串联电池组电压
检测电路的精度

研究

1 引言
　　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

[1]与电流源检

测型

[2]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

[3]，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，文献

[2]中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

[4]。

　　文献

[2]的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，本文首先对文献

[2]的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。

2 影响电压测量精度的因素分析
　　文献

[2]中的电流型电压检测电路测量精度高，但也存在着一定的缺陷，首先为了

测量精度高，必须尽可能的减小电阻对的阻值，这必然增加了检测电路的漏电流；其次为
了满足电路中的

MOSFET 管能正常作用，电路中运放的反向输入端与系统地之间的电压一

般要大于

3V 以上，由于单体电池电压一般在 2.0V～4.2V 之间，因此为了满足要求必须用

于两节单体电池以上，对于电池组中靠近系统地的两节单体电池无法用此方法进行测量。

　　本文采用了三极管

Q1 来取代文献[2]中的 MOSFET，主要是因为 MOSFET 的开启

电压一般都在

2.5V 以上，因此当单体电池电压低于 2.5V 时，文献[2]中的电路将无法检测，

而电池的电压检测范围要求检测到

1V 以下，而改进后的电路能满足这种需求，如图 1 所示。