CN107576914A - 电池高压采样电路和电池管理系统 - Google Patents

电池高压采样电路和电池管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池高压采样电路和电池管理系统。该电池高压采样电路包括正极继电器、负极继电器、第一正极采样模块、第一负极采样模块和参考基准电压端；其中，待测动力电池组的正极与正极继电器的第一端连接，待测动力电池组的负极与负极继电器的第一端连接，第一正极采样模块和第一负极采样模块与所述参考基准电压端连接；并且其中，第一正极采样模块被配置为采集正极继电器的第一端的第一正极采样信号；第一负极采样模块被配置为采集负极继电器的第一端的第一负极采样信号。根据本发明实施例提供的电池高压采样电路，可以使动力电池组与采样模块共地连接，从而不需要引入隔离模块，提高采样信号的准确性。

Description

电池高压采样电路和电池管理系统
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及电池高压采样电路和电池管理系统。
背景技术
动力电池组负责存储和提供电能，在使用中需要采集动力电池组的供电电压，以实时监测动力电池组的供电电压是否达到标准，从而降低车载电池组功能时的风险。
目前，在电池高压采样电路中，将动力电池组与采样单元设置为不共地连接。具体地，不共地连接是指动力电池组的正极和负极为高压接地，采样单元为低压接地。为了隔离动力电池组的高压接地信号对采样单元的采样信号的干扰，在采样单元之后还增设有隔离单元。
但是，本申请的发明人发现，现有技术中的隔离单元在隔离动力电池组的高压接地信号的同时，也会引入新的干扰信号，导致采样信号的准确性降低。
发明内容
本发明实施例提供一种电池高压采样电路和电池管理系统，可以使动力电池组与采样模块共地连接，从而不需要引入隔离模块，提高采样信号的准确性。
根据本发明实施例的一方面，提供一种电池高压采样电路，包括：正极继电器、负极继电器、第一正极采样模块、第一负极采样模块和参考基准电压端；其中，
待测动力电池组的正极与正极继电器的第一端连接，待测动力电池组的负极与负极继电器的第一端连接，第一正极采样模块和第一负极采样模块与所述参考基准电压端连接；并且其中，
第一正极采样模块被配置为采集正极继电器的第一端的第一正极采样信号；
第一负极采样模块被配置为采集负极继电器的第一端的第一负极采样信号。
根据本发明实施例的另一方面，提供一种电池管理系统，包括如上所述的电池高压采样电路，以及与电池高压采样电路连接的处理器；处理器被配置为：
基于第一正极采样信号，计算得到正极继电器的第一端的电压，以及基于第一负极采样信号，计算负极继电器的第一端的电压；
将正极继电器的第一端与负极继电器的第一端之间的电压作为待测动力电池组继电器内侧电压，根据正极继电器的第一端的电压和负极继电器的第一端的电压，得到待测动力电池组继电器内侧电压。
根据本发明实施例中的电池高压采样电路和电池管理系统，正极采样模块和负极采样模块与待测动力电池组为低压共地连接，从而使得绝缘检测电路不需要引入隔离模块，可以避免引入新的干扰信号，进而提高采样信号的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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是示出根据本发明一实施例的高压采样电路的结构示意图；
图2是示出根据本发明另一实施例的高压采样电路的结构示意图；
图3是示出根据本发明一实施例的高压采样电路的电路图；
图4是示出根据本发明再一实施例的高压采样电路的结构示意图；
图5是示出根据本发明另一实施例的高压采样电路的电路图；
图6是示出根据本发明一实施例中电池管理系统的结构示意图；
图7是示出根据发明另一实施例中电池管理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本发明实施例中，从电池种类而言，待检测动力电池组可以是锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池，在本发明实施例中不做具体限定。从电池规模而言，待测动力电池组可以是电芯单体，也可以是电池模组或电池包，在本发明实施例中不做具体限定。
为了更好的理解本发明，下面将结合附图，详细描述根据本发明实施例的，应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
图1是示出根据本发明一实施例的高压采样电路的结构示意图。如图1所示，电池高压采样电路包括正极继电器、负极继电器、第一正极采样模块、第一负极采样模块和参考基准电压端；其中，
待测动力电池组的正极与正极继电器的第一端连接，待测动力电池组的负极与负极继电器的第一端连接，第一正极采样模块和第一负极采样模块与所述参考基准电压端连接；并且其中，
第一正极采样模块被配置为采集正极继电器的第一端的第一正极采样信号；
第一负极采样模块被配置为采集负极继电器的第一端的第一负极采样信号。
