CN112421130A - 一种电池管理系统及其电压采样控制电路和电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电池管理系统及其电压采样控制电路和电动汽车，该电压采样控制电路具体包括高压输入端、分压电路、开关电路、MOS管、采样电路和高压输出端。通过开关电路的控制，可以实现将高压输入端输出的电压经过MOS管输出到采样电路，并使采样电路将采样电压输出到模拟前端芯片实现电压采样。由于本电路结构简单，节省了高低压之间隔离所需的很多器件，从而降低了成本。

Description

一种电池管理系统及其电压采样控制电路和电动汽车
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，更具体地说，涉及一种电池管理系统及其电压采样控制电路和电动汽车。
背景技术
电池管理系统BMS是电动汽车中的关键装置，用于对电池进行管理，为了实现对电池进行管理，需要对电池的电压进行数据采集。现有技术中，是通过电压部分单片机来控制光耦继电器的开关，高压经过电阻分压后，通过专门的A/D转换芯片对电压进行采集，然后通过隔离通信方式将采集的电压数据输出到低压部分单片机，控制方式复杂，导致成本较高。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种电池管理系统及其电压采样控制电路和电动汽车，以降低成本。
为了实现上述目的，现提出的方案如下：
一种电压采样控制电路，应用于电动汽车的电池管理系统，所述电压采样控制电路包括高压输入端、分压电路、开关电路、MOS管、采样电路和高压输出端，其中：
所述高压输入端分别与所述电动汽车的电压输出端、所述MOS管的源极电连接；
所述分压电路的一端与所述高压输入端电连接、另一端与所述开关电路电连接，并设置有用于输出分压信号的分压信号输出端；
所述开关电路的开关信号输入端与所述电池管理系统的模拟前端芯片的电压输出端电连接、当接收到所述模拟前端芯片输出的开启信号时控制所述分压电路导通，以使所述分压信号输出端输出所述分压信号；
所述MOS管的栅极与所述分压信号输出端电连接；
所述采样电路的一端与所述MOS管的漏极电连接、另一端接地，并设置有采样信号输出端，所述采样信号输出端与所述高压输出端电连接；
所述高压输出端与所述模拟前端芯片的采样输入端电连接。
可选的，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，其中：
所述第一分压电阻的一端与所述高压输入端电连接、另一端与所述第二分压电阻的一端电连接、且作为所述分压信号输出端；
所述第二分压电阻的另一端与所述开关电路电连接。
可选的，所述开关电路包括第三分压电阻、第四分压电阻和一个三极管，其中：
所述第三分压电阻的一端与所述模拟前端芯片的电压输出端电连接、另一端与所述三极管的基极、所述第四分压电阻的一端电连接；
所述三极管的发射极与所述第四分压电阻的另一端电连接且接地、集电极与所述分压电路电连接。
可选的，所述采样电路包括第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻，其中：
所述第一采样电阻的一端与所述MOS管的漏极电连接、另一端与所述第二采样电阻电连接；
所述第二采样电阻的另一端作为所述采样信号输出端、且与所述第三采样电阻的一端电连接；
所述第三采样电阻的另一端接地。
可选的，所述电压采样控制电路还包括第一保护电容和第二保护电容，其中：
所述第一保护电容与所述高压输入端电连接、另一端与所述第二保护电容的一端电连接；
所述第二保护电容的另一端接地。
可选的，所述电压采样控制电路还包括齐纳二极管，其中：
所述齐纳二极管的负极与所述MOS管的源极电连接、正极与所述MOS管的栅极电连接。
可选的，所述电压采样控制电路还包括第一放电电容和第二放电电容，其中：
所述第一放电电容的一端与所述MOS管的栅极电连接、另一端与所述MOS管的漏极电连接；
所述第二放电电容的一端与所述MOS管的漏极电连接、另一端接地。
可选的，所述电压采样控制电路还包括滤波电容，其中：
所述滤波电容的一端与所述高压输出端电连接、另一端接地。
一种电池管理系统，应用于电动汽车，其特征在于，设置有如上所述的电压采样控制电路。
一种电动汽车，设置有如上所述的电池管理系统。
从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种电池管理系统及其电压采样控制电路和电动汽车，该电压采样控制电路具体包括高压输入端、分压电路、开关电路、MOS管、采样电路和高压输出端。通过开关电路的控制，可以实现将高压输入端输出的电压经过MOS管输出到采样电路，并使采样电路将采样电压输出到模拟前端芯片实现电压采样。由于本电路结构简单，节省了高低压之间隔离所需的很多器件，从而降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例的一种电压采样控制电路的电路图；
