一种电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，包括动力电池组，该系统还包括单体电池选通电路、分压处理电路、AD转换器和单片机控制器，所述单体电池选通电路与动力电池组中每个单体电池的正负极电连接，所述单体电池选通电路的输出端通过分压处理电路与AD转换器的输入端连接，所述AD转换器的输出端与单片机控制器的输入端连接，所述单片机控制器的输出端与单体电池选通电路的输入端连接。本实用新型系统结构简单、设计合理、实用性强，并且设计成本低、抗干扰能力强、性能稳定可靠、适用范围广泛。
【专利说明】一种电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电动汽车电池管理【技术领域】，具体是一种电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统。
【背景技术】
[0002]单体电池电压采集是电池管理系统一项最基本的功能，也是电池管理系统进行电压管理、SOC分析等的基础，电压采集方式直接影响到电压测试的精确程度。
[0003]目前，电动汽车电池组单体电池电压采集方式多种多样，如使用精密电阻分压、继电器阵列等方式进行电压采集。精密电阻分压由于电阻阻值的温度特性及在单体电池之间形成回路等在实际使用中会导致较大误差；继电器阵列给每节单体电池配备一对继电器并通过多路电路，结构复杂。
[0004]因此，提供一种结构简单、设计合理、应用简便、效果显著的动力电池组单体电池电压采集系统，是该领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，该系统简单合理、性能安全可靠、实用性强。
[0006]本实用新型的技术方案为:
[0007]一种电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，包括动力电池组，该系统还包括单体电池选通电路、分压处理电路、AD转换器和单片机控制器，所述单体电池选通电路与动力电池组中每个单体电池的正负极电连接，所述单体电池选通电路的输出端通过分压处理电路与AD转换器的输入端连接，所述AD转换器的输出端与单片机控制器的输入端连接，所述单片机控制器的输出端与单体电池选通电路的输入端连接。
[0008]所述的电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，该系统还包括数字隔离电路，所述数字隔离电路的输入端通过SPI接口与AD转换器的输出端连接，所述数字隔离电路的输出端通过SPI接口与单片机控制器的输入端连接。
[0009]所述的电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，所述单体电池选通电路由多个选通芯片组成，所述AD转换器包括第一 AD转换器和第二 AD转换器，所述多个选通芯片的输出端分别与第一 AD转换器的输入端和第二 AD转换器的输入端连接。
[0010]所述的电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，所述分压处理电路为电阻分压电路。
[0011]本实用新型通过单片机控制器来控制单体电池选通电路，能够简便地采集到动力电池组中每节单体电池的电压，设置分压处理电路，能够将采集到的单体电池的电压调节到AD转换器的输入电压范围，防止AD转换器由于输入电压过高而损坏，同时还能够确保有效地采集到动力电池组中每节单体电池的电压；系统结构简单、设计合理、实用性强，并且设计成本低、抗干扰能力强、性能稳定可靠、适用范围广泛。[0012]优选地，设置数字隔离电路，能够有效防止干扰，使采集到的单体电池的电压更加准确。
[0013]优选地，多个选通芯片与两个AD转换器连接，可以避免出现由于AD转换器只支持单向而导致部分单体电池的电压采集不到的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型的选通芯片的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，一种电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，包括动力电池组
10、单体电池选通电路20、分压处理电路30、第一 AD转换器401、第二 AD转换器402、数字隔离电路50以及单片机控制器60。单体电池选通电路20与动力电池组10中每个单体电池的正负极通过导线连接；单体电池选通电路20的输出端与分压处理电路30的输入端连接；分压处理电路30的输出端与第一 AD转换器401的输入端和第二 AD转换器402的输入端连接；第一 AD转换器401的输出端和第二 AD转换器402的输出端与数字隔离电路50的输入端通过SPI接口连接；数字隔离电路50的输出端与单片机控制器60的输入端通过SPI接口连接；单片机控制器60的输出端与单体电池选通电路20的输入端连接。分压处理电路30采用电阻分压电路。