在该实施例中，参考基准电压端GND的实际电压可以根据高压采样电路的工作场景以及需求进行设定。参考基准电压端GND的电压值可以作为本发明实施例中高压采样电路的基准电压，即可将参考基准电压端GND的基准电压看作相对的0V。
作为一个示例，若参考基准电压端GND的实际电压为6V，第一正极采样点S1采集到的采样信号的实际电压为22V，则可将基准电压6V记为0V，将第一正极采样点S1采集到的采样信号的电压记为16V。
在该高压采样电路中，第一正极采样模块F1的另一端与第一正极采样点S1和参考基准电压端GND连接；第一负极采样模块F2的另一端与第一负极采样点S2和参考基准电压端GND连接。
也就是说，第一正极采样点S1的第一正极采样信号的采样电压USP1，第一负极采样点S2的第一负极采样信号的采样电压USP2共用一个参考基准电压。
作为一个示例，该参考基准电压端可以是低压地UV_GND。
当参考基准电压端GND为低压地UV_GND时，第一正极采样模块F1、第一负极采样模块F2以及待测动力电池组为低压共地连接。
在本发明实施例中，通过第一正极采样模块F1、第一负极采样模块F2，当上述采样模块采用相同的参考基准电压例如低压共地连接时，可以避免出现因参考基准电压端不同而需要额外添加隔离单元对采样信号进行隔离处理的情况，从而简化电路结构，减少对采样信号进行隔离处理造成的误差，提高采样信号的电压值的精度。
在一些实施例中，当上述采样模块均以低压地为参考时，由于电流的压降，第一负极采样点S2的第一负极采样信号的采样电压USP2可能会小于参考基准电压端GND的电压(即相对的0V)。在这样的情况下，该采样电压USP2可能记为负值。
因此，在一些实施例中，需要对第一负极采样点S2的第一负极采样信号的采样电压USP2进行电压上拉处理。
图2示出了根据本发明另一实施例的高压采样电路的结构示意图。如图2所示，图2与图1的不同之处在于，在一些实施例中，该高压采样电路还可以包括：第一电压上拉模块F5。
其中，第一电压上拉模块F5与第一负极采样点S2连接，并且第一电压上拉模块F5被配置为将第一负极采样信号上拉为正电压信号。
在该实施例中，利用预设的上拉电压值，将第一负极采样点S2的第一负极采样信号的电压进行上拉处理，使得输出的第一负极采样点S2的第一负极采样信号的电压USP2高于参考基准电压端的电压。也就是说，经过电压上拉处理，第一负极采样点S1的第一负极采样信号的电压USP2可以记为正值。
继续参考图2，在一个实施例中，该电池高压采样电路还包括第一正极采样点和第一负极采样点。
在该实施例中，第一正极采样模块还被配置为对第一正极采样点提供第一正极采样信号；第一负极采样模块还被配置为对第一负极采样点提供第一负极采样信号。
根据本发明实施例的高压采样电路，可以基于从第一正极采样点S1采集的第一正极采样信号、从第一负极采样点S2采集的第一负极采样信号，对高压采样电路中的待测动力电池组进行高压回路电压采样。
下面结合图3，通过具体实施例详细描述根据本发明实施例的高压采样电路的具体结构。
图3为根据本发明一实施例的高压采样电路的电路图。图3示意性的示出了第一正极采样模块F1、第一负极采样模块F2和第一电压上拉模块F5的具体结构。
如图3所示，在一个实施例中，第一正极采样模块F1可以包括串联的第一电阻网络R1和第二电阻网络R2。
第一电阻网络R1的一端可以与待测动力电池组的正极和正极继电器G1的第一端连接，第一电阻网络R1的另一端分别与第一正极采样点S1和第二电阻网络R2的一端连接。
第二电阻网络R2的另一端可以与参考基准电压端GND连接。
在一个示例中，第一电阻网络R1的电阻网络形式以及阻值大小和第二电阻网络R2的电阻网络形式以及阻值大小可以相同。
在该实施例中，第一电阻网络R1和第二电阻网络R2可以起到分压作用。通过调整第一电阻网络R1的阻值大小和第二电阻网络R2的阻值大小，可以对第一正极采样点S1的第一正极采样信号的变化范围进行调整。
在一个实施例中，第一负极采样模块F2包括串联的第三电阻网络R3和第四电阻网络R4。
第三电阻网络R3的一端与参考基准电压端GND连接，第三电阻网络R3的另一端与第一负极采样点S2和第四电阻网络R4的一端连接。
第四电阻网络R4的另一端与待测动力电池组的负极和负极继电器G2的第一端连接。
在一个示例中，第三电阻网络R3的电阻网络形式以及阻值大小和第四电阻网络R4的电阻网络形式以及阻值大小可以相同。
在该实施例中，第三电阻网络R3和第四电阻网络R4可以起到分压作用。通过调整第三电阻网络R3的阻值大小和第四电阻网络R4的阻值大小，可以对第一负极采样模块F2的第一负极采样信号S2的变化范围进行调整。
继续参考图3，在一个实施例中，第一电压上拉模块F5可以包括第一直流电压源DV1和第五电阻网络R5，第五电阻网络R5的一端与第一负极采样点S2连接，第五电阻网络R5的另一端与第一直流电压源DV1连接。
在该实施例中，第一直流电压源DV1可以产生上拉电压U1，U1可以是一个预设值，并且U1可以大于参考基准电压端GND的电压值。
需要说明的是，上述的第一电阻网络R1至第五电阻网络R5各自均可包括一个电阻，也可包括串联和/或并联的两个以上的电阻。在图2所示的高压采样电路中，第一电阻网络R1至第五电阻网络R5均各自包括一个电阻。
