CN110609242A - 单体电压采集电路、方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池管理系统技术领域，公开了一种单体电压采集电路、方法及装置。本发明通过设置电压采样电路、信号隔离电路及微控制器构成单体电压采集电路；电压采样电路与信号隔离电路连接，信号隔离电路与微控制器连接；其中，电压采样电路，用于获取电池组中单体电池的采样电压，电池组包括若干串联的单体电池；信号隔离电路，用于将采样电压无损处理转换为电压信号，并输出电压信号至所述微控制器；微控制器，用于接收电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。通过上述方式，实现对金属空气电池的单体电压采集，解决了现有技术无法满足金属空气电池工作电压平台的电压采集需求的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理系统技术领域，尤其涉及一种单体电压采集电路、方法及装置。
背景技术
近年来随着国家政策的大力扶持，以及科学技术的不断进步，电动汽车有了长足的发展，2017年全国的电动汽车销量达到了77万辆，保有量超过了160万辆，占到了全球总额的一半，发展电动汽车可以优化能源消耗结构，可以减少城市交通的大气污染，但是电动汽车进一步发展的痛点，以及制约消费者对于电动汽车购买意愿的还是电动汽车的续航里程和电动汽车充电时间长的问题。超过锂电池能量密度好几倍的金属空气电池应运而生，但是金属空气电池1V左右的工作电压平台与锂电池3V左右的工作电压平台相比略低，市场上现有成熟的锂电池电压采集芯片，不能够满足金属空气电池全工作范围下的电压采集工作，并且金属空气电池不需要充电，也不需要均衡，如果使用锂电池的电压采集芯片势必将会增加成本。
在实验环境下，金属空气电池放电结束，可能会有断开其中一节金属负电极的动作，由于金属空气电池的独有特性，被断开的金属负电极的相邻两节电池并不是如锂电池一样处于断路状态，而可能会有一个高电压，此时需要对电池采集端口做相应的保护处理，而现有成熟的电压采集芯片都不具有此项功能。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种单体电压采集电路、方法及装置，旨在解决现有技术无法满足金属空气电池工作电压平台的电压采集需求的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种单体电压采集电路，所述单体电压采集电路包括电压采样电路、信号隔离电路及微控制器；所述电压采样电路与所述信号隔离电路连接，所述信号隔离电路与所述微控制器连接；其中，
所述电压采样电路，用于获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池；
所述信号隔离电路，用于将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器；
所述微控制器，用于接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。
优选地，所述电压采样电路包括第一模拟开关、第二模拟开关及差分放大器；其中，所述第一模拟开关的输入端与所述单体电池的负极连接，所述第二模拟开关的输入端与所述单体电池的正极连接，所述第一模拟开关的模拟量输出端与所述差分放大器的负输入端连接，所述第二模拟开关的模拟量输出端与所述差分放大器的正输入端连接。
优选地，所述电压采样电路还包括第一电源、第二电源、第一电源地及第二电源地；其中，所述第一模拟开关的电源端与所述第一电源连接，所述第一模拟开关的接地端与所述第一电源地连接；所述第二模拟开关的电源端与所述第二电源连接，所述第二模拟开关的接地端与所述第二电源地连接。
优选地，所述信号隔离电路包括第一电阻、二极管、电容及模数转换芯片；其中，所述差分放大器的输出端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述模数转换芯片的模拟电压输入端连接，所述第一电阻的第二端还与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端接地，所述第一电阻的第二端还与所述二极管的负极连接，所述二极管的正极与电源连接。
优选地，所述信号隔离电路还包括数字隔离芯片、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第五电阻；其中，所述数字隔离芯片的第一片选信号端与所述模数转换芯片的片选信号端连接，所述数字隔离芯片的第一数据端与所述模数转换芯片的数据端连接，所述数字隔离芯片的第一时钟控制端与所述模数转换芯片的时钟控制端连接；所述数字隔离芯片的第二片选信号端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述微控制器连接，所述数字隔离芯片的第二数据端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述微控制器连接，所述数字隔离芯片的第二时钟控制端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述微控制器连接。
优选地，所述数字隔离芯片的第一控制端与所述第一模拟开关的控制端连接，所述数字隔离芯片的第一控制端还与所述第二模拟开关的控制端连接，所述数字隔离芯片的第二控制端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述微控制器连接。
优选地，所述信号隔离电路还包括电源隔离芯片；其中，所述电源隔离芯片的第一电源端与所述微控制器的电源端连接，所述电源隔离芯片的第一接地端与所述微控制器的接地端连接。