图2为本申请实施例的另一种电压采样控制电路的电路图；
图3为本申请实施例的又一种电压采样控制电路的电路图；
图4为本申请实施例的又一种电压采样控制电路的电路图；
图5为本申请实施例的又一种电压采样控制电路的电路图；
图6为本申请实施例的又一种电压采样控制电路的电路图；
图7为本申请实施例的又一种电压采样控制电路的电路图；
图8为本申请实施例的又一种电压采样控制电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例一
图1为本申请实施例的电压采样控制电路的电路图。
如图1所示，本实施例提供的电压采样控制电路应用于电动汽车的电池管理系统BMS，用于控制电池管理系统的前端模拟芯片对电动汽车的电池的输出电压进行采样。该控制电路具体包括高压输入端VI、分压电路10、开关电路20、MOS管30、采样电路40和高压输出端VO。
其中，高压输入端用于连接电动汽车的电池的电压输出端，用于从电池的电压输出端接收电池输出的高压。该高压输出端与分压电路、MOS管的源极连接。
前端模拟芯片在上电时通过相应的电压输出端Vcom输出5伏电压，该开关电路在接收到该5伏电压后向分压电路输出开启信号，该开启信号用于控制分压电路开始工作，并使该分压电路对高压输入端输入的高压进线分压，从而使该分压电路的分压信号输出端11输出分压信号。
该分压电路的分压信号输出端与MOS管的栅极连接，在该分压信号输出端输出分压信号时，该MOS管导通。该MOS管的源极与高压输入端相连接、漏极则与采样电路相连接，以将电池输入的高压输出到该采样电路。
采样电路利用分压原理对经过MOS管输入的高压进线采样，得到采样电压并输出到与其连接的高压输出端。高压输出端与前述前端模拟芯片相连接，以使该芯片对输入的采样电压进行数据采集，通过相应比例的换算即可得到电池的输出电压，从而实现对高压的数据采集。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种电压采样控制电路，该电压采样控制电路应用于电动汽车的电池管理系统，具体包括高压输入端、分压电路、开关电路、MOS管、采样电路和高压输出端。通过开关电路的控制，可以实现将高压输入端输出的电压经过MOS管输出到采样电路，并使采样电路将采样电压输出到模拟前端芯片实现电压采样。由于本电路结构简单，节省了高低压之间隔离所需的很多器件，从而降低了成本。
本申请中的模拟前端芯片采用MC33771。
在本申请的一个具体实施方式中，该分压电路包括第一分压电阻12和第二分压电阻13，两者串联连接，据图如图2所示。其中第一分压电阻的一端与高压输入端连接、另一端则与第二分压电阻的一端连接，两者的连接点构成该分压信号输出端。且第二分压电阻的另一端与开关电路连接。
在本申请的另一个具体实施方式中，开关电路包括第三分压电阻21、第四分压电阻22和一个三极管23，具体如图3所示。该第三分压电阻的一端与模拟前端芯片的电压输出端连接，该第三分压电阻的另一端则与三极管的基极、第四分压电阻的一端连接，第四分压电阻的另一端则与三极管的发射极连接。其中，该三极管的集电极与第二分压电阻的另一端连接。
当模拟前端芯片上电时，其电压输出端通过第三分压电阻输出到三极管的基极，三极管导通，从而使该分压电路开始工作。
在本申请的又一个具体实施方式中，采样电路包括依次串联的第一采样电阻41、第二采用电阻42和第三采样电阻43，具体如图4所示。第一采样电阻的一端与MOS管的源极连接，用于接收MOS管输出的高压，其另一端与第二采样电阻连接。第二采样电阻的另一端与第三采样电阻的一端连接，两者的连接点作为该采样信号输出端，用于输出采样信号。第三采样电阻的另一端接地。第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻选用高精度电阻。
在本申请的又一个具体实施方式中，电压采样控制电路还包括第一保护电容C1和第二保护电容C2，用于对高压输入端实现保护，具体如图5所示。该第一保护电容的一端与高压输入端相连接、另一端与第二保护电容的一端连接，第二保护电容的另一端接地。
在本申请的又一个具体实施方式中，电压采样控制电路还包括齐纳二极管D，具体如图6所示。齐纳二极管的负极与MOS管的源极连接、正极则与MOS管的栅极连接，用于对MOS管进行保护。
在本申请的又一个具体实施方式中，电压采样控制电路还包括第一放电电容C3和第二放电电容C4，具体如图7所示。该第一放电电容两端分别与MOS管的栅极、MOS管的漏极相连接，第二放电电容的一端与MOS管的漏极连接、另一端接地。