在一个示例中，第一电阻网络R1至第五电阻网络R5的电阻网络形式以及阻值大小可以根据对正极采样点S1和负极采样点S2进行采样的采样范围和精度来确定，且并不限定于此。
在另一个示例中，第一电阻网络R1至第五电阻网络R5的电阻网络形式以及阻值大小可以根据在正极采样点S1和负极采样点S2进行采样的采样模块的正常采集允许范围来确定。且并不限定于此。
在又一个示例中，第一电阻网络R1至第五电阻网络R5的电阻网络形式以及阻值大小还可以根据绝缘检测电路中的元器件的正常工作电压耐受范围来确定。且并不限定于此。
在一个示意性示例中，第一电阻网络R1和第三电阻网络R3的电阻网络形式以及阻值大小可相同。第二电阻网络R2和第四电阻网络R4的电阻网络形式以及阻值大小可相同。
继续参考图3，在一些实施例中，第一正极采样模块F1还可以包括第一开关器件K1，第一电阻网络R1的一端通过第一开关器件K1与待测动力电池组的正极连接。
在该实施例中，可以通过第一开关器件K1的闭合和断开控制第一正极采样点S1是否提供第一正极采样信号，当第一开关器件K1闭合时，第一正极采样点S1可以提供第一正极采样信号，当第一开关器件K1断开时，第一正极采样点S1可以停止提供第一正极采样信号。
在一些实施例中，第一负极采样模块F2还可以包括第二开关器件K2，第三电阻网络R3的一端通过第二开关器件K2与参考基准电压端GND连接。
在该实施例中，可以通过第二开关器件K2的闭合和断开控制第一负极采样点S2是否提供第一负极采样信号，当第二开关器件K2闭合时，第一负极采样点S2可以提供第一负极采样信号，当第二开关器件K2断开时，第一负极采样点S2可以停止提供第一负极采样信号。
继续参考图3，上述第一正极采样点S1和第一负极采样点S2均可与用于采样的采样模块连接。在一个示例中，采样模块可以为能够实现采样功能的元器件，比如采样模块可以为ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)。
在一示例中，高压采样电路还包括第一ADC(图中未示出)，第一ADC与第一正极采样点S1和处理器C1连接，第一ADC被配置为将第一正极采样点S1采集的模拟信号转换为数字信号。
在另一示例中，高压采样电路还包括第二ADC(图中未示出)，第二ADC与第一负极采样点S2和处理器C1连接，第二ADC被配置为将第一负极采样点S2采集的模拟信号转换为数字信号。
需要说明的是，第一正极采样点S1和第一负极采样点S2也可以共用一个ADC。由该ADC分别将第一正极采样点S1和第一负极采样点S2采集的模拟信号转换为数字信号。
图4为根据本发明再一实施例的高压采样电路的结构示意图。图4与图1的不同之处在于，高压采样电路还可包括第二正极采样模块F4、第二负极采样模块F5、第二电压上拉模块F6、第二正极采样点S3和第二负极采样点S4。
需要说明的是，本发明实施例并不局限于上述实施例中的描述，以及在图4中示出的特定的模块。在一些实施例中，该电池高压采样电路可以只包含其中的部分模块，也就是说，本发明实施例中的电池高压采样电路包含更灵活的模块配置，下面结合具体的实施例进行说明。
如图4所示，第二正极采样模块F3的一端与正极继电器G1的第二端连接，第二正极采样模块F3的另一端与第二正极采样点S3和参考基准电压端GND连接，第二正极采样模块F3被配置为对第二正极采样点S3提供第二正极采样信号。
第二负极采样模块F4的一端与负极继电器G2的第二端连接，第二负极采样模块F4的另一端与第二负极采样点S4和参考基准电压端GND连接，第二负极采样模块F4被配置为对第二负极采样点S4提供第二负极采样信号。
在该实施例中，第二正极采样模块F3的另一端与第二正极采样点S3和参考基准电压端GND连接，第二负极采样模块F4的另一端与第二负极采样点S4和参考基准电压端GND连接。
也就是说，第二正极采样点S3的第二正极采样信号的采样电压USP3，第二负极采样点S4的第二负极采样信号的采样电压USP4共用一个参考基准电压。
作为一个示例，该参考基准电压端可以是低压地UV_GND。
当参考基准电压端GND为低压地UV_GND时，第二正极采样模块F3和第二负极采样模块F4均与待测动力电池组为低压共地连接。
在本发明实施例中，通过第二正极采样模块F3和第二负极采样模块F4检测待测动力电池组的电压，当上述采样模块采用相同的参考基准电压例如低压共地连接时，可以避免出现因参考基准电压端不同而需要额外添加隔离单元对采样信号进行隔离处理的情况，从而简化电路结构，减少对采样信号进行隔离处理造成的误差，提高采样信号的电压值的精度。
在一些实施例中，当上述采样模块均以低压地为参考时，由于电流的压降，第二负极采样信号S4的第二负极采样信号的采样电压USP4均可能会小于参考基准电压端GND的电压(即相对的0V)。在这样的情况下，该采样电压USP4可能记为负值。
因此，在一些实施例中，需要对第二负极采样信号S4的第二负极采样信号的采样电压USP4进行电压上拉处理。
继续参考图3，本发明实施例的高压采样电路还可以包括第二电压上拉模块F6，第二电压上拉模块F6与第二负极采样点S4连接，并且第二电压上拉模块F6被配置为将第二负极采样信号上拉为正电压信号。