优选地，所述信号隔离电路还包括第三电源、第四电源、第三电源地及第四电源地；其中，所述电源隔离芯片的第一电源端与所述第三电源连接，所述电源隔离芯片的第一接地端与所述第三电源地连接；所述电源隔离芯片的第二电源端与所述第四电源连接，所述电源隔离芯片的第二接地端与所述第四电源地连接。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种单体电压采集方法，所述方法包括以下步骤：
获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池；
将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器；
接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种单体电压采集装置，所述装置包括如上文所述的单体电压采集电路，或者应用如上文所述的单体电压采集方法。
本发明通过设置电压采样电路、信号隔离电路及微控制器构成单体电压采集电路；所述电压采样电路与所述信号隔离电路连接，所述信号隔离电路与所述微控制器连接；其中，所述电压采样电路，用于获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池；所述信号隔离电路，用于将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器；所述微控制器，用于接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。实现对金属空气电池的单体电压采集，解决了现有技术无法满足金属空气电池工作电压平台的电压采集需求的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明一种单体电压采集电路一实施例的功能模块图；
图2为本发明一种单体电压采集电路一实施例的电路结构图；
图3为本发明一种单体电压采集方法第一实施例的流程示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种单体电压采集电路。
参照图1，在本发明实施例中，所述单体电压采集电路包括电压采样电路100、信号隔离电路200及微控制器300；所述电压采样电路100与所述信号隔离电路200连接，所述信号隔离电路200与所述微控制器300连接；其中，
所述电压采样电路100，用于获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池。本实施例中，所述电压采样电路100与所述电池组连接，例如所述电池组包括12节电池，将12节电池分为一组，通过设置第一模拟开关101及第二模拟开关102，分别与所述电池组连接，其中，第二模拟开关102的第一输入端连接12节电池中的第一节电池正极，第二模拟开关102的第二输入端连接第二节电池正极，以此类推，第二模拟开关102的第十二输入端连接第十二节电池正极；第一模拟开关101的第一输入端连接12节电池中的第一节电池负极，第一模拟开关101的第二输入端连接第二节电池负极，以此类推，第一模拟开关101的第十二输入端连接第十二节电池负极。
需要说明的是，通过所述微控制器300可以控制第一模拟开关101和第二模拟开关102的控制端Addr，同时选通第一模拟开关101的第一输入端及第二模拟开关102的第一输入端导通，第一模拟开关101的模拟量输出端AO的电压为去除第一节电池电压的后十一节电池的电压值总和，第二模拟开关102的模拟量输出端AO的电压值为十二节电池的电压值总和，以此类推，再依次同时选通第一模拟开关101的第二输入端及第二模拟开关102的第二输入端，第一模拟开关101的第三输入端及第二模拟开关102的第三输入端，……，同时选通第一模拟开关101的第十二输入端及第二模拟开关102的第十二输入端，可以分别得到12节电池的单体电池电压值。第一模拟开关101的模拟量输出端AO可以连接差分放大器的负输入端，第二模拟开关102的模拟量输出端AO可以连接差分放大器的正输入端，若差分放大器的放大倍数为1，同时选通第一模拟开关101的第一输入端及第二模拟开关102的第一输入端导通，则差分放大器的输出电压即为所述电池组中第一节电池的电压值，即所述电压采样电路100获取电池组中单体电池的采样电压。
所述信号隔离电路200，用于将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器。本实施例中，所述信号隔离电路200可以包括模数转换芯片400、数字隔离芯片500及电源隔离芯片600，所述信号隔离电路200对所述采样电压进行无损处理后经隔离芯片传递给微控制器300处理。对于电池组单体电池的电压较高的应用情况，所述信号隔离电路200可以对所述采样电压进行缩放，使该电压可以符合所述微控制器300的处理范围。
所述微控制器300，用于接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。本实施例中，所述微控制器300即微控制单元(Micro controller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。所述微控制器300可以通过SPI总线与模数转换芯片400进行通讯，模数转换芯片400的片选信号端CS接收到所述微控制器300输出的低电平，模数转换芯片400即被选通。所述模数转换芯片400接收到所述微控制器300输出一定频率的时钟信号后，所述微控制器300可以接收到一节电池的电压值经过模数转换芯片400转换后的二进制电池电压值，即所述微控制器300获取对应的单体电池的电压信号。
需要说明的是，所述单体电压采集电路可应用于金属空气电池，燃料电池等电池的单体电压采集方案中。
