CN206178109U - 电动汽车及其电压采集电路 - Google Patents

电动汽车及其电压采集电路 Download PDF

Info

Publication number
CN206178109U
CN206178109U CN201621138051.1U CN201621138051U CN206178109U CN 206178109 U CN206178109 U CN 206178109U CN 201621138051 U CN201621138051 U CN 201621138051U CN 206178109 U CN206178109 U CN 206178109U
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
unit
partial pressure
resistance
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201621138051.1U
Other languages
English (en)
Inventor
邓宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd filed Critical Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
Priority to CN201621138051.1U priority Critical patent/CN206178109U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN206178109U publication Critical patent/CN206178109U/zh
Priority to EP17196982.7A priority patent/EP3312625A1/en
Priority to US15/787,726 priority patent/US10479212B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/252—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques using analogue/digital converters of the type with conversion of voltage or current into frequency and measuring of this frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/04—Voltage dividers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种电压采集电路包括分压采样模块、电压频率转换模块及隔离模块。所述分压采样模块包括第一分压单元、第二分压单元、采样单元及比较单元。所述电池组的正极通过所述第一分压单元、所述采样单元及所述第二分压单元与所述电池组的负极相连。所述比较单元的第一输入端与所述采样单元的第一端相连，所述比较单元的第二输入端与所述采样单元的第二端相连。所述电压频率转换模块将所述比较单元输出的电压信号转换成第一频率信号。所述隔离模块对所述电压频率转换模块输出的第一频率信号进行电气隔离以生成第二频率信号。所述电压采集电路能准确地采集电池组的总电压。本实用新型还提供一种应用所述电压采集电路的电动汽车。

Description

电动汽车及其电压采集电路
【技术领域】
本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种具有电压采集电路的电动汽车。
【背景技术】
目前，电动汽车正在逐渐推广并在未来将具有广阔的前景。随着电动汽车的迅速发展，电动汽车对BMS的要求也越来越高。电池组总电压检测作为BMS中必不可少的一个部分，其对BMS的重要性不言而喻。BMS需要将车辆的总电压实时地反馈给驾驶员或者技术人员，以使驾驶员或者技术人员能掌握电动车辆电池组系统的运行状态。电池组总电压的精度还直接关系到电动汽车的过充监测与过放监测，如果电池组总电压采集不准，将会触发车辆软件保护策略，以切断电池组输出的高压，从而使电动汽车无法正常工作。
鉴于以上内容，实有必要提供一种新型的电动汽车及其电压采集电路以克服以上缺陷。
【发明内容】
本实用新型的目的是提供一种能准确地采集电池组总电压的电压采集电路。
本实用新型的目的是还提供一种应用所述电压采集电路的电动汽车。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种电压采集电路，所述电压采集电路包括：