该实施例中，利用预设的上拉电压值，可以对第二负极采样点S4的第二负极采样信号的电压进行上拉处理，使得输出的第二负极采样点S4的第二负极采样信号的电压USP4均高于参考基准电压端的电压。也就是说，经过电压上拉处理，第二负极采样点S4的第二负极采样信号的电压USP4可以记为正值。
根据本发明实施例的高压采样电路，可以基于从第一正极采样点S1采集的第一正极采样信号、从第一负极采样点S2采集的第一负极采样信号、从第二正极采样点S3采集的第二正极采样信号以及从第二负极采样点S4采集的第二负极采样信号，对高压采样电路中的待测动力电池组进行高压回路电压采样。
图5示出了根据本发明另一实施例的高压采样电路的电路图。如图5所示，第二正极采样模块F4、第二负极采样模块F5和第二电压上拉模块F6均可以由元器件组成。下面将举例说明第二正极采样模块F4、第二负极采样模块F5和第二电压上拉模块F6的具体结构。
在一个示例中，第二正极采样模块F3包括串联的第六电阻网络R6和第七电阻网络R7。
第六电阻网络R6的一端与正极继电器G1的第二端连接，第六电阻网络R6的另一端与第二正极采样点S3和第七电阻网络R7的一端连接；第七电阻网络R7的另一端与参考基准电压端GND连接。
在一些示例中，第六电阻网络R6的电阻网络形式以及阻值大小和第七电阻网络R7的电阻网络形式以及阻值大小可以相同。
在该实施例中，第六电阻网络R6和第七电阻网络R7起到分压作用。通过调整第六电阻网络R6的阻值大小和第七电阻网络R7的阻值大小，可以对第二正极采样模块F3的第二正极采样信号S3的变化范围进行调整。
在一个示例中，第二负极采样模块包括串联的第八电阻网络R8和第九电阻网络R9。
第八电阻网络R8的一端与参考基准电压端连接，第八电阻网络R8的另一端与第二负极采样点S4和第九电阻网络R9的一端连接；第九电阻网络R9的另一端与负极继电器G2的第二端连接。
在一些示例中，第八电阻网络R8的电阻网络形式以及阻值大小和第九电阻网络R9的电阻网络形式以及阻值大小可以相同。
在该实施例中，第八电阻网络R8和第九电阻网络R9起到分压作用。通过调整第八电阻网络R8的阻值大小和第九电阻网络R9的阻值大小，可以对第二负极采样模块F4的第二负极采样信号S4的变化范围进行调整。
继续参考图5，在一个实施例中，第二电压上拉模块F6可以包括第二直流电压源DV2和第十电阻网络R10，第十电阻网络R10的一端与第二负极采样点S4连接，第十电阻网络R10的另一端与第二直流电压源DV2连接。
在该实施例中，第一直流电压源DV2可以产生上拉电压U2，且U2可以是一个预设值，并且U2可以大于参考基准电压端GND的电压值。
在一个示例中，上拉电压U1和上拉电压U2可以设定为相同的上拉电压值。
在图5所示的高压采样电路中，第一电阻网络R1至第十电阻网络R10均各自包括一个电阻。在另一些实施例中，第一电阻网络R1至第十电阻网络R10各自可以包括串联和/或并联的两个以上的电阻。
需要说明的是，第一电阻网络R1至第十电阻网络R10的组形式和阻值大小可以在电池检测的实际应用场景中，根据实际情况进行设定。
作为一个示例，第一电阻网络R1至第十电阻网络R10的组形式和阻值大小可以通过高压采样电路进行高压采样时需要达到的采样精度和采样范围，该高压采样电路中上述实施例中的采样模块的采样范围限制和可以达到的采样精度，以及该高压采样电路中的元器件的工作电压的耐受范围等确定。
继续参考图5，在一些实施例中，第二正极采样模块F3还可以包括第三开关器件K3，第六电阻网络R6的一端通过第三开关器件K3与正极继电器G1的第二端连接。
在该实施例中，可以通过第三开关器件K3的闭合和断开控制第二正极采样点S3是否提供第二正极采样信号，当第三开关器件K3闭合时，第二正极采样点S3可以提供第二正极采样信号，当第三开关器件K3断开时，第二正极采样点S3可以停止提供第二正极采样信号。
在一些实施例中，第二负极采样模块F4还可以包括第四开关器件K4，第八电阻网络R8的一端通过第四开关器件K4与参考基准电压端GND连接。
在该实施例中，可以通过第四开关器件K4的闭合和断开控制第二负极采样点S4是否提供第二负极采样信号，当第二负极采样点S4闭合时，第二负极采样点S4可以提供第二负极采样信号，当第二负极采样点S4断开时，第二负极采样点S4可以停止提供第二负极采样信号。
需要说明的是，可以根据具体的工作场景和工作需求，确定是否设置上述的第一开关器件K1、第二开关器件K2、第三开关器件K3和第四开关器件K4。在一个示例中，也可以在高压采样电路中设置第一开关器件K1、第二开关器件K2、第三开关器件K3和第四开关器件K4中的任意一个以上的开关器件。其中，开关器件包括可实现开关作用的元器件，在此并不限定。比如，开关器件可以为单刀单掷开关等机械开关，也可以为三极管、MOS管(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)等电子开关。
下面参考图6，通过具体实施例详细描述根据本发明实施例的电池管理系统实现待测动力电池组高压采样的方法和步骤。