本发明技术方案通过设置电压采样电路100、信号隔离电路200及微控制器300构成单体电压采集电路；所述电压采样电路100与所述信号隔离电路200连接，所述信号隔离电路200与所述微控制器300连接；其中，所述电压采样电路100，用于获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池；所述信号隔离电路200，用于将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器300；所述微控制器300，用于接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。通过上述方式，实现对金属空气电池的单体电压采集，解决了现有技术无法满足金属空气电池工作电压平台的电压采集需求的技术问题。
进一步地，参照图2，图2为本发明一种单体电压采集电路一实施例的电路结构图；所述电压采样电路100包括第一模拟开关101、第二模拟开关102及差分放大器；其中，所述第一模拟开关101的输入端与所述单体电池的负极连接，所述第二模拟开关102的输入端与所述单体电池的正极连接，所述第一模拟开关101的模拟量输出端AO与所述差分放大器的负输入端连接，所述第二模拟开关102的模拟量输出端AO与所述差分放大器的正输入端连接。
需要说明的是，所述第一模拟开关101的输入端与所述单体电池的负极连接，例如所述电池组包括12节电池，将12节电池分为一组，第一模拟开关101的第一输入端连接12节电池中的第一节电池负极，第一模拟开关101的第二输入端连接第二节电池负极，以此类推，第一模拟开关101的第十二输入端连接第十二节电池负极。所述第二模拟开关102的输入端与所述单体电池的正极连接，例如所述电池组包括12节电池，将12节电池分为一组，第二模拟开关102的第一输入端连接12节电池中的第一节电池正极，第二模拟开关102的第二输入端连接第二节电池正极，以此类推，第二模拟开关102的第十二输入端连接第十二节电池正极。易于理解的是，第一模拟开关101的模拟量输出端AO可以连接差分放大器的负输入端，第二模拟开关102的模拟量输出端AO可以连接差分放大器的正输入端，若差分放大器的放大倍数为1，同时选通第一模拟开关101的第一输入端及第二模拟开关102的第一输入端导通，则差分放大器的输出电压即为所述电池组中第一节电池的电压值，即所述电压采样电路100获取电池组中单体电池的采样电压。
进一步地，所述电压采样电路100还包括第一电源VCC1、第二电源VCC2、第一电源地GND1及第二电源地GND2；其中，所述第一模拟开关101的电源端VCC与所述第一电源VCC1连接，所述第一模拟开关101的接地端GND与所述第一电源地GND1连接；所述第二模拟开关102的电源端VCC与所述第二电源VCC2连接，所述第二模拟开关102的接地端GND与所述第二电源地GND2连接。
需要说明的是，所述单体电压采集电路采用模拟开关，模拟开关包括第一模拟开关101及第二模拟开关102，其中，所述第一模拟开关101由第一电源VCC1常电供电，所述第二模拟开关102由第二电源VCC2常电供电，保证在任何工作状态下，所述单体电压采集电路可以正常工作，例如，所述电池组包括12节电池，将12节电池分为一组，则第一电源VCC1及第二电源VCC2的电压值需要高于12节电池最高单体电压的电压值总和，防止单体电池的电压过低且低于所述单体电压采集电路的供电电压时，所述单体电压采集电路不工作。
易于理解的是，例如，所述电池组包括12节电池，可以将12节电池分为一组，因此当断开一节金属空气电池的负电极时，12节电池内所产生的高电压不会高于12节电池电压的电压总和，保护了单体电压采集电路，防止高电压击穿单体电压采集单路。
进一步地，所述信号隔离电路200包括第一电阻R1、二极管D1、电容C1及模数转换芯片400；其中，所述差分放大器的输出端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述模数转换芯片400的模拟电压输入端VIN连接，所述第一电阻R1的第二端还与所述电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端接地，所述第一电阻R1的第二端还与所述二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极与电源连接。
需要说明的是，所述第一电阻R1及电容C1可以组成RC滤波电路，当差分放大器的输出电压高于第一电源VCC1的电压值时，所述二极管D1用于保护模数转换芯片400的模拟电压输入端VIN不被高电压击穿。
进一步地，所述信号隔离电路200还包括数字隔离芯片500、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5；其中，所述数字隔离芯片500的第一片选信号端CSA与所述模数转换芯片400的片选信号端CS连接，所述数字隔离芯片500的第一数据端SA与所述模数转换芯片400的数据端SDATA连接，所述数字隔离芯片500的第一时钟控制端SCLKA与所述模数转换芯片400的时钟控制端SCLK连接；所述数字隔离芯片500的第二片选信号端CSB与所述第三电阻R3的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述微控制器300连接，所述数字隔离芯片500的第二数据端SB与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述微控制器300连接，所述数字隔离芯片500的第二时钟控制端SCLKB与所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述微控制器300连接。
需要说明的是，所述数字隔离芯片500各输入端的电源及接地需要同所述数字隔离芯片500的各输出端的电源及接地隔离。所述数字隔离芯片500的隔离耦合方式可以为光耦合或磁耦合或电容耦合等，本实施例对此不加以限制。
进一步地，所述数字隔离芯片500的第一控制端AddrA与所述第一模拟开关101的控制端Addr连接，所述数字隔离芯片500的第一控制端AddrA还与所述第二模拟开关102的控制端Addr连接，所述数字隔离芯片500的第二控制端AddrB与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述微控制器300连接。
