一种电源滤波电路、电池管理系统及汽车的制作方法

文档序号:15623791发布日期:2018-10-09 22:28阅读:152来源:国知局

本发明涉及汽车的电磁干扰抑制领域,特别涉及一种电源滤波电路、电池管理系统及汽车。



背景技术:

在电动汽车上,电器件较多且具有很多的控制单元用于对汽车上的电器件进行检测和/或控制,例如:电池管理系统产品安装在电池包内,主要用于监测电池包的高压、绝缘和单体电压、温度等参数,实时判定电池状态,给电动汽车动力系统提供准确的数据以供整车状态的评估,其数据的准确性非常重要。但在汽车运行时,包括电源在内的电器件以及控制单元很容易产生电磁干扰,电磁干扰会对数据信号产生影响,极易产生数据传输错误等现象,进而造成汽车的状态不稳定,使得汽车存在安全隐患。



技术实现要素:

本发明的实施例要解决的技术问题是提供一种电源滤波电路、电池管理系统及汽车,用以解决电动汽车在汽车运行时,容易产生电磁干扰对数据信号造成影响,进而造成汽车的状态不稳定,使得汽车存在安全隐患的问题。

为解决上述技术问题,本发明的实施例提供了一种电源滤波电路,包括:

第一电路,用于与电源连接;

第二电路,用于与第一电路连接;

其中,第一电路接收电源输入的电源信号,并向第二电路传输,所述第二电路将电源信号向用电器件传输;

第一电路用于抑制来自电源的电源信号产生的包括共模干扰以及差模干扰在内的电磁干扰;第二电路用于将电磁干扰控制在低电平上。

具体地,如上所述的电源滤波电路,第一电路包括:第一三端子电容、第一电容以及磁珠组;

第一三端子电容的第一端与电源的正极连接,第二端与电源的负极连接,第三端接地;

第一电容的第一端与电源的正极连接,第二端与电源的负极连接,且第一电容的第一端与第一三端子电容的第一端连接,第一电容的第二端与第一三端子电容的第二端连接;

磁珠组中的第一磁珠与电源的正极、第一三端子电容的第一端、第一电容的第一端串联连接,第二磁珠与电源的负极、第一三端子电容的第二端、第一电容的第二端串联连接。

具体地,如上所述的电源滤波电路,第二电路包括:共模电感,共模电感的第一端与电源的正极、第一三端子电容的第一端、第一电容的第一端以及第一磁珠串联连接;

共模电感的第二端与电源的负极、第一三端子电容的第二端、第一电容的第二端以及第二磁珠串联连接;

共模电感的第三端和第四端均与第三电路连接,且共模电感的第一端与共模电感的第三端串联连接,共模电感的第二端与共模电感的第四端串联连接。

具体地,如上所述的电源滤波电路,还包括:第三电路;第三电路用于分别连接所述第二电路以及用电器件,接收第二电路传输的电源信号,并向用电器件传输;

第三电路包括:第二三端子电容以及第二电容;

其中,第二三端子电容的第一端与电源的正极以及共模电感的第三端串联连接,第二端与电源的负极以及共模电感的第四端串联连接,第二三端子电容的第三端接地;

第二电容的第一端与电源的正极、共模电感的第三端以及第二三端子电容的第一端串联连接,第二端与电源的负极、共模电感的第四端以及第二三端子电容的第二端串联连接。

本发明的实施例还提供了一种电池管理系统,包括:印刷电路板以及如上所述的电源滤波电路;

其中,电源滤波电路用于分别连接印刷电路板以及电源,用于接收电源输入的电源信号并传输至印刷电路板。

优选地,如上所述的电池管理系统,印刷电路板包括:至少一个第一屏蔽地区域,第一屏蔽地区域与印刷电路板中的电源电路的接地端连接。

具体地,如上所述的电池管理系统,印刷电路板还包括:第二屏蔽地区域和/或第三屏蔽地区域;

其中,第二屏蔽地区域与印刷电路板中的驱动信号电路的接地端连接;

第三屏蔽地区域与印刷电路板中的工作信号电路的接地端连接。

优选地,如上所述的电池管理系统,第一屏蔽地区域、第二屏蔽地区域以及第三屏蔽地区域分别设置有安装孔,通过螺钉穿设安装孔,印刷电路板与电池管理系统的外壳连接,外壳为导电性外壳。

优选地,如上所述的电池管理系统,印刷电路板还包括:电源层和/或驱动信号层,其中,电源层用于布置电源电路,驱动信号层用于布置驱动信号电路。

本发明的另一优选实施例还提供了一种汽车,包括:如上所述的电池管理系统。

与现有技术相比,本发明的实施例提供的一种电源滤波电路、电池管理系统及汽车,至少具有以下有益效果:

在本发明的实施例中,电源滤波电路包括与电源连接的第一电路以及与第一电路连接的第二电路,电源输入的电源信号需要经过第一电路以及第二电路后传输至用电器件,其中第一电路用于抑制来自电源的电源信号产生的电磁干扰,第二电路用于将电磁干扰控制在低电平上。当汽车运行时,使得电源信号在传输的过程中经过多次滤波后才能输出,能有效的防止来自电源的电源信号产生电流突变以及进而引起的电磁干扰的产生与传导,从来源上抑制电磁干扰,同时有效的防止外部产生的电磁干扰跟随电源信号进行传输,即使电源信号中携带有电磁干扰也会因为电磁干扰处于低电平上,而减小电磁干扰的影响,进而保证汽车中数据信号传输的稳定性以及汽车状态的稳定性,降低甚至是消除安全隐患。

附图说明

图1为本发明的电源滤波电路的结构示意图;

图2为本发明的印刷电路板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,省略了对已知功能和构造的描述。

应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中,应理解,下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明的实施例的实施过程构成任何限定。

应理解,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请所提供的实施例中,应理解,“与a相应的b”表示b与a相关联,根据a可以确定b。但还应理解,根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b,还可以根据a和/或其它信息确定b。

参见图1,本发明的一优选实施例提供了一种电源滤波电路,包括:

第一电路2,用于与电源1连接;

第二电路3,用于与第一电路2连接;

其中,第一电源电路2接收电源1输入的电源信号,并向第二电路3传输,第二电路3将电源信号向电器件5传输;

第一电路2用于抑制来自电源1的电源信号产生的包括共模干扰以及差模干扰在内的电磁干扰;第二电路3用于将电磁干扰控制在低电平上。

在本发明的实施例中,电源滤波电路包括第一电路2,用于与电源1连接;第二电路3,用于与第一电路2连接;其中,第一电源电路2接收电源1输入的电源信号,并向第二电路3传输,第二电路3将电源信号向电器件5传输;其中第一电路2用于抑制来自电源的电源信号产生的电磁干扰,第二电路3用于将电磁干扰控制在低电平上。其中,电源信号包括电流。当汽车运行时,使得电源信号在传输的过程中经过多次滤波后才能输出,能有效的防止来自电源1的电源信号产生电流突变以及进而引起的电磁干扰的产生与传导,从来源上抑制电磁干扰,同时有效的防止外部产生的电磁干扰跟随电源信号进行传输,即使电源信号中携带有电磁干扰也会因为电磁干扰处于低电平上,而减小电磁干扰的影响,进而保证汽车中数据信号传输的稳定性以及汽车状态的稳定性,降低甚至是消除安全隐患。

参见图1,具体地,如上所述的电源滤波电路,第一电路2包括:第一三端子电容201、第一电容202以及磁珠组203;

第一三端子电容201的第一端与电源1的正极连接,第二端与电源1的负极连接,第三端接地;

第一电容202的第一端与电源1的正极连接,第二端与电源1的负极连接,且第一电容202的第一端与第一三端子电容201的第一端连接,第一电容202的第二端与第一三端子电容201的第二端连接;

磁珠组203中的第一磁珠2031与电源1的正极、第一三端子电容201的第一端、第一电容202的第一端串联连接,第二磁珠2032与电源1的负极、第一三端子电容201的第二端、第一电容202的第二端串联连接。

在本发明的实施例中,第一电路2包括第一三端子电容201、第一电容202以及磁珠组203,其中,第一三端子电容201第一端与电源1的正极连接,第二端与电源1的负极连接,第三端接地。第一三端子电容201能对电源1向第一电路2输入的电源信号进行共模干扰的抑制,同时,利用引线电感构成一个t型低通滤波器,使得相较于利用普通电容进行滤波,去除了引线电感的不良影响,同时增强了高频滤波效果,加强了对共模干扰的抑制,避免共模干扰对数据信号产生影响;

第一电容202的第一端与电源1的正极连接,第二端与电源1的负极连接,形成为x电容,对电源1向第一电路2输入的电源信号进行差模干扰的抑制,避免差模干扰对数据信号产生影响;

磁珠组203中包括有磁珠,磁珠具有很高的电阻率和磁导率,等效于电阻和电感的串联,但电阻值和电感值都随频率变化,具有更好的高频滤波特性,提高调频滤波的效果;同时磁珠组203与第一三端子电容201组合作用使得t型低通滤波器的滤波效果大大加强,进一步的抑制共模干扰。

