组成的开关电路切换将电池切入串联回路或旁路，设备采集每个电池的电压，当检测到电池电压达到设定限制电压后控制切换io动作，控制开关电路动作，将电池旁路(切出串联回路)，停止充放。一个电池需要两个独立的开关控制，每个开关都要有一个独立的io信号。如果采用并行的io信号线控制，串联电池数量越多，设备控制的io也越多，越容易出现线路故障。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于电池串联充放电设备的通道切换控制方法，主控板的控制方式从并行io线控制模式改成通讯模式，只用两根通讯线,就可以控制全部电池通道切换io的动作，减少控制信号线，提高设备可靠性。适合制作成模块化电路，并根据设备串联通道数的变化增减模块的数量。
4.本发明通过以下技术方案实现的：
5.一种用于电池串联充放电设备的通道切换控制方法，包括：为电池组中每个串联的电池配置一个独立的通道切换开关电路控制电池切入或切出串联回路；以及为每个电池通道配置一个独立的io控制电路；所述io控制电路与所述通道切换开关电路电连接；所述io控制电路用于接收主控板的指令，保存io动作状态，输出io信号控制通道切换开关电路的动作。
6.进一步地，所述通道切换开关电路包括场效应管q1-1，场效应管q1-2，场效应管q1-3和场效应管q1-4；当场效应管q1-1、场效应管q1-2导通；场效应管q1-3、场效应管q1-4关闭时，电池切入串联回路，电池参与充放电；当场效应管q1-1、场效应管q1-2关闭；场效应管q1-3、场效应管q1-4导通时，电池切出串联回路，电池停止充放电。
7.进一步地，每个io控制电路均设有独立的隔离通讯电路；所述隔离通讯电路通过通讯线与所述主控板电连接。
8.进一步地，每个io控制电路均设有独立的单片机mcu；所述单片机mcu通过隔离通讯电路接收到所述主控板的指令，保存io动作状态，输出io控制信号。
9.进一步地，每个io控制电路均设有独立的io驱动电路；所述单片机mcu输出的io控制信号经过所述io驱动电路驱动后，输出控制通道切换开关电路，控制通道切换。
10.进一步地，每个io控制电路均设有独立的隔离电源；所述隔离电源用于为所述io控制电路供电。
11.进一步地，所述主控板通过读取从通道单片机mcu读取每个通道的切换io动作状
态，核对io状态是否写入正确。
12.进一步地，为电池组中每个串联的电池配置电压采样电路；所述电压采样电路用于采集电池电压，并将模拟量转换为数字量后，将电压采样值传送给主控板。
13.本发明的有益效果：
14.本发明通过设置独立的通道切换开关电路控制电池切入或切出串联回路；以及为每个电池通道配置一个独立的io控制电路；所述io控制电路与所述通道切换开关电路电连接；所述io控制电路用于接收主控板的指令，保存io动作状态，输出io信号控制通道切换开关电路的动作；主控板的控制方式从并行io线控制模式改成通讯模式，只用两根通讯线，就可以控制全部电池通道切换io的动作，减少控制信号线，提高设备可靠性。io控制电路适合制作成模块化电路，并根据设备串联通道数的变化增减模块的数量。
附图说明
15.图1为本发明实施例的电路结构示意图。
16.附图中：1-电池；2-通道切换开关电路；3-io控制电路；4-通讯线；5-直流母线；6-开关电源；7-主控板；8-信号线；9-恒流源；10-电流线；11-电压采集电路；3-1-io驱动电路；3-2-单片机mcu；3-3-隔离电源；3-4-隔离通讯电路。
具体实施方式
17.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
18.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、上端、下端、顶部、底部
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
19.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
20.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
21.如图1所示，一种用于电池串联充放电设备的通道切换控制方法，包括：为电池组中每个串联的电池1配置一个独立的通道切换开关电路2控制电池切入或切出串联回路；以及为每个电池1通道配置一个独立的io控制电路3；所述io控制电路3与所述通道切换开关电路2电连接；所述io控制电路3用于接收主控板7的指令，保存io动作状态，输出io信号控
制通道切换开关电路2的动作。
22.具体的，本实施例方案中，所述通道切换开关电路2包括场效应管q1-1，场效应管q1-2，场效应管q1-3和场效应管q1-4；当场效应管q1-1、场效应管q1-2导通；场效应管q1-3、场效应管q1-4关闭时，电池1切入串联回路，电池1参与充放电；当场效应管q1-1、场效应管q1-2关闭；场效应管q1-3、场效应管q1-4导通时，电池1切出串联回路，电池1停止充放电。
23.具体的，本实施例方案中，每个io控制电路3均设有独立的隔离通讯电路3-4；所述隔离通讯电路3-4通过通讯线4与所述主控板7电连接。
24.具体的，本实施例方案中，每个io控制电路3均设有独立的单片机mcu 3-2；所述单片机mcu 3-2通过隔离通讯电路3-4接收到所述主控板7的指令，保存io动作状态，输出io控制信号。
25.具体的，本实施例方案中，每个io控制电路3均设有独立的io驱动电路3-1；所述单片机mcu3-2输出的io控制信号经过所述io驱动电路3-1驱动后，输出控制通道切换开关电路2，控制通道切换。
26.具体的，本实施例方案中，每个io控制电路3均设有独立的隔离电源3-3；所述隔离电源3-3用于为所述io控制电路3供电。
27.具体的，本实施例方案中，所述主控板7通过读取从通道单片机mcu 3-2读取每个通道的切换io动作状态，核对io状态是否写入正确。
28.具体的，本实施例方案中，为电池组中每个串联的电池配置电压采样电路11；所述电压采样电路11用于采集电池电压，并将模拟量转换为数字量后，将电压采样值传送给主控板7。
29.实施例1
30.恒流源9对一组电池1充放电；每个电池通道都两对场效应管构成的开关电路控制电池切入或切出串联回路，以第1通道为例，场效应管q1-1,q1-2,q1-3,q1-4四个功率管用于控制第1个通道的切换，当q1-1、q1-2导通和q1-3、q1-4关闭时，电池1切入串联回路，电池1参与充放电；当q1-1、q1-2关闭和q1-3、q1-4导通时，电池1切出串联回路，电池1停止充放电。恒流源9通过电流线10进行输出。开关电源6通过直流母线5与隔离电源3-3电连接。主控板7通过信号线8控制恒流源9。
31.本发明是为每个通道配置一个独立的io控制电路3，该io控制电路3由隔离电源3-3、单片机mcu 3-2、io驱动3-1、和隔离通讯电路3-4组成。隔离电源3-3为io控制电路3供电，单片机mcu 3-2通过隔离串口通讯电路3-4，接收到主控板7的指令，保存io动作状态，输出io，io信号再经过io驱动电路3-1驱动后，输出控制通道切换开关电路2，控制通道切换。主控板7通过通讯线4连接一组电池的io控制电路3，控制电池组每个通道切换开关的动作。
32.本发明具有如下的优点：主控板的io控制方式采用通讯模式，只用两根通讯线4，就可以控制一组电池全部通道切换io的动作，减少控制信号线，提高设备可靠性；io控制电路3适合制作成模块化电路，并根据设备串联通道数的变化增减模块的数量。
33.以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。