CN111220871A - 一种采用spi通信方式的电芯模拟电路 - Google Patents

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李腾飞
王华杰
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/28—Provision in measuring instruments for reference values, e.g. standard voltage, standard waveform

Abstract

本发明公开了一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，该包括SPI通讯隔离电路、数字电位器调节电路、供电电源隔离电路、电芯电压输出电路、电芯短路模拟电路、电芯断路模拟电路，SPI通讯隔离电路与数字电位器调节电路连接，供电电源隔离电路与电芯电压输出电路连接，电芯短路模拟电路与电芯断路模拟电路连接。通过该电路，一方面，提供了一种不同的电芯电压以及模拟了电芯故障，另一方面，电压调节范围宽、精度高，电路的抗干扰能力强、功能稳定。

Description

一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路
技术领域
本发明涉及模拟电路技术领域，具体来说，涉及一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路。
背景技术
电池管理系统作为新能源电动汽车主要部件之一，负责着汽车的能量存储传输控制，影响着电动汽车的性能，寿命和安全。尤其是电池管理系统控制着动力电池的复杂的充放电过程，担负着对动力电池的各种异常状态的检测和应对处理，对于保证动力电池安全、高效运行起着决定性作用。因此电池管理系统的测试变得尤为重要。
如果使用真实电池包对电池管理系统进行测试，不仅电池包电芯电压无法实时控制，不能在短时间内测量不同的电芯电压，而且电池包体积、重量都比较大，不方便搬运。与此同时，电池包也无法模拟短路故障，易发生危险。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本实发明的技术方案是这样实现的：
一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，该电路包括SPI通讯隔离电路、数字电位器调节电路、供电电源隔离电路、电芯电压输出电路、电芯短路模拟电路、电芯断路模拟电路，所述SPI通讯隔离电路与数字电位器调节电路连接，所述供电电源隔离电路与所述电芯电压输出电路连接，所述电芯短路模拟电路与所述电芯断路模拟电路连接。
进一步的，所述SPI通讯隔离电路包括U12、M_SPI0_CLK、M_SPI0_CS1、M_SPI0_ MOSI、M_SPI0_MISO、电容器组件一，其中，所述U12为SPI隔离芯片，所述M_SPI0_CLK、M_ SPI0_CS1、M_SPI0_MOSI、M_SPI0_MISO为SPI信号的输入管脚。
进一步的，所述数字电位器调节电路包括U13、若干电阻、电容器组件二、输出端口，其中，所述U13为数字电位器。
进一步的，SPI信号输入所述M_SPI0_CLK、M_SPI0_CS1、M_SPI0_MOSI、M_SPI0_ MISO，通过所述U12隔离并输出给所述U13数字电位器，所述U13依据SPI信号的解析内容经由输出端口RH_1、RW_1输出对应的电阻值。
进一步的，在所述供电电源隔离电路、电芯电压输出电路中，U8将外部VCC电压与内部电源隔离，并输出电压给U9，将所述U8输入的电压转换为所需电压，其中，所需电压依据输出端口RH_1、RW_1两端的电阻值确定，所述U8为电源隔离芯片，所述U9为电源管理芯片。
进一步的，输出端口RH_1与RW_1两端的电压，通过控制所述电芯短路模拟电路、电芯断路模拟电路分别模拟电芯出现短路、断路的异常情况。
进一步的，SPI通信和电源供电均采用隔离方式。
本发明的有益效果：通过该电路，一方面，提供了一种不同的电芯电压以及模拟了电芯故障，另一方面，电压调节范围宽、精度高，电路的抗干扰能力强、功能稳定。
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获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路的SPI通讯隔离电路和数字电位器调节电路结构框图；
图2是根据发明实施例所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路的供电电源隔离电路和电芯电压输出电路结构框图；
图3是根据本发明实施例所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路的电芯短路模拟电路和电芯断路模拟电路结构框图。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，根据本发明实施例所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，包括SPI通讯隔离电路1、数字电位器调节电路2、供电电源隔离电路3、电芯电压输出电路4、电芯短路模拟电路5、电芯断路模拟电路6，所述SPI通讯隔离电路1与数字电位器调节电路2连接，所述供电电源隔离电路3与所述电芯电压输出电路4连接，所述电芯短路模拟电路5与所述电芯断路模拟电路6连接。