与电池组相连的分压采样模块，所述分压采样模块包括第一分压单元、第二分压单元、采样单元及用于比较所述采样单元的第一端与第二端之间的电压差的比较单元，所述电池组的正极通过所述第一分压单元、所述采样单元及所述第二分压单元与所述电池组的负极相连，所述比较单元的第一输入端与所述采样单元的第一端相连，所述比较单元的第二输入端与所述采样单元的第二端相连；
用于将所述比较单元输出的电压信号转换成第一频率信号的电压频率转换模块；以及
用于对所述电压频率转换模块输出的第一频率信号进行电气隔离以生成第二频率信号的隔离模块。
进一步地，所述第一分压单元包括第一电阻子单元，所述第一电阻子单元包括多个第一电阻，每两个所述第一电阻先并联再与其它并联的两个所述第一电阻串联在所述电池组的正极与所述采样单元的第一端之间。
进一步地，所述第二分压单元包括第二电阻子单元，所述第二电阻子单元包括多个第二电阻，每两个所述第二电阻先并联再与其它并联的两个所述第二电阻串联在所述电池组的负极与所述采样单元的第二端之间。
进一步地，所述分压采样模块还包括用于控制所述第一分压单元及所述第二分压单元是否与所述采样单元相连的控制单元，所述控制单元包括电子开关、第三电阻及电容，所述电子开关的第一端通过所述第三电阻接收控制信号，并通过所述电容接地，所述电子开关的第二端通过所述第二分压单元与所述第一分压单元相连，所述电子开关的第三端接地。
进一步地，所述第一分压单元还包括第一光耦合器及第四电阻，所述第二分压单元还包括第二光耦合器及第五电阻，所述第一光耦合器包括第一发光元件及第一受光元件，所述第二光耦合器包括第二发光元件及第二受光元件，所述第一发光元件的第一端通过第四电阻与第一电源相连，所述第一发光元件的第二端与所述第二发光元件的第一端相连，所述第一受光元件的第一端与所述第一电阻子单元的输出端相连，所述第一受光元件的第二端与所述采样单元的第一端相连，所述第二发光元件的第二端通过第五电阻与所述电子开关的第二端相连，所述第二受光元件的第一端与所述第二电阻子单元的输出端相连，所述第二受光元件的第二端与所述采样单元的第二端相连。
进一步地，所述采样单元包括多个第六电阻，每两个所述第六电阻先并联再与其它并联的两个所述第六电阻串联在所述第一分压单元与所述第二分压单元之间。
进一步地，所述比较单元包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端作为所述比较单元的第一输入端与所述采样单元的第一端相连，所述运算放大器的反相输入端作为所述比较单元的第二输入端与所述采样单元的第二端相连，所述运算放大器的输出端与所述电压频率转换模块相连，以输出所述电压信号给所述电压频率转换模块。
进一步地，所述电压频率转换模块包括电压频率转换器，所述隔离模块包括隔离器，所述电压频率转换器的输入引脚通过第七电阻与所述运算放大器的输出端相连，以接收所电压信号，所述电压频率转换器的缓冲引脚通过第八电阻与第一电源相连，并通过第九电阻接地，所述电压频率转换器的电源引脚与所述第一电源相连，所述电压频率转换器的参考引脚与所述第一电源相连，所述电压频率转换器的时钟引脚接收参考频率信号，所述隔离器的第一输入引脚与所述电压频率转换器的输出引脚相连，以接收所述电压频率转换器输出的第一频率信号，所述隔离器的第二输入引脚接收时钟信号，所述隔离器的第一输出引脚输出所述第二频率信号。
进一步地，所述参考频率信号由晶振单元提供或由控制模块提供。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种电动汽车，所述电动汽车包括电池组、如上所述的电压采集电路及电池管理系统，所述电压采集电路与所述电池组及所述电池管理系统相连，以采集所述电池组的电压信号，并将采集到的电压信号输出给所述电池管理系统。
相比于现有技术，本实用新型通过所述分压采样模块将所述电池组输出的高电压转换成所述电压信号，并通过所述电压频率转换模块将所述电压信号转换成所述第一频率信号，从而使所述电压采集电路可以采集负电压，也可以实现超量程电压采集。本实用新型还通过所述隔离模块对所述第一频率信号进行电气隔离以生成所述第二频率信号，并利用所述第一频率信号及所述第二频率信号较高的稳定性、较强的抗干扰能力及较高的精确度，以使所述电压采集电路采集的所述电池组的总电压更加准确。
另外，在本实用新型中，所述控制单元通过控制所述第一光耦合器及所述第二光耦合器来控制所述第一分压单元及所述第二分压单元是否与所述采样单元相连(即控制所述电池组的高压电是否接入所述电压采集电路)，从而保证在所述电压采集电路失效的情况下，所述电压采集电路不会对所述电池组输出的高压电产生影响。
【附图说明】
图1为本实用新型的实施例提供的电动汽车的原理框图。
图2为图1中分压采样模块的电路图。
图3为图1中电压频率转换模块及隔离模块的电路图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