第一电路2通过上述第一三端子电容201、第一电容202以及磁珠组203的组合能有效的抑制来自电源1的电源信号的包括共模干扰以及差模干扰在内的电磁干扰,避免对数据信号的造成影响,进而保证汽车中数据信号传输的稳定性以及汽车状态的稳定性,降低甚至是消除安全隐患。在本发明的实施例中,第一三端子电容201、第一电容202以及磁珠组203的数量均为至少一个或一组,厂家根据实际情况,例如:电源1的输出电压、电源1与接收输出的用电器件5之间的距离等,在保证第一电路2中包括至少一个第一三端子电容201、至少一个第一电容202以及至少一组磁珠组203的基础上,添加任意数量的第一三端子电容201、第一电容202和/或磁珠组203,均属于本发明的保护范围。

参见图1,具体地,如上所述的电源滤波电路,第二电路3包括:共模电感301,共模电感301的第一端与电源1的正极、第一三端子电容201的第一端、第一电容202的第一端以及第一磁珠2031串联连接,共模电感301的第二端与电源1的负极、第一三端子电容201的第二端、第一电容202的第二端以及第二磁珠2032串联连接,共模电感301的第三端和第四端均与用电器件5连接,且共模电感301的第一端与共模电感301的第三端串联连接,共模电感301的第二端与共模电感301的第四端串联连接。

在本发明的实施例中,第二电路3包括共模电感301,共模电感301上两个方向相反的电感线圈之间产生的磁场之间相互抵消,能衰减自身工作时产生的电磁干扰,同时,电感线圈分别连接电源1和用电器件5组成低通滤波器,能有效的将经过电感线圈的电磁干扰进行抑制,使得通过共模电感301后的电磁干扰控制在很低的电平上,避免对数据信号的造成影响,进一步保证汽车中数据信号传输的稳定性以及汽车状态的稳定性,降低甚至是消除安全隐患。

参见图1,具体地,如上所述的电源滤波电路,还包括:第三电路4;第三电路4用于分别连接第二电路3以及用电器件5,接收第二电路3传输的电源信号,并向用电器件5传输;

第三电路4包括:第二三端子电容401以及第二电容402;

其中,第二三端子电容401的第一端与电源1的正极以及共模电感301的第三端串联连接,第二端与电源1的负极以及共模电感301的第四端串联连接,第二三端子电容401的第三端接地;

第二电容402的第一端与电源1的正极、共模电感301的第三端以及第二三端子电容401的第一端串联连接,第二端与电源1的负极、共模电感301的第四端以及第二三端子电容401的第二端串联连接。

在本发明的实施例中,第三电路4包括第二三端子电容401以及第二电容402;第二三端子电容401能对通过共模电感301的电源信号在传输至用电器件5之前,再次进行共模干扰的抑制,同时,利用引线电感构成一个t型低通滤波器,增强了高频滤波效果,加强了对共模干扰的抑制,避免共模干扰对数据信号产生影响;

第二电容402的第一端与共模电感301的第三端串联连接,第二端与共模电感301的第四端串联连接,形成为x电容,对通过共模电感301的电源信号在传输至用电器件5之前,再次进行差模干扰的抑制,避免差模干扰对数据信号产生影响。

进而使得第三电路4对电源1输入的电源信号再次进行滤波,抑制来自电源1的电源信号产生的包括共模干扰以及差模干扰在内的电磁干扰,进而保证汽车中数据信号传输的稳定性。在本发明的实施例中,第三电路4中还可以设置磁珠组203,用于提高调频滤波的效果,同时在本发明的实施例中,第二三端子电容401以及第二电容402的数量均为至少一个,厂家根据实际的情况例如:电源1的输出电压、电源1与接收输出的用电器件5之间的距离等在保证第三电路4中包括至少一个第二三端子电容401以及至少一个第二电容402的基础上,添加任意数量的第二三端子电容401、第二电容402和/或磁珠组203,均属于本发明的保护范围。

优选地,在本发明的是实施例中,电源滤波电路也对从用电器件5返回电源1的电源信号进行电磁干扰的抑制,使得返回电源1的电源信号也需要经过多次滤波后才能返回电源1的负极,避免电磁干扰进入电源1对电源1的正常使用造成影响,有利于保证电源1的安全以及使用寿命,进而有利于汽车状态的稳定性,降低甚至是消除安全隐患。

本发明的又一优选实施例还提供了一种电池管理系统,包括:

印刷电路板以及如上所述的电源滤波电路;

其中,电源滤波电路用于分别连接印刷电路板以及电源,用于接收电源输入的电源信号并传输至印刷电路板。

在本发明的实施例中,电池管理系统,包括:印刷电路板和如上所述的电源滤波电路,电源输入的电源信号需经过电源滤波电路后输入至印刷电路板中,能够使输入至印刷电路板中的电源信号中不带有电磁干扰或带有不会对数据信号造成影响的电磁干扰,避免外来的电磁干扰对印刷电路板中的数据信号造成影响,进而保证汽车中数据信号传输的稳定性以及汽车状态的稳定性,降低甚至是消除安全隐患。

