一种电池高压采集电路及电池包的制作方法

本实用新型涉及电子电器领域，尤其涉及一种电池高压采集电路及电池包。

背景技术：

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车中的电动汽车以其节能和清洁的优点，成为了目前汽车工业着重研究的一个方向。

在电动汽车中，其动力装置电池包是重要的组成部件之一。电池包是新能源汽车核心能量源,为整车提供驱动电能。在电池包中设有高压继电器，能够控制电池包的充放电。

高压继电器常见故障有粘连故障等，当发生粘连故障时，会影响到高压继电器的正常使用，继而影响到电池包的工作，因此，需要对高压继电器的状态进行检测。其中为了能够检测高压继电器的状态和故障，电池包通过电池高压信息采集电路来采集相应信息进行高压继电器状态的检测和故障诊断。

现有技术中，电池高压信息采集电路进行电压采集的方式是先采集整个高压继电器前后端的电压，根据采集到的电压，再去进一步地识别出整个高压继电器构成的分配电源网络状况。由于在进行电压采集时，都是以PACK-作为参考点进行采集的，因此对于整个继电器的故障粘连状态检测的功能实现是不理想的。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是高压继电器的状态检测和诊断的问题。为了解决上述问题，本实用新型提出了一种电池高压采集电路及电池包。本实用新型具体是以如下技术方案实现的：

本实用新型的第一个方面提出了一种电池高压采集电路，所述电路包括：主处理器、多个光耦隔离器、分压电路、模拟信号光耦隔离器和反馈电路；

所述主处理器连接多个光耦隔离器，所述光耦隔离器连接采样点，所述光耦隔离器和采样点一一对应；

所述光耦隔离器还连接分压电路，所述分压电路连接模拟信号光耦隔离器，所述模拟信号光耦隔离器连接反馈电路，所述反馈电路连接主处理器。

进一步地，所述主处理器具有控制端口，所述控制端口连接光耦隔离器，所述控制端口和光耦隔离器一一对应。所述控制端口用于输出高电平使得光耦隔离器导通。

进一步地，所述采样点包括第一数量的正极采样点和第二数量的负极采样点，所述控制端口、光耦隔离器和正极采样点组成正极采样电路，所述正极采样电路的数目为第一数量。

所述控制端口、光耦隔离器和负极采样点组成负极采样电路，所述负极采样电路的数目为第二数量。

由于在电池包进行电源电压分配的电路中，充电回路和放电回路相对独立，通过不同的开关来分别控制充电回路的通断和放电回路的通断，因此具有第一数量的正极采样点和第二数量的负极采样点，所述负极采样点能够作为电压的参考点，不同的正极采样点和负极采样点能够组合成不同的采样组合，进行灵活的电压采样选择。

进一步地，所述分压电路与正极采样电路及负极采样电路均连接。由于正极采样电路之间为并联关系，负极采样电路之间也为并联关系，因此分压电路与所有的正极采样电路连接，分压电路也与所有的负极采样电路连接。

所述分压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联，所述第三分压电阻与第一电阻及第二电阻均并联。

进一步地，所述第一分压电阻连接正极采样电路，所述第一分压电阻的另一端连接第二分压电阻。

所述第二分压电阻的另一端连接第三分压电阻，所述第三分压电阻的另一端连接负极采样电路。

进一步地，所述第三分压电阻与模拟信号光耦隔离器并联。

进一步地，所述反馈电路为运算放大器。

进一步地，所述运算放大器的输入端连接模拟信号光耦隔离器，所述运算放大器的输出端连接主处理器。

进一步地，所述主处理器具有采样端口，所述采样端口和运算放大器的输出端相连接。

具体地，选择想要采集的一组正极采样电路和负极采样电路的电压采集，主处理器上的对应的控制端口输出高电平，驱动对应的控制端口控制的光耦隔离器的导通，光耦隔离器导通后，可以进行一组正极采样电路和负极采样电路的电压采集。