需要说明的是，所述第一模拟开关101及所述第二模拟开关102的控制端Addr经过所述数字隔离芯片500与所述微控制器300的信号控制端P0相连。所述第二电阻R2作为限流电阻，用于保护所述微控制器300的信号控制端P0。
进一步地，所述信号隔离电路200还包括电源隔离芯片600；其中，所述电源隔离芯片600的第一电源端VCCA与所述微控制器300的电源端VCC连接，所述电源隔离芯片600的第一接地端GNDA与所述微控制器300的接地端GND连接。
进一步地，所述信号隔离电路200还包括第三电源VCC3、第四电源VCC4、第三电源地GND3及第四电源地GND4；其中，所述电源隔离芯片600的第一电源端VCCA与所述第三电源VCC3连接，所述电源隔离芯片600的第一接地端GNDA与所述第三电源地GND3连接；所述电源隔离芯片600的第二电源端VCCB与所述第四电源VCC4连接，所述电源隔离芯片600的第二接地端GNDB与所述第四电源地GND4连接。
需要说明的是，所述单体电压采集电路包括电源隔离芯片600，其中，所述电源隔离芯片600由第三电源VCC3及第四电源VCC4常电供电，保证在任何工作状态下，所述电源隔离芯片600可以正常工作。所述电源隔离芯片600将电池侧的高电压与所述微控制器300侧的低电压相互隔离。
本发明实施例还提供了一种单体电压采集方法，参照图3，图3为本发明一种单体电压采集方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述单体电压采集方法包括以下步骤：
步骤S10：获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池。
需要说明的是，所述电压采样电路获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池。所述电压采样电路与所述电池组连接，例如所述电池组包括12节电池，将12节电池分为一组，通过设置第一模拟开关及第二模拟开关，分别与所述电池组连接，其中，第二模拟开关的第一输入端连接12节电池中的第一节电池正极，第二模拟开关的第二输入端连接第二节电池正极，以此类推，第二模拟开关的第十二输入端连接第十二节电池正极；第一模拟开关的第一输入端连接12节电池中的第一节电池负极，第一模拟开关的第二输入端连接第二节电池负极，以此类推，第一模拟开关的第十二输入端连接第十二节电池负极。
易于理解的是，通过所述微控制器300可以控制第一模拟开关及第二模拟开关的控制端Addr，同时选通第一模拟开关的第一输入端及第二模拟开关的第一输入端导通，第一模拟开关的模拟量输出端AO的电压为去除第一节电池电压的后十一节电池的电压值总和，第二模拟开关的模拟量输出端AO的电压值为十二节电池的电压值总和，以此类推，再依次同时选通第一模拟开关的第二输入端及第二模拟开关的第二输入端，第一模拟开关的第三输入端及第二模拟开关的第三输入端，……，同时选通第一模拟开关的第十二输入端及第二模拟开关的第十二输入端，可以分别得到12节电池的单体电池电压值。第一模拟开关的模拟量输出端AO可以连接差分放大器的负输入端，第二模拟开关的模拟量输出端AO可以连接差分放大器的正输入端，若差分放大器的放大倍数为1，同时选通第一模拟开关的第一输入端及第二模拟开关的第一输入端导通，则差分放大器的输出电压即为所述电池组中第一节电池的电压值，即所述电压采样电路100获取电池组中单体电池的采样电压。
步骤S20：将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器。
需要说明的是，所述信号隔离电路将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器。所述信号隔离电路可以包括模数转换芯片、数字隔离芯片及电源隔离芯片，所述信号隔离电路对所述采样电压进行无损处理后经隔离芯片传递给微控制器处理。对于电池组单体电池的电压较高的应用情况，所述信号隔离电路可以对所述采样电压进行缩放，使该电压可以符合所述微控制器的处理范围。
步骤S30：接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。
需要说明的是，所述微控制器100接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。所述微控制器100即微控制单元(Micro controller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(CentralProcess Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。所述微控制器可以通过SPI总线与模数转换芯片进行通讯，模数转换芯片的片选信号端CS接收到所述微控制器输出的低电平，模数转换芯片即被选通。所述模数转换芯片接收到所述微控制器输出一定频率的时钟信号后，所述微控制器可以接收到一节电池的电压值经过模数转换芯片转换后的二进制电池电压值，即所述微控制器获取对应的单体电池的电压信号。
需要说明的是，所述单体电压采集电路可应用于金属空气电池，燃料电池等电池的单体电压采集方案中。
本发明实施例通过获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池；将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器；接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。通过上述方式，实现对金属空气电池的单体电压采集，解决了现有技术无法满足金属空气电池工作电压平台的电压采集需求的技术问题。