参见图2,优选地,如上所述的电池管理系统,印刷电路板包括:至少一个第一屏蔽地区域601,第一屏蔽地区域601与印刷电路板中的电源电路701的接地端连接。优选的,第一屏蔽地区域601为两个。

在本发明的实施例中,印刷电路板具有第一屏蔽地区域601,且与电源电路701的接地端连接,对电源电路701的单独接地设置,使得电源电路701中的大电流无法对印刷电路板中的小电流的数据信号造成影响,有利于保证汽车中数据信号传输的稳定性以及汽车状态的稳定性。在本发明的实施例中,优选地,第一屏蔽地区域601为两个,能够将电源电路701的接地电流进行分流处理或就近接地处理,避免单个第一屏蔽地区域601无法及时将电源电路701的接地电流接地处理,采用第一屏蔽地区域601的数量大于两个,且用于起到分流效果或就近接地作用的设计均属于本发明的保护范围。

参见图2,具体地,如上所述的电池管理系统,印刷电路板还包括:第二屏蔽地区域602和/或第三屏蔽地区域603;

其中,第二屏蔽地区域602与印刷电路板中的驱动信号电路702的接地端连接;

第三屏蔽地区域603与印刷电路板中的工作信号电路703的接地端连接。

在本发明的实施例中,印刷电路板还包括:与驱动信号电路702的接地端连接的第二屏蔽地区域602和/或与工作信号电路703的接地端连接的第三屏蔽地区域603,使得电源电路701、驱动信号电路702和/或工作信号电路703的接地位置均不同,避免了不同信号间电流、电压或其他参数的不同造成的相互影响,有利于保证汽车中数据信号传输的稳定性以及汽车状态的稳定性。其中,对第二屏蔽地区域602和第三屏蔽地区域603的数量不做具体限制,凡是能起到使得电源电路701、驱动信号电路702和/或工作信号电路703的接地位置不同,避免不同电路间产生影响的设计均属于本发明的保护范围。

参见图2,优选地,如上所述的电池管理系统,第一屏蔽地区域601、第二屏蔽地区域602以及第三屏蔽地区域603分别设置有安装孔604,通过螺钉穿设安装孔604,印刷电路板与电池管理系统的外壳连接,外壳为导电性外壳。

在本发明的实施例中,电池管理系统的外壳为导电性外壳,包括但不限于纯金属外壳、部分金属外壳以及其他导电性质的材料制作的外壳,其中部分金属外壳包括但不限于上壳为金属材料,下壳为其他材质或下壳为金属材料,上壳为其他材质。第一屏蔽地区域601、第二屏蔽地区域602以及第三屏蔽地区域603通过螺钉穿设安装孔604与外壳连接,使得第一屏蔽地区域601、第二屏蔽地区域602以及第三屏蔽地区域603的接地距离变短、接地面积增大,能够快速的将接地电流以及电磁干扰传输至外壳,避免印刷电路板工作时产生的电磁干扰对印刷电路板中的数据信号造成的影响;同时也使得接地电流产生电磁干扰的几率降低,即使产生电磁干扰,其电磁干扰的干扰能力也不足以对数据信号产生影响,保证数据信号传输的稳定性以及汽车状态的稳定性。

优选地,如上所述的电池管理系统,印刷电路板还包括电源层和/或驱动信号层,其中,电源层用于布置电源电路701,驱动信号层用于布置驱动信号电路702。

在本发明的实施例中,印刷电路板还包括:用于布置电源电路701的电源层和/或用于布置驱动信号电路702的驱动信号层,通过分层的方式使电源电路701以及驱动信号电路702与正常的工作信号电路703分开,避免在汽车运行过程中产生电磁干扰对正常的工作信号和数据信号造成影响,进一步的数据信号传输的稳定性以及汽车状态的稳定性。

优选地,如上所述的关于电源滤波电路以及印刷电路板的改进,不仅仅能运用在电池管理系统中,还能运用在其他的电气元件中,包括但不限于电机控制器、整车控制器。

本发明的另一优选实施例还提供了一种汽车,包括:如上所述的电池管理系统。

在本发明的实施例所提供的汽车中,包括如上所述的电池管理系统,使得电池管理系统在数据传输上具有极高的准确度,在汽车运行过程中,减小甚至是避免了数据传输错误等现象的产生,保证了汽车的状态的稳定,使得汽车更加安全、可靠。

还需要说明的是,本文中通篇所述的数据信号包括但不限于工作信号。

此外,本发明中所述的第一三端子电容201、第一电容202、磁珠组203、共模电感301、第二三端子电容401以及第二电容402等零部件的型号等具体参数信息,在此不做累述,厂家根据实际情况选择合适的零部件进行生产均属于本发明的保护范围。

此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

还需要说明的是,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。

以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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