将采集到的电压信号通过光耦隔离器传输到分压电路，分压电路将高压信号进行分压，获得一个低压信号并传输到模拟信号光耦隔离器，所述模拟信号光耦隔离器传输低压信号到运算放大器中，运算放大器将低压信号反馈给主处理器进行分析检测，可以检测采样点处的电压状态，判断采样点处是否发生故障。检测完一组正极采样电路和负极采样电路，可以切换另一组正极采样电路和负极采样电路进行检测。

本实用新型的第二个方面提出了一种电池包，所述电池包具有上述的电池高压采集电路。所述电池高压采集电路能够实现电池包正极一侧的高压继电器前后端电压和电池包负极一侧的高压继电器前后端电压的参考点之间的电压检测，能够进行高压继电器的状态检测，或者高压继电器的粘连诊断。

采用上述技术方案，本实用新型所述的一种电池高压采集电路及电池包，具有如下有益效果：

1)本实用新型提出了一种电池高压采集电路，所述电池高压采集电路实现高压采集正极一侧和负极一侧两方面的相互配合，所述单片机通过控制端口控制光耦隔离器，因此可以进行采样通道的切换，不同的控制端口能够组合成不同的采样通道，进行灵活的电压诊断；

2)本实用新型所述一种电池高压采集电路能够实现电池包正极一侧的高压继电器前后端电压和电池包负极一侧的高压继电器前后端电压的参考点之间的电压检测，能够进行高压继电器的状态检测，或者高压继电器的粘连诊断。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电池电压采集电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电池电压采集电路的采集点与具体结构的位置关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实用新型实施例中提供了一种电池高压采集电路，如图1所示，所述电路包括：主处理器、光耦隔离器、分压电路、模拟信号光耦隔离器和反馈电路。

所述主处理器连接光耦隔离器，所述光耦隔离器连接采样点进行电压采样，所述光耦隔离器还连接分压电路，所述分压电路连接模拟信号光耦隔离器，所述模拟信号光耦隔离器连接反馈电路，所述反馈电路连接主处理器。

所述主处理器为单片机，所述主处理器上具有多个控制端口，所述控制端口连接光耦隔离器，所述控制端口与光耦隔离器一一对应。所述控制端口用于输出高电平，驱动光耦隔离器导通。

所述光耦隔离器与采样点数目一致，一个光耦隔离器连接一个采样点。所述光耦隔离器包括发光二极管和光敏三极管，当光耦隔离器导通，发光二极管中有电流通过时，发光二极管会发光，使得光敏三极管导通，并转化为电信号继续传输。

所述采样点包括正极采样点和负极采样点，如图2所示，图2为充电回路和放电回路相对独立的电池包电源分配电路，包括了部分采样点的位置，在所述电池包电源分配电路中，充电回路和放电回路通过不同的开关进行控制。所述正极采样点包括LINK+、OBC+、OBC_FUSE+、MSD_FUSE+和PACK+，所述LINK+为放电继电器正极后端的采样点，所述OBC+为充电继电器正极后端的采样点，所述OBC_FUSE+为充电保险丝正极后端的采样点，所述MSD_FUSE+为手动维护开关正极后端的采样点，所述PACK+为电池包正极后端的采样点。所述负极采样点包括OBC-、PACK-和LINK-，所述OBC-为充电继电器负极后端的采样点，所述PACK-为电池负极后端的采样点，所述LINK-为放电继电器负极后端的采样点。

所述主处理器、光耦隔离器和正极采样点组成正极采样电路，所述主处理器上的第一控制端口、第一光耦隔离器和PACK+组成第一正极采样电路，所述主处理器上的第二控制端口、第二光耦隔离器和MSD_FUSE+组成第二正极采样电路，所述主处理器上的第三控制端口、第三光耦隔离器和OBC_FUSE+组成第三正极采样电路，所述主处理器上的第四控制端口、第四光耦隔离器和OBC+组成第四正极采样电路，所述主处理器上的第五控制端口、第五光耦隔离器和LINK+组成第五正极采样电路，所述每个正极采样电路之间互相并联。