图6为本发明一实施例中电池管理系统的结构示意图。如图6所示，该电池管理系统包括上述实施例中的高压采样电路，以及与高压采样电路连接的处理器C1。处理器C1可以根据从高压采样电路获取的第一正极采样信号和第一负极采样信号，对动力电池组的高压回路的状态进行监控。
处理器C1可与高压采样电路的第一正极采样点S1和第一负极采样点S2连接。处理器C1被配置为：将正极继电器G1的第一端和负极继电器的第一端G2作为待测动力电池组的继电器内侧；基于第一正极采样信号和第一负极采样信号，计算得到待测动力电池组的继电器内侧的电压。
处理器C1还被配置为基于第一正极采样信号，计算得到正极继电器的第一端的电压，以及基于第一负极采样信号，计算负极继电器的第一端的电压，将正极继电器的第一端的电压和负极继电器的第一端的电压的和，作为待测动力电池组的继电器内侧的电压。
具体地，在一个示例中，当K1和K2同时闭合时：
第一正极采样点S1提供第一正极采样信号，第一负极采样点S2提供第一负极采样信号。
处理器C1可以基于第一正极采样信号，计算得到正极继电器G1的第一端的电压，即待测动力电池组正端继电器内侧电压。
处理器C1可以基于第一负极采样信号，计算得到负极继电器G2的第一端的电压，即待测动力电池组负端继电器内侧电压。
处理器C1可以根据正极继电器G1的第一端的电压和负极继电器G2的第一端的电压，计算得到待测动力电池组继电器内侧电压。
在一个示例中，可以通过下述公式(1)、公式(2)和公式(3)计算得到待测动力电池组继电器内侧电压：
UB(inside)＝UB+(inside)+UB-(inside) (3)
在上述公式(1)、(2)和(3)中，UB(inside)表示待测动力电池组继电器内侧电压，UB+(inside)表示待测动力电池组正端继电器内侧电压，UB-(inside)表示待测动力电池组负端继电器内侧电压，Usp1表示通过第一正极采样点S1提供第一正极采样信号的采样电压，Usp2表示通过第一负极采样点S2提供第一负极采样信号的采样电压，R1表示第一电阻网络的阻值，R2表示第二电阻网络的阻值，R3表示第三电阻网络的阻值，R4表示第四电阻网络的阻值。
在本发明实施例中，电池管理系统中的处理器C1能够利用采集得到的第一正极采样信号和第一负极采样信号，经过计算，得到待测动力电池组继电器内侧电压。从而能够利用待测动力电池组继电器内侧的高压回路的电压对动力电池组的高压回路的状态进行监控。
图7是本发明另一实施例中电池管理系统的结构示意图。在一个示意性示例中，如图7所示，处理器C1可与高压采样电路的第一正极采样点S1和第一负极采样点S2连接，还可以与高压采样电路的第二正极采样点S3和第二负极采样点S4连接。
在一个示例中，处理器C1还被配置为：将正极继电器G1的第二端和负极继电器G2的第二端作为待测动力电池组的继电器外侧；基于第二正极采样信号和第二负极采样信号，计算得到待测动力电池组的继电器外侧的电压。
在一个示例中，处理器C1还被配置为：基于第二正极采样信号，计算正极继电器的第二端的电压，以及基于第二负极采样信号，计算正极继电器的第二端的电压，将正极继电器的G1第二端的电压与负极继电器G2的第二端的电压的和，作为待测动力电池组的继电器外侧的电压。
具体地，当K3和K4同时闭合时：
第二正极采样点S3提供第二正极采样信号，第二负极采样点S4提供第二负极采样信号。
处理器C1可以基于第二正极采样信号，计算得到正极继电器G1的第二端的电压，即待测动力电池组正端继电器外侧电压。
处理器C1可以基于第二负极采样信号，计算得到负极继电器G2的第二端的电压，即待测动力电池组负端继电器外侧电压。
处理器C1可以根据正极继电器G1的第二端P2的电压和负极继电器G2的第二端N2的电压，计算得到待测动力电池组继电器外侧电压。
也就是说，处理器C1可以根据待测动力电池组正端继电器外侧电压和待测动力电池组负端继电器外侧电压，计算得到待测动力电池组继电器外侧电压。
具体地，可以通过下述公式(4)、公式(5)和公式(6)计算得到待测动力电池组继电器外侧电压：
UB(outside)＝UB+(outside)+UB-(outside) (6)
在上述公式(4)、(5)和(6)中，UB(outside)表示待测动力电池组继电器外侧电压，UB+(outside)表示待测动力电池组正端继电器外侧电压，UB-(outside)表示待测动力电池组负端继电器外侧电压，Usp3表示通过第二正极采样点S3提供第二正极采样信号的采样电压，Usp4表示通过第二负极采样点S4提供第二负极采样信号的采样电压，R6表示第六电阻网络的阻值，R7表示第七电阻网络的阻值，R8表示第八电阻网络的阻值，R9表示第九电阻网络的阻值。
在本发明实施例中，电池管理系统中的处理器C1能够利用采集得到的第一正极采样信号、第一负极采样信号、第二正极采样信号和第二负极采样信号，经过计算，得到待测动力电池组继电器内侧电压和待测动力电池组继电器外侧电压。从而实现该高压采样电路高压采样的功能，对电池组的电压进行采集和监控。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种电池高压采样电路，其特征在于，所述电池高压采样电路包括正极继电器、负极继电器、第一正极采样模块、第一负极采样模块、第一正极采样点、第一负极采样点和参考基准电压端；其中，