在本申请的又一个具体实施方式中，电压采样控制电路还包括滤波电容C5，具体如图8所示，该滤波电容的一端与高压输出端连接、另一端接地。
实施例二
本实施例提供了一种电池管理系统，该电池管理系统应用于电动汽车，设置有上一实施例所提供的电压采样控制电路。该电压采样控制电路具体包括高压输入端、分压电路、开关电路、MOS管、采样电路和高压输出端。通过开关电路的控制，可以实现将高压输入端输出的电压经过MOS管输出到采样电路，并使采样电路将采样电压输出到模拟前端芯片实现电压采样。由于本电路结构简单，节省了高低压之间隔离所需的很多器件，从而降低了成本。
实施例三
本实施例提供了一种电动汽车，该电动汽车的电池管理系统设置有实施例所提供的电压采样控制电路。该电压采样控制电路具体包括高压输入端、分压电路、开关电路、MOS管、采样电路和高压输出端。通过开关电路的控制，可以实现将高压输入端输出的电压经过MOS管输出到采样电路，并使采样电路将采样电压输出到模拟前端芯片实现电压采样。由于本电路结构简单，节省了高低压之间隔离所需的很多器件，从而降低了成本。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种电压采样控制电路，应用于电动汽车的电池管理系统，其特征在于，所述电压采样控制电路包括高压输入端、分压电路、开关电路、MOS管、采样电路和高压输出端，其中：
所述高压输入端分别与所述电动汽车的电压输出端、所述MOS管的源极电连接；
所述分压电路的一端与所述高压输入端电连接、另一端与所述开关电路电连接，并设置有用于输出分压信号的分压信号输出端；
所述开关电路的开关信号输入端与所述电池管理系统的模拟前端芯片的电压输出端电连接、当接收到所述模拟前端芯片输出的开启信号时控制所述分压电路导通，以使所述分压信号输出端输出所述分压信号；
所述MOS管的栅极与所述分压信号输出端电连接；
所述采样电路的一端与所述MOS管的漏极电连接、另一端接地，并设置有采样信号输出端，所述采样信号输出端与所述高压输出端电连接；
所述高压输出端与所述模拟前端芯片的采样输入端电连接。
2.如权利要求1所述的电压采样控制电路，其特征在于，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，其中：
所述第一分压电阻的一端与所述高压输入端电连接、另一端与所述第二分压电阻的一端电连接、且作为所述分压信号输出端；
所述第二分压电阻的另一端与所述开关电路电连接。
3.如权利要求1所述的电压采样控制电路，其特征在于，所述开关电路包括第三分压电阻、第四分压电阻和一个三极管，其中：
所述第三分压电阻的一端与所述模拟前端芯片的电压输出端电连接、另一端与所述三极管的基极、所述第四分压电阻的一端电连接；
所述三极管的发射极与所述第四分压电阻的另一端电连接且接地、集电极与所述分压电路电连接。
4.如权利要求1所述的电压采样控制电路，其特征在于，所述采样电路包括第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻，其中：
所述第一采样电阻的一端与所述MOS管的漏极电连接、另一端与所述第二采样电阻电连接；
所述第二采样电阻的另一端作为所述采样信号输出端、且与所述第三采样电阻的一端电连接；
所述第三采样电阻的另一端接地。
5.如权利要求1～4任一项所述的电压采样控制电路，其特征在于，所述电压采样控制电路还包括第一保护电容和第二保护电容，其中：
所述第一保护电容与所述高压输入端电连接、另一端与所述第二保护电容的一端电连接；
所述第二保护电容的另一端接地。
6.如权利要求1～4任一项所述的电压采样控制电路，其特征在于，所述电压采样控制电路还包括齐纳二极管，其中：
所述齐纳二极管的负极与所述MOS管的源极电连接、正极与所述MOS管的栅极电连接。
7.如权利要求1～4任一项所述的电压采样控制电路，其特征在于，所述电压采样控制电路还包括第一放电电容和第二放电电容，其中：
所述第一放电电容的一端与所述MOS管的栅极电连接、另一端与所述MOS管的漏极电连接；
所述第二放电电容的一端与所述MOS管的漏极电连接、另一端接地。
8.如权利要求1～4任一项所述的电压采样控制电路，其特征在于，所述电压采样控制电路还包括滤波电容，其中：
所述滤波电容的一端与所述高压输出端电连接、另一端接地。
9.一种电池管理系统，应用于电动汽车，其特征在于，设置有如权利要求1～4任一项所述的电压采样控制电路。
10.一种电动汽车，设置有如权利要求9所述的电池管理系统。
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