请参阅图1，图1为本实用新型的实施例提供的电动汽车10的原理框图。所述电动汽车10包括电池组100、电压采集电路200及BMS(Battery Management System，电池管理系统)300。所述电压采集电路200与所述电池组100及所述BMS 300相连，以采集所述电池组100的电压信号，并将采集到的电压信号输出给所述BMS 300。
所述电压采集电路200包括分压采样模块210、电压频率转换模块270及隔离模块280。所述电压频率转换模块270通过所述分压采样模块210与所述电池组100相连，并通过所述隔离模块280与所述BMS 300相连。所述分压采样模块210用于对所述电池组100输出的总电压进行分压及采样，并输出电压信号Vout给所述电压频率转换模块270。所述电压频率转换模块270将所述分压采样模块210输出的电压信号Vout转换成第一频率信号F1，并将所述第一频率信号F1输出给所述隔离模块280。所述隔离模块280用于对所述电压频率转换模块270输出的第一频率信号F1进行电气隔离以生成第二频率信号F2，并将所述第二频率信号F2输出给所述BMS 300。
所述分压采样模块210包括第一分压单元220、第二分压单元230、采样单元250及比较单元260。所述电池组100的正极通过所述第一分压单元220、所述采样单元250及所述第二分压单元230与所述电池组100的负极相连。所述比较单元260的第一输入端与所述采样单元250的第一端相连，所述比较单元260的第二输入端与所述采样单元250的第二端相连。所述比较单元260用于比较所述采样单元250的第一端与第二端之间的电压差，比较得到的结果即为所述电压信号Vout。
请参阅图2，图2为本实用新型的实施例提供的所述分压采样模块210的电路图。所述第一分压单元220包括第一电阻子单元226，所述第一电阻子单元226包括多个第一电阻R1。每两个所述第一电阻R1先并联再与其它并联的两个所述第一电阻R1串联在所述电池组100的正极与所述采样单元250的第一端之间。
所述第二分压单元230包括第二电阻子单元236，所述第二电阻子单元236包括多个第二电阻R2。每两个所述第二电阻R2先并联再与其它并联的两个所述第二电阻R2串联在所述电池组100的负极与所述采样单元250的第二端之间。
所述分压采样模块210还包括用于控制所述第一分压单元220及所述第二分压单元230是否与所述采样单元250相连的控制单元240。所述控制单元240包括电子开关Q1、第三电阻R3及电容C1。所述电子开关Q1的第一端通过所述第三电阻R3接收控制信号Ctr，并通过所述电容C1接地，所述电子开关Q1的第二端通过所述第二分压单元230与所述第一分压单元220相连，所述电子开关Q1的第三端接地。
所述第一分压单元220还包括第一光耦合器228及第四电阻R4，所述第二分压单元230还包括第二光耦合器238及第五电阻R5。所述第一光耦合器228包括第一发光元件D1及第一受光元件S1，所述第二光耦合器238包括第二发光元件D2及第二受光元件S2。所述第一发光元件D1的第一端通过第四电阻R4与第一电源V1相连，所述第一发光元件D1的第二端与所述第二发光元件D2的第一端相连。所述第一受光元件S1的第一端与所述第一电阻子单元226的输出端相连，所述第一受光元件S1的第二端与所述采样单元250的第一端相连。所述第二发光元件D2的第二端通过第五电阻R5与所述电子开关Q1的第二端相连。所述第二受光元件S2的第一端与所述第二电阻子单元236的输出端相连，所述第二受光元件S2的第二端与所述采样单元250的第二端相连。
所述采样单元250包括多个第六电阻R6，每两个所述第六电阻R6先并联再与其它并联的两个所述第六电阻R6串联在所述第一分压单元220与所述第二分压单元230之间。
所述比较单元260包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的同相输入端作为所述比较单元260的第一输入端与所述采样单元250的第一端相连，所述运算放大器U1的反相输入端作为所述比较单元260的第二输入端与所述采样单元250的第二端相连，所述运算放大器U1的输出端与所述电压频率转换模块270相连，以输出所述电压信号Vout给所述电压频率转换模块270。
请参阅图3，图3为本实用新型的实施例提供的所述电压频率转换模块270及所述隔离模块280的电路图。所述电压频率转换模块270包括电压频率转换器U2，所述隔离模块280包括隔离器U3。所述电压频率转换器U2的输入引脚VIN通过第七电阻R7与所述运算放大器U1的输出端相连，以接收所电压信号Vout。所述电压频率转换器U2的缓冲引脚BUF通过第八电阻R8与第一电源V1相连，并通过第九电阻R9接地。所述电压频率转换器U2的电源引脚VDD与所述第一电源V1相连，所述电压频率转换器U2的参考引脚REF与所述第一电源V1相连。所述电压频率转换器U2的时钟引脚CLKI接收参考频率信号Fref。所述隔离器U3的第一输入引脚A1与所述电压频率转换器U2的输出引脚FO相连，以接收所述电压频率转换器U2输出的第一频率信号F1。所述隔离器U3的第二输入引脚B2接收时钟信号CLK，所述隔离器U3的第一输出引脚B1输出所述第二频率信号F2给所述BMS 300。