所述待测动力电池组的正极与所述正极继电器的第一端连接，所述待测动力电池组的负极与所述负极继电器的第一端连接，所述第一正极采样模块和所述第一负极采样模块与所述参考基准电压端连接；并且其中，
所述第一正极采样模块被配置为采集所述正极继电器的第一端的第一正极采样信号；
所述第一负极采样模块被配置为采集所述负极继电器的第一端的第一负极采样信号。
2.根据权利要求1所述的电池高压采样电路，其特征在于，所述电池高压采样电路还包括第一正极采样点和第一负极采样点；
所述第一正极采样模块还被配置为对所述第一正极采样点提供所述第一正极采样信号。
所述第一负极采样模块还被配置为对所述第一负极采样点提供所述第一负极采样信号。
3.根据权利要求2所述的电池高压采样电路，其特征在于，
所述第一正极采样模块的第一端与待测动力电池组的正极和所述正极继电器的第一端连接，所述第一正极采样模块的第二端与所述第一正极采样点和所述参考基准电压端连接；
所述第一负极采样模块的第一端与所述待测动力电池组的负极和所述负极继电器的第一端连接，所述第一负极采样模块的第二端与所述第一负极采样点和所述参考基准电压端连接。
4.根据权利要求2所述的电池高压采样电路，其特征在于，
所述电池高压采样电路还包括第一电压上拉模块，所述第一电压上拉模块与所述第一负极采样点连接，并且所述第一电压上拉模块被配置为将所述第一负极采样信号上拉为正电压信号。
5.根据权利要求2所述的电池高压采样电路，其特征在于，所述第一正极采样模块包括串联的第一电阻网络和第二电阻网络；
所述第一电阻网络的一端与所述待测动力电池组的正极和所述正极继电器的第一端连接，所述第一电阻网络的另一端分别与所述第一正极采样点和所述第二电阻网络的一端连接；
所述第二电阻网络的另一端与所述参考基准电压端连接。
6.根据权利要求5所述的电池高压采样电路，其特征在于，
所述第一正极采样模块还包括第一开关器件，所述第一电阻网络的一端通过所述第一开关器件与所述待测动力电池组的正极连接。
7.根据权利要求2所述的电池高压采样电路，其特征在于，所述第一负极采样模块包括串联的第三电阻网络和第四电阻网络；
所述第三电阻网络的一端与所述参考基准电压端连接，所述第三电阻网络的另一端与所述第一负极采样点和所述第四电阻网络的一端连接；
所述第四电阻网络的另一端与所述待测动力电池组的负极和所述负极继电器的第一端连接。
8.根据权利要求7所述的电池高压采样电路，其特征在于，
所述第一负极采样模块还包括第二开关器件，所述第三电阻网络的一端通过所述第二开关器件与所述参考基准电压端连接。
9.根据权利要求4所述的电池高压采样电路，其特征在于，
所述第一电压上拉模块包括第一直流电压源和第五电阻网络，所述第五电阻网络的一端与所述第一负极采样点连接，所述第五电阻网络的另一端与所述第一直流电压源连接。
10.根据权利要求1所述的电池高压采样电路，其特征在于，所述电池高压采样电路还包括第二正极采样模块和第二负极采样模块；其中，所述第二正极采样模块和所述第二负极采样模块与所述参考基准电压端连接；
所述第二正极采样模块被配置为采集所述正极继电器的第二端的待测动力电池组的第二正极采样信号；
所述第二负极采样模块被配置为采集所述负极继电器的第二端的待测动力电池组的第二负极采样信号。
11.根据权利要求10所述的电池高压采样电路，其特征在于，所述电池高压采样电路还包括第二正极采样点和第二负极采样点；
所述第二正极采样模块还被配置为对所述第二正极采样点提供所述第二正极采样信号；
所述第二负极采样模块还被配置为对所述第二负极采样点提供所述第二负极采样信号。
12.根据权利要求11所述的电池高压采样电路，其特征在于，
所述第二正极采样模块的第一端与所述正极继电器的第二端连接，所述第二正极采样模块的第二端与所述第二正极采样点和所述参考基准电压端连接；
所述第二负极采样模块的第一端与所述负极继电器的第二端连接，所述第二负极采样模块的第二端与所述第二负极采样点连接。
13.根据权利要求11所述的电池高压采样电路，其特征在于，
所述电池高压采样电路还包括第二电压上拉模块，所述第二电压上拉模块与所述第二负极采样点连接，并且所述第二电压上拉模块被配置为将所述第二负极采样信号上拉为正电压信号。
14.根据权利要求11所述的电池高压采样电路，其特征在于，所述第二正极采样模块包括串联的第六电阻网络和第七电阻网络；
所述第六电阻网络的一端与所述正极继电器的第二端连接，所述第六电阻网络的另一端与所述第二正极采样点和所述第七电阻网络的一端连接；
所述第七电阻网络的另一端与所述参考基准电压端连接。
15.根据权利要求14所述的电池高压采样电路，其特征在于，所述第二正极采样模块还包括：
所述第二正极采样模块还包括第三开关器件，所述第六电阻网络的一端通过所述第三开关器件与所述正极继电器的第二端连接。
16.根据权利要求11所述的电池高压采样电路，其特征在于，所述第二负极采样模块包括串联的第八电阻网络和第九电阻网络；
所述第八电阻网络的一端与所述参考基准电压端连接，所述第八电阻网络的另一端与所述第二负极采样点和所述第九电阻网络的一端连接；
所述第九电阻网络的另一端与所述负极继电器的第二端连接。
17.根据权利要求16所述的电池高压采样电路，其特征在于，
所述第二负极采样模块还包括第四开关器件，所述第八电阻网络的一端通过所述第四开关器件与所述参考基准电压端连接。
18.根据权利要求13所述的电池高压采样电路，其特征在于，
所述第二电压上拉模块包括第二直流电压源和第十电阻网络，
所述第十电阻网络的一端与所述第二负极采样点连接，所述第十电阻网络的另一端与所述第二直流电压源连接。
19.一种电池管理系统，其特征在于，包括权利要求1-18中任一所述的电池高压采样电路，以及与所述电池高压采样电路连接的处理器；所述处理器被配置为：
基于第一正极采样信号，计算得到所述正极继电器的第一端的电压，以及基于所述第一负极采样信号，计算所述负极继电器的第一端的电压；
将所述正极继电器的第一端与所述负极继电器的第一端之间的电压作为待测动力电池组继电器内侧电压，根据所述正极继电器的第一端的电压和所述负极继电器的第一端的电压，得到所述待测动力电池组继电器内侧电压。
20.根据权利要求19所述的电池管理系统，其特征在于，所述处理器还被配置为：
基于所述第二正极采样信号，计算在所述正极继电器的第二端的电压，以及基于所述第二负极采样信号，计算在所述正极继电器的第二端的电压；
将所述正极继电器的第二端与所述负极继电器的第二端之间的电压作为待测动力电池组继电器外侧电压，根据所述正极继电器的第二端的电压和所述负极继电器的第二端的电压，得到所述待测动力电池组继电器外侧电压。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108957342A (zh) * 2018-07-24 2018-12-07 欣旺达电动汽车电池有限公司 一种高压电池系统总电压的检测电路及检测方法
CN109407012A (zh) * 2018-12-05 2019-03-01 上海翌芯电子科技有限公司 一种电池管理系统和电池管理方法
EP3451002A1 (en) * 2017-08-29 2019-03-06 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Relay diagnosis circuit, diagnosis method, and battery management system
CN109765495A (zh) * 2019-01-15 2019-05-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及检测方法、电池管理系统
CN109782159A (zh) * 2019-02-25 2019-05-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 高压检测电路及其检测方法
WO2020177639A1 (zh) * 2019-03-01 2020-09-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及检测方法、电池管理系统
CN115144773A (zh) * 2022-09-01 2022-10-04 奉加微电子（昆山）有限公司 电池组的电压测量系统和方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11673482B2 (en) * 2020-12-18 2023-06-13 Preh Gmbh Method and charging device for charging a high-voltage battery of an electric vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006050529A1 (de) * 2006-10-26 2008-04-30 Conti Temic Microelectronic Gmbh Schaltungsanordnung zur Isolations- und Schützüberwachung der Stromversorgung eines Elektroantriebes
CN104220887A (zh) * 2012-03-27 2014-12-17 株式会社Lg化学 具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备及使用该设备的故障自诊断方法
CN105652190A (zh) * 2014-11-27 2016-06-08 黑拉许克联合股份有限公司 利用绝缘监测器的电路部件的开关状态检查
CN208110011U (zh) * 2017-08-29 2018-11-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池高压采样电路和电池管理系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199440B (zh) 2016-06-30 2023-04-25 深圳市科列技术股份有限公司 一种电池管理系统及其使用的电压采样电路、方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006050529A1 (de) * 2006-10-26 2008-04-30 Conti Temic Microelectronic Gmbh Schaltungsanordnung zur Isolations- und Schützüberwachung der Stromversorgung eines Elektroantriebes
CN104220887A (zh) * 2012-03-27 2014-12-17 株式会社Lg化学 具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备及使用该设备的故障自诊断方法
CN105652190A (zh) * 2014-11-27 2016-06-08 黑拉许克联合股份有限公司 利用绝缘监测器的电路部件的开关状态检查
CN208110011U (zh) * 2017-08-29 2018-11-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池高压采样电路和电池管理系统

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10884061B2 (en) 2017-08-29 2021-01-05 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Relay diagnosis circuit, diagnosis method, and battery management system
EP3451002A1 (en) * 2017-08-29 2019-03-06 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Relay diagnosis circuit, diagnosis method, and battery management system
CN108957342A (zh) * 2018-07-24 2018-12-07 欣旺达电动汽车电池有限公司 一种高压电池系统总电压的检测电路及检测方法
CN109407012A (zh) * 2018-12-05 2019-03-01 上海翌芯电子科技有限公司 一种电池管理系统和电池管理方法
US10969419B2 (en) 2019-01-15 2021-04-06 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Insulation detection circuit, detection method and battery management system
CN109765495A (zh) * 2019-01-15 2019-05-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及检测方法、电池管理系统
EP3699014A1 (en) * 2019-02-25 2020-08-26 Contemporary Amperex Technology Co., Limited High voltage detection circuit and method
CN109782159B (zh) * 2019-02-25 2020-10-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 高压检测电路及其检测方法
CN109782159A (zh) * 2019-02-25 2019-05-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 高压检测电路及其检测方法
US11150302B2 (en) 2019-02-25 2021-10-19 Contemporary Amperex Technology Co., Limited High voltage detection circuit and method
WO2020177639A1 (zh) * 2019-03-01 2020-09-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及检测方法、电池管理系统
CN115144773A (zh) * 2022-09-01 2022-10-04 奉加微电子（昆山）有限公司 电池组的电压测量系统和方法
CN115144773B (zh) * 2022-09-01 2022-11-08 奉加微电子（昆山）有限公司 电池组的电压测量系统和方法

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US10761118B2 (en) 2020-09-01
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