为实现上述目的，本发明还提出一种单体电压采集装置，本发明实施例提出的单体电压采集装置包括如上文所述的单体电压采集电路，或者应用如上文所述的单体电压采集方法。该单体电压采集装置的具体结构参照上述实施例，由于本单体电压采集装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的单体电压采集方法，此处不再赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种单体电压采集电路，其特征在于，所述单体电压采集电路包括电压采样电路、信号隔离电路及微控制器；所述电压采样电路与所述信号隔离电路连接，所述信号隔离电路与所述微控制器连接；其中，
所述电压采样电路，用于获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池；
所述信号隔离电路，用于将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器；
所述微控制器，用于接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压采样电路包括第一模拟开关、第二模拟开关及差分放大器；其中，所述第一模拟开关的输入端与所述单体电池的负极连接，所述第二模拟开关的输入端与所述单体电池的正极连接，所述第一模拟开关的模拟量输出端与所述差分放大器的负输入端连接，所述第二模拟开关的模拟量输出端与所述差分放大器的正输入端连接。
3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电压采样电路还包括第一电源、第二电源、第一电源地及第二电源地；其中，所述第一模拟开关的电源端与所述第一电源连接，所述第一模拟开关的接地端与所述第一电源地连接；所述第二模拟开关的电源端与所述第二电源连接，所述第二模拟开关的接地端与所述第二电源地连接。
4.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述信号隔离电路包括第一电阻、二极管、电容及模数转换芯片；其中，所述差分放大器的输出端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述模数转换芯片的模拟电压输入端连接，所述第一电阻的第二端还与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端接地，所述第一电阻的第二端还与所述二极管的负极连接，所述二极管的正极与电源连接。
5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述信号隔离电路还包括数字隔离芯片、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第五电阻；其中，所述数字隔离芯片的第一片选信号端与所述模数转换芯片的片选信号端连接，所述数字隔离芯片的第一数据端与所述模数转换芯片的数据端连接，所述数字隔离芯片的第一时钟控制端与所述模数转换芯片的时钟控制端连接；所述数字隔离芯片的第二片选信号端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述微控制器连接，所述数字隔离芯片的第二数据端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述微控制器连接，所述数字隔离芯片的第二时钟控制端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述微控制器连接。
6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述数字隔离芯片的第一控制端与所述第一模拟开关的控制端连接，所述数字隔离芯片的第一控制端还与所述第二模拟开关的控制端连接，所述数字隔离芯片的第二控制端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述微控制器连接。
7.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述信号隔离电路还包括电源隔离芯片；其中，所述电源隔离芯片的第一电源端与所述微控制器的电源端连接，所述电源隔离芯片的第一接地端与所述微控制器的接地端连接。
8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述信号隔离电路还包括第三电源、第四电源、第三电源地及第四电源地；其中，所述电源隔离芯片的第一电源端与所述第三电源连接，所述电源隔离芯片的第一接地端与所述第三电源地连接；所述电源隔离芯片的第二电源端与所述第四电源连接，所述电源隔离芯片的第二接地端与所述第四电源地连接。
9.一种单体电压采集方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取电池组中单体电池的采样电压，所述电池组包括若干串联的单体电池；
将所述采样电压无损处理转换为电压信号，并输出所述电压信号至所述微控制器；
接收所述电压信号并进行模数转换，获取对应的单体电池的电压信号。
10.一种单体电压采集装置，其特征在于，所述装置包括如权利要求1～8任一项所述的单体电压采集电路，或者应用如权利要求9所述的单体电压采集方法。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112421661A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电池控制系统、储能系统及其控制方法 |
| CN112731189A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-04-30 | 清华大学 | 电池组模拟与bms精度检测系统 |
| CN113189395A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-07-30 | 武汉信测标准技术服务有限公司 | 一种多路复用电压降测试电路 |