进行电压采集时，需要进行一组正极采样电路和负极采样电路的电压采集，比如说进行LINK+和LINK-这一组合的电压信号采集。所述采样电路的组合也可以是不对应的，比如说LINK+和OBC-，但是不对应组合进行的电压信号采集无效，进行电压信号采集时，有效的采集是LINK+和LINK-、OBC+和OBC-、PACK+和PACK-、OBC_FUSE+和OBC-、MSD_FUSE+和PACK-这五组对应的，其中由于充电保险丝连接在充电回路上，手动维护开关连接在电池组上，因此OBC_FUSE+和OBC-对应，MSD_FUSE+和PACK-对应。

所述主处理器、光耦隔离器和负极采样点组成负极采样电路，所述主处理器上的第六控制端口、第六光耦隔离器和LINK-组成第一负极采样电路，所述主处理器上的第七控制端口、第七光耦隔离器和PACK-组成第一负极采样电路，所述主处理器上的第八控制端口、第八光耦隔离器和OBC-组成第一负极采样电路，所述每个负极采样电路之间互相并联。

所述分压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联，所述第三分压电阻与第一电阻及第二电阻均并联。所述第一分压电阻的一端连接正极采样电路，另一端连接第二分压电阻，所述第三分压电阻的一端连接第二分压电阻，另一端连接负极采样电路。所述分压电阻能够对高压部分进行分压，将较低的电压传输到模拟信号光耦隔离器中。

所述反馈电路为运算放大器，所述模拟信号光耦隔离器连接运算放大器的同相输入端，所述运算放大器的反相输入端连接运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端连接主处理器，所述主处理器上具有采集端口，所述运算放大器的输出端连接在采集端口上，所述采集端口能够进行模拟信号采集，采集电压信号，从而能够对各路电压进行诊断。

具体地，选择想要采集的一组正极采样电路和负极采样电路的电压采集，主处理器上的对应的控制端口输出高电平，驱动对应的控制端口控制的光耦隔离器的导通，光耦隔离器导通后，可以进行一组正极采样电路和负极采样电路的电压采集。例如，采集LINK+和LINK-的电压信号时，主处理器上的第五控制端口和第六控制端口输出高电平，驱动第五光耦隔离器和第六光耦隔离器导通，第五正极采样电路和第一负极采样电路采集LINK+和LINK-之间的电压，传输到分压电路中进行下一步操作。

将采集到的电压信号通过光耦隔离器传输到分压电路，分压电路将高压信号进行分压，获得一个低压信号并传输到模拟信号光耦隔离器，所述模拟信号光耦隔离器传输低压信号到运算放大器中，运算放大器将低压信号反馈给主处理器进行分析检测，可以检测采样点处的电压状态，判断采样点处是否发生故障。检测完一组正极采样电路和负极采样电路，可以切换另一组正极采样电路和负极采样电路进行检测。

本实施例提供的一种电池高压采集电路，所述电池高压采集电路实现高压采集正极一侧和负极一侧两方面的相互配合，所述单片机通过控制端口控制光耦隔离器，因此可以进行采样通道的切换，不同的控制端口能够组合成不同的采样通道，进行灵活的电压诊断，实现高压继电器的状态检测，或者高压继电器的粘连诊断。所述电池高压采集电路提升了整个高压信息采集的功能和性能，对于整个电池管理系统的功能开发而言，这种功能配置更加灵活，同时更加便于做一些故障诊断。

实施例2：

本实用新型实施例提出了一种电池包，所述电池包具有上述所述的电池高压采集电路，所述电池高压采集电路能够实现电池包正极一侧的高压继电器前后端电压和电池包负极一侧的高压继电器前后端电压的参考点之间的电压检测，能够进行高压继电器的状态检测，或者高压继电器的粘连诊断。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。