一种用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案的制作方法

[0001]
本发明涉及芯片级联技术领域，具体为一种用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案。


背景技术：

[0002]
随着能源危机的加深和环境保护意识增强，新能源汽车的发展速度日新月异，在过去的十几年间，纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车及其相关的零部件技术得到了很大发展，世界汽车工业正在经历从传统燃油汽车向未来氢燃料电池汽车的过渡和发展。
[0003]
电动汽车锂电池的安全运行，离不开稳定可靠的电池管理系统，现有电池管理系统的设计方案，前端采集芯片大多采用单一的并联或串联的方案进行级联，单一的级联方案，限制了前端采集芯片的级联数量。


技术实现要素：

[0004]
(一)解决的技术问题
[0005]
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案，解决了单一的级联方案限制了前端采集芯片级联数量的问题。
[0006]
(二)技术方案
[0007]
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案，包括多个电池电子部件，每个所述电池电子部件包括4个前端采集芯片、一个控制器、一个系统电源电路、一个隔离can通信电路、上位机。
[0008]
每两个所述前端采集芯片为一组，两个所述前端采集芯片之间采用菊花链的方式进行连接，每组前端采集芯片与控制器之间采用spi通信方式进行通信，用于读取该组前端采集芯片采集到的电池电压和温度数据，前端采集芯片与控制器之间通过隔离变压器芯片进行电气隔离，用于隔离锂电池形成的高压和控制器的工作电压。
[0009]
优选的，所述前端采集芯片用于采集电池电压和电池温度，还用于对电池中电压较高的电池单体进行均衡。
[0010]
优选的，所述每个所述前端采集芯片具有两组串行端口引脚，被指定为低侧和高侧，低侧和高侧的端口用于使多个前端采集芯片以菊花链的方式连接起来。
[0011]
优选的，所述前端采集芯片的低侧和高侧两个串行端口中，增加有一根芯片选择输入或输出线。
[0012]
优选的，所述系统电源电路用于给电池电子部件提供稳定的5v工作电压，所述系统电源电路中设置有dc-dc变换器，用于将外部提供的12v或24v电源转化为稳定的5v电压。
[0013]
优选的，所述隔离can通信电路用于为电池电子部件提供can通信功能，多个所述电池电子部件通过隔离can通信电路连接到上位机的can总线上，所述上位机用于读取每个电池电子部件检测到的信息并进行处理。
[0014]
优选的，所述上位机为电池系统的主机bmu或者上位机软件。
[0015]
优选的，所述电池电子部件用于电压数据采集、电池温度数据采集、电池电压均衡、故障信息报警、can通信、电源电压转换或历史数据存储。
[0016]
(三)有益效果
[0017]
本发明提供了一种用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案。与现有技术相比具备以下有益效果：
[0018]
(1)、该用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案，通过每两个前端采集芯片为一组，两个前端采集芯片之间采用菊花链的方式进行连接，每组前端采集芯片与控制器之间采用spi通信方式进行通信，用于读取该组前端采集芯片采集到的电池电压和温度数据，前端采集芯片与控制器之间通过隔离变压器芯片进行电气隔离，用于隔离锂电池形成的高压和控制器的工作电压，既保证了每个电池电子部件能够采集数量较多电池电压信息，又能保证电池电压数据的传输效率和信息传输的稳定性。
[0019]
(2)、该用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案，通过每个前端采集芯片具有两组串行端口引脚，被指定为低侧和高侧，低侧和高侧的端口能够使多个前端采集芯片以菊花链的方式连接起来，即使这些前端采集芯片工作在不同的电源电压也可以正常工作。
[0020]
(3)、该用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案，通过每个前端采集芯片的低侧和高侧串行端口中，增加了一条芯片选择输入和输出引脚，高侧前端采集芯片通过拉低芯片选择输出线，使能低侧前端采集芯片的芯片选择输入线，来控制低侧的前端采集芯片接受和发送数据，依次保证信息的传输，通过这种低侧和高侧之间的菊花链级联方式，可以使多个前端采集芯片相互串行连接。
[0021]
(4)、该用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案，通过两组前端采集芯片采用两个独立的spi通信接口与控制器进行通信，控制器通过spi接口发出的命令和控制信号，在菊花链上依次传输，来实现控制器对每组前端采集芯片的控制和数据读写，且采用两个独立的spi接口，可以减少每条菊花链的数据量，增加数据传输的稳定性，提高电池管理系统的安全性能采用两个独立的spi接口，可以减少每条菊花链的数据量，增加数据传输的稳定性，提高电池管理系统的安全性能。
附图说明
[0022]
图1为本发明结构的主视图。
[0023]
图中，100电池电子部件、200控制器、300隔离变压器芯片、400前端采集芯片、500隔离can通信电路、600系统电源电路、700上位机。
具体实施方式
[0024]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]
请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案：一种用于电池电子部件的前端采集芯片级联方案，包括多个电池电子部件100，其特征在于：每个电池电子部件100包括4个前
端采集芯片400、一个控制器200、一个系统电源电路600、一个隔离can通信电路500、上位机700，每两个前端采集芯片400为一组，两个前端采集芯片400之间采用菊花链的方式进行连接，控制器200与每组前端采集芯片400之间的菊花链级联关系由近及远，通信数据也是按照前端采集芯片400的级联顺序由近及远，串行传输，每组前端采集芯片400与控制器200之间采用spi通信方式进行通信，用于读取该组前端采集芯片400采集到的电池电压和温度数据，前端采集芯片400与控制器200之间通过隔离变压器芯片300进行电气隔离，用于隔离锂电池形成的高压和控制器200的工作电压。
[0026]
本发明实施例中，前端采集芯片400用于采集电池电压和电池温度，还用于对电池中电压较高的电池单体进行均衡。
[0027]
本发明实施例中，每个前端采集芯片400具有两组串行端口引脚，被指定为低侧和高侧，低侧和高侧的端口用于使多个前端采集芯片400以菊花链的方式连接起来。
[0028]
本发明实施例中，前端采集芯片400的低侧和高侧两个串行端口中，增加有一根芯片选择输入或输出线，选择输入和输出线低电平有效，高侧前端采集芯片400通过拉低芯片选择输出线，使能低侧前端采集芯片400的芯片选择输入线，来控制低侧的前端采集芯片400，依次保证信息的传输。
[0029]
本发明实施例中，系统电源电路600用于给电池电子部件100提供稳定的5v工作电压，系统电源电路600中设置有dc-dc变换器，用于将外部提供的12v或24v电源转化为稳定的5v电压。
[0030]
本发明实施例中，隔离can通信电路500用于为电池电子部件100提供can通信功能，多个电池电子部件100通过隔离can通信电路500连接到上位机700的can总线上，上位机700用于读取每个电池电子部件100检测到的信息并进行处理。
[0031]
本发明实施例中，上位机700为电池系统的主机bmu或者上位机软件。
[0032]
本发明实施例中，电池电子部件100用于电压数据采集、电池温度数据采集、电池电压均衡、故障信息报警、can通信、电源电压转换或历史数据存储。
[0033]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0034]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。