所述参考频率信号Fref由晶振单元290提供或由控制模块(图未示)提供。所述晶振单元290包括晶振X1、第十电阻R10及第十一电阻R11。所述晶振X1的第一端通过所述第十电阻R10与所述电压频率转换器U2的时钟引脚CLKI相连，并通过所述第十一电阻R11接地，所述晶振X1的第二端接地。
所述控制模块包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、MCU((MicroController Unit，微控制单元240)及单片机中的一种或几种。当所述控制模块中芯片的引脚足够多时，可以使用第十二电阻R12将所述参考频率信号Fref从所述控制模块传输给所述电压频率转换器U2的时钟引脚CLKI。此时，所述第十二电阻R12接入电路，所述隔离器U3的第二输出引脚A2通过所述第十二电阻R12与所述电压频率转换器U2的时钟引脚CLKI相连，所述隔离器U3需对所述第一输入引脚A1接收的第一频率信号F1与所述第一输出引脚B1输出的第二频率信号F2进行电气隔离，还需对所述第二输入引脚B2接收的时钟信号CLK与所述第二输出引脚A2输出的参考频率信号Fref进行电气隔离。
在本实施方式中，所述第十二电阻R12悬空(即NC(Not Connected，不连接))。当由所述控制模块提供所述参考频率信号Fref时，所述第十二电阻R12接入电路；当由所述晶振单元290提供所述参考频率信号Fref时，所述第十二电阻R12不接入电路，此时，所述隔离器U3需对所述第一输入引脚A1接收的第一频率信号F1与所述第一输出引脚B1输出的第二频率信号F2进行电气隔离。
在本实施方式中，所述隔离器U3还包括第一电源引脚VD1、第二电源引脚VD2、第一接地引脚GND1及第二接地引脚GND2。所述第一电源引脚VD1与所述第一电源V1相连，所述第二电源引脚VD2与第二电源V2相连，所述第一接地引脚GND1及所述第二接地引脚GND2接地。
在本实施方式中，所述第一分压单元220还包括第十三电阻R13及所述第十四电阻R14。所述第二分压单元230还包括第十五电阻R15及第十六电阻R16。所述第一受光元件S1的第二端通过所述第十三电阻R13与所述采样单元250的第一端相连，并通过所述第十四电阻R14与所述采样单元250的第一端相连。所述第二受光元件S2的第二端通过所述第十五电阻R15与所述采样单元250的第二端相连，并通过所述第十六电阻R16与所述采样单元250的第二端相连。
在本实施方式中，所述电子开关Q1为NPN型三极管，所述电子开关Q1的第一端、第二端及第三端分别对应于NPN型三极管的基极、集电极及发射极。在其它实施方式中，所述电子开关Q1可为其它具有相似功能的开关，如NMOS场效应管等。
下面将对本实用新型电动汽车10及其电压采集电路200的工作原理进行说明。
当所述BMS 300需要采集所述电池组100的总电压时，所述电子开关Q1的第一端接收到第一控制信号(如高电平信号)，所述电子开关Q1导通。所述第一发光元件D1及所述第二发光元件D2发光，所述第一受光元件S1及所述第二受光元件S2导通，所述电池组100正极通过所述第一电阻子单元226、所述第一受光元件S1、所述采样单元250、所述第二受光元件S2及所述第二电阻子单元236与所述电池组100的负极构成回路。所述运算放大器U1比较所述采样单元250的第一端与第二端之间的电压差，并将比较得到的电压信号Vout输出给所述电压频率转换器U2。所述电压频率转换器U2以所述参考频率信号Fref为基准频率，并在所述参考频率信号Fref的基础上，根据所述电压信号Vout的电压线性调整输出的频率，以使输出的第一频率信号F1与所述电压信号Vout成线性关系。即，所述第一频率信号F1的频率可以线性的表征所述电压信号Vout的电压值。所述隔离器U3对所述第一频率信号F1进行电气隔离以生成第二频率信号F2，并将所述第二频率信号F2输出给所述BMS 300。所述BMS300根据接收到的所述第二频率信号F2计算得到所述电池组100的总电压等相关信息，即完成对所述电池组100总电压信息的采集。
在本实施方式中，所述第一频率信号F1与所述电压信号Vout的线性关系可以表示为：
其中，FOUT代表所述第一频率信号F1的频率，fCLKIN代表所述参考频率信号Fref的频率，VIN代表所述电压信号Vout的电压，Vref代表参考电压，VHVIN代表所述电池组100的总电压。
在本实施方式中，所述参考频率信号Fref的频率为400KHz，所述参考电压为5V，所述电池组100的最大电压为1000V，即fCLKIN＝400KHz，Vref＝5V。将fCLKIN＝400KHz，Vref＝5V代入表达式一可得所述电池组100的总电压VHVIN的范围是：VHVIN∈[-30.