[0017]如图2所示，单体电池选通电路20由多个选通芯片组成，选通芯片的个数由单体电池的节数决定，若设单体电池的节数为N，则选通芯片的个数为N/2取整，再加I。
[0018]本实用新型的工作原理:
[0019]下面，以采集第一节单体电池BI和第二节单体电池B2的电压为例来说明本实用
新型的工作原理。
[0020]第一选通芯片201和第二选通芯片201的引脚I和引脚3连接单片机控制器60的I/O接口，引脚2和引脚4接地，第一选通芯片201的引脚5通过分压处理电路30连接第一 AD转换器401的V-，引脚6连接第一节单体电池BI的负极，引脚7通过分压处理电路30连接第一 AD转换器401的V+，同时连接第二 AD转换器402的V-，引脚8连接第一节单体电池BI的正极，也即第二节单体电池B2的负极；第二选通芯片202的引脚5通过分压处理电路30连接第二 AD转换器402的V+，同时连接第一 AD转换器的V-，引脚6连接第二节单体电池B2的正极，也即第三节单体电池B3的负极，引脚7通过分压处理电路30连接第一 AD转换器401的V+，同时连接第二 AD转换器402的V-，引脚8连接第三节单体电池B3的正极，也即第四节单体电池的负极，以此类推。
[0021]当需要采集第一节单体电池BI的电压时，使与第一选通芯片201的引脚I和引脚3连接的单片机控制器60的I/O接口输出高电平，则第一选通芯片201的引脚7与引脚8导通，引脚5与引脚6导通，即第一节单体电池BI的负极电压信号通过第一选通芯片201的引脚5经分压处理电路30进入第一 AD转换器401的V-，同时其正极电压信号通过第一选通芯片201的引脚7经分压处理电路30进入第一 AD转换器401的V+，从而第一节单体电池BI的电压信号就进入了第一 AD转换器401，第一 AD转换器401将采集到的第一节单体电池BI的电压信号由模拟量转换为数字量，并通过SPI接口发送到数字隔离电路50进行隔离，隔离之后发送给单片机控制器60，单片机控制器60根据接收的值，通过分压处理电路30的对应比例系数计算即可知道第一节单体电池BI的电压值。
[0022]当需要采集第二节单体电池B2的电压时，使与第一选通芯片201的引脚I连接的单片机控制器60的I/O接口输出高电平，同时使与第二选通芯片202的引脚3连接的单片机控制器60的I/O接口输出高电平，则第一选通芯片201的引脚7与引脚8导通，第二选通芯片202的引脚5与引脚6导通，即第二节单体电池B2的负极电压信号通过第一选通芯片201的引脚7经分压处理电路30进入第二 AD转换器402的V-，同时其正极电压信号通过第二选通芯片202的引脚5经分压处理电路30进入第二 AD转换器402的V+，从而第二节单体电池B2的电压信号就进入了第二 AD转换器402，第二 AD转换器402将采集到的第二节单体电池B2的电压信号由模拟量转换为数字量，并通过SPI接口发送到数字隔离电路50进行隔离，隔离之后发送给单片机控制器60，单片机控制器60根据接收的值，通过分压处理电路30的对应比例系数计算即可知道第二节单体电池BI的电压值。
[0023]同理，当需要采集编号为奇数的单体电池的电压时，按照采集第一节单体电池BI的电压进行，当需要采集编号为偶数的单体电池的电压时，按照采集第二节单体电池B2的电压进行，以此类推，就能分别采集到动力电池组10中所有单体电池的电压值。
[0024]以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，包括动力电池组，其特征在于:该系统还包括单体电池选通电路、分压处理电路、AD转换器和单片机控制器，所述单体电池选通电路与动力电池组中每个单体电池的正负极电连接，所述单体电池选通电路的输出端通过分压处理电路与AD转换器的输入端连接，所述AD转换器的输出端与单片机控制器的输入端连接，所述单片机控制器的输出端与单体电池选通电路的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，其特征在于:该系统还包括数字隔离电路，所述数字隔离电路的输入端通过SPI接口与AD转换器的输出端连接，所述数字隔离电路的输出端通过SPI接口与单片机控制器的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，其特征在于:所述单体电池选通电路由多个选通芯片组成，所述AD转换器包括第一 AD转换器和第二 AD转换器，所述多个选通芯片的输出端分别与第一 AD转换器的输入端和第二 AD转换器的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池组单体电池电压采集系统，其特征在于:所述分压处理电路为电阻分压电路。
【文档编号】G01R19/25GK203606426SQ201320731823
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】王军, 陈顺东, 丁传记, 吴成加, 李韧, 付冠东, 刘超, 朱鹤 申请人:安徽安凯汽车股份有限公司