在本发明的一个具体实施例中，所述SPI通讯隔离电路1包括U12、M_SPI0_CLK、M_ SPI0_CS1、M_SPI0_MOSI、M_SPI0_MISO、电容器组件一，其中，所述U12为SPI隔离芯片，所述M_SPI0_CLK、M_SPI0_CS1、M_SPI0_MOSI、M_SPI0_MISO为SPI信号的输入管脚。
在本发明的一个具体实施例中，所述数字电位器调节电路2包括U13、若干电阻、电容器组件二、输出端口，其中，所述U13为数字电位器。
在本发明的一个具体实施例中，SPI信号输入所述M_SPI0_CLK、M_SPI0_CS1、M_ SPI0_MOSI、M_SPI0_MISO，通过所述U12隔离并输出给所述U13数字电位器，所述U13依据SPI信号的解析内容经由输出端口RH_1、RW_1输出对应的电阻值。
在本发明的一个具体实施例中，在所述供电电源隔离电路3、电芯电压输出电路4中，U8将外部VCC电压与内部电源隔离，并输出电压给U9，将所述U8输入的电压转换为所需电压，其中，所需电压依据输出端口RH_1、RW_1两端的电阻值确定，所述U8为电源隔离芯片，所述U9为电源管理芯片。
在本发明的一个具体实施例中，输出端口RH_1与RW_1两端的电压，通过控制所述电芯短路模拟电路5、电芯断路模拟电路6分别模拟电芯出现短路、断路的异常情况。
在本发明的一个具体实施例中，SPI通信和电源供电均采用隔离方式。
在本发明的一个具体实施例中，电芯模拟电路中数字电位器调节电路具有大的阻值变化范围且精度高，能够与电芯电压输出电路配合输出范围宽、精度高的电压值。
在本发明的一个具体实施例中，RH_1与RW_1两端的电压，通过控制电芯短路模拟电路5、电芯断路模拟电路6分别模拟电芯出现短路、断路的异常情况。当模拟断路时，控制RELAY1_1使继电器动作，则U10的2、3断开（3、4闭合），6、7断开（5、6闭合），从而实现断路；当模拟短路时，控制RELAY1_1、RELAY1_2使继电器动作，则U10的2、3断开（3、4闭合），6、7断开（5、6闭合）,同时U11的2、3断开（3、4闭合），6、7断开（5、6闭合），则RH_1短接到AGND1从而实现短路。
在本发明的一个具体实施例中，所述的采用SPI通信方式的电芯模拟电路，具有模拟电芯短路、断路的功能。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过该电路，一方面，提供了一种不同的电芯电压以及模拟了电芯故障，另一方面，电压调节范围宽、精度高，电路的抗干扰能力强、功能稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，其特征在于，包括：SPI通讯隔离电路（1）、数字电位器调节电路（2）、供电电源隔离电路（3）、电芯电压输出电路（4）、电芯短路模拟电路（5）、电芯断路模拟电路（6），所述SPI通讯隔离电路（1）与数字电位器调节电路（2）连接，所述供电电源隔离电路（3）与所述电芯电压输出电路（4）连接，所述电芯短路模拟电路（5）与所述电芯断路模拟电路（6）连接。
2. 根据权利要求1所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，其特征在于，所述SPI通讯隔离电路（1）包括U12、M_SPI0_CLK、M_SPI0_CS1、M_SPI0_MOSI、M_SPI0_MISO、电容器组件一，其中，所述U12为 SPI隔离芯片，所述M_SPI0_CLK、M_SPI0_CS1、M_SPI0_MOSI、M_ SPI0_MISO为SPI信号的输入管脚。
3.根据权利要求1所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，其特征在于，所述数字电位器调节电路（2）包括U13、若干电阻、电容器组件二、输出端口，其中，所述U13为数字电位器。
4.根据权利要求2或3所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，其特征在于，SPI信号输入所述M_SPI0_CLK、M_SPI0_CS1、M_SPI0_MOSI、M_SPI0_MISO，通过所述U12隔离并输出给所述U13数字电位器，所述U13依据SPI信号的解析内容经由输出端口RH_1、RW_1输出对应的电阻值。
5.根据权利要求1所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，其特征在于，在所述供电电源隔离电路（3）、电芯电压输出电路（4）中，U8将外部VCC电压与内部电源隔离，并输出电压给U9，将所述U8输入的电压转换为所需电压，其中，所需电压依据输出端口RH_1、RW_ 1两端的电阻值确定，所述U8为电源隔离芯片，所述U9为电源管理芯片。
6.根据权利要求1、4、5所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，其特征在于，输出端口RH_1与RW_1两端的电压，通过控制所述电芯短路模拟电路（5）、电芯断路模拟电路（6）分别模拟电芯出现短路、断路的异常情况。
7.根据权利要求1所述的一种采用SPI通信方式的电芯模拟电路，其特征在于，SPI通信和电源供电均采用隔离方式。
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