一种基于模拟前端的动力电池高压隔离测量系统的制作方法

本发明涉及动力电池监测技术领域，特别是一种基于模拟前端的动力电池高压隔离测量系统。

背景技术：

目前动力电池是由多节单节电池串并联而成，bms不仅要准确测量单节电池电压，还要对电池串并联后的总电压进行监测。通过高压监测可以实现继电器粘连监测、负载电容预充电压监测、高抗干扰性的高压互锁检测、高压绝缘监测等高压安全管理。

现有技术主要有两种：

1、通过隔离运放将电池端总电压经电阻分压后的信号给到低压侧ad采样。

2、在高压侧总电压经电阻分压后给到专用ad芯片采样，然后通过隔离通讯发送到低压侧mcu。

现有技术采用独立的高压采样电路，增加了系统成本。隔离运放由于是采用的线性光耦做隔离，采集精度和抗干扰能力差，生产上需要做单独电压校准，生产成本高、效率低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于模拟前端的动力电池高压隔离测量系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于模拟前端的动力电池高压隔离测量系统，应用于电池组的电压分时采集，其包括mcu、afe芯片和模拟开关，mcu通过i2c隔离与afe芯片通讯连接，模拟开关的输出端与afe芯片的v1端通讯连接，模拟开关包括总输入端和至少一子输入端，总输入端连接于电池组的正极端，子输入端连接于电池组中单节电池的正极端，电池组的负极端与afe芯片的gnd端相接并接地，以使afe芯片、模拟开关盒电池组构成回路。

上述技术方案中，所述mcu通过控制时序，进行对模拟开关的通道切换，以实现分时采集。

上述技术方案中，所述i2c隔离为光耦式的i2c隔离。

本发明的有益效果是：采用一种新型的低成本方法，通过在动力电池前端采样芯片第一节单体电池电压采样通道增加模拟开关，通过开关来切换动力电池总电压的分压信号和单体动力电池电压信号，通过前端芯片的分时采样，达到单体动力电池电压和动力电池的总电压的隔离采样。由于电池前端芯片的ad采样出厂时已经校准，在保证电压测量精度的同时，避免了采样电路校准工序，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

(本发明为东莞市引进创新科研团队计划资助（项目编号：2014607119）

supportedbydongguaninnovativeresearchteamprogram

(no:2014607119))。

如图1所示，一种基于模拟前端的动力电池高压隔离测量系统，应用于电池组的电压分时采集，其包括mcu、afe芯片和模拟开关，mcu通过i2c隔离与afe芯片通讯连接，模拟开关的输出端与afe芯片的v1端通讯连接，模拟开关包括总输入端和至少一子输入端，总输入端连接于电池组的正极端，子输入端连接于电池组中单节电池的正极端，电池组的负极端与afe芯片的gnd端相接并接地，以使afe芯片、模拟开关盒电池组构成回路。所述mcu通过控制时序，进行对模拟开关的通道切换，以实现分时采集。所述i2c隔离为光耦式的i2c隔离。模拟开关可以使mos管、继电器等一种或几种器件组成的具有可切换功能的多通道开关。本实施例中的电池组为由多个单节电池串联而成。afe芯片为前端模拟芯片。mcu为具有数据处理功能的芯片，例如：单片机等。

本发明的工作原理：mcu通过光耦控制模拟开关地址信号，用于切换模拟开关通道。通过mcu控制时序，切换模拟开关通道，将单节单体电池电压、电池组总电压分压信号分时给到前端芯片采集。然后通过afe前端芯片隔离通讯发送给主控mcu。完成动力电池的高压监测，通过mcu主控算法完成继电器粘连、绝缘监测、高压互锁等高压安全功能。

以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于模拟前端的动力电池高压隔离测量系统，应用于电池组的电压分时采集，其包括MCU、AFE芯片和模拟开关，MCU通过I2C隔离与AFE芯片通讯连接，模拟开关的输出端与AFE芯片的V1端通讯连接，模拟开关包括总输入端和至少一子输入端，总输入端连接于电池组的正极端，子输入端连接于电池组中单节电池的正极端，电池组的负极端与AFE芯片的GND端相接并接地，以使AFE芯片、模拟开关盒电池组构成回路。本发明在保证电压测量精度的同时，避免了采样电路校准工序，降低了生产成本。

技术研发人员：刘厚德;陶显飞;饶华兵
受保护的技术使用者：东莞市德尔能新能源股份有限公司
技术研发日：2018.06.08
技术公布日：2018.12.07