| CN113589026A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-11-02 | 科大国创新能科技有限公司 | 一种基于功能安全的高压采集电路 |
| CN114252791A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-29 | 成都思瑞浦微电子科技有限公司 | 一种电池组同步测量电路 |
| CN115219770A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 昆山硕通电子有限公司 | 电压检测装置、电压采样电路及隔离电源 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203909136U (zh) * | 2014-05-22 | 2014-10-29 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 一种单体电池电压采集电路及具有其的电池管理系统 |
| CN204495901U (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-22 | 宁波拜特测控技术有限公司 | 一种电动汽车电池组单体电压采集系统 |
| CN106556728A (zh) * | 2015-09-24 | 2017-04-05 | 何志杰 | 一种基于hcnr201的电压采集隔离电路 |
| CN206362909U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-07-28 | 北京知行新能科技有限公司 | 蓄电池组电池状态监测装置 |
| CN207630978U (zh) * | 2017-11-21 | 2018-07-20 | 简式国际汽车设计（北京）有限公司 | 电池包绝缘故障定位装置 |
| CN208140895U (zh) * | 2018-04-28 | 2018-11-23 | 广东电网有限责任公司 | 一种变电站用高阻采集铅酸蓄电池电压测试装置 |
| CN209267438U (zh) * | 2019-01-30 | 2019-08-16 | 内江市凌辉电子科技有限公司 | 一种带启动控制的隔离直流开关电源 |
-
2019
- 2019-10-31 CN CN201911057972.3A patent/CN110609242B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203909136U (zh) * | 2014-05-22 | 2014-10-29 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 一种单体电池电压采集电路及具有其的电池管理系统 |
| CN204495901U (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-22 | 宁波拜特测控技术有限公司 | 一种电动汽车电池组单体电压采集系统 |
| CN106556728A (zh) * | 2015-09-24 | 2017-04-05 | 何志杰 | 一种基于hcnr201的电压采集隔离电路 |
| CN206362909U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-07-28 | 北京知行新能科技有限公司 | 蓄电池组电池状态监测装置 |
| CN207630978U (zh) * | 2017-11-21 | 2018-07-20 | 简式国际汽车设计（北京）有限公司 | 电池包绝缘故障定位装置 |
| CN208140895U (zh) * | 2018-04-28 | 2018-11-23 | 广东电网有限责任公司 | 一种变电站用高阻采集铅酸蓄电池电压测试装置 |
| CN209267438U (zh) * | 2019-01-30 | 2019-08-16 | 内江市凌辉电子科技有限公司 | 一种带启动控制的隔离直流开关电源 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112421661A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电池控制系统、储能系统及其控制方法 |
| CN113189395A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-07-30 | 武汉信测标准技术服务有限公司 | 一种多路复用电压降测试电路 |
| CN112731189A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-04-30 | 清华大学 | 电池组模拟与bms精度检测系统 |
| CN113589026A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-11-02 | 科大国创新能科技有限公司 | 一种基于功能安全的高压采集电路 |
| CN113589026B (zh) * | 2021-07-12 | 2023-07-21 | 科大国创新能科技有限公司 | 一种基于功能安全的高压采集电路 |
| CN114252791A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-29 | 成都思瑞浦微电子科技有限公司 | 一种电池组同步测量电路 |
| CN115219770A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 昆山硕通电子有限公司 | 电压检测装置、电压采样电路及隔离电源 |
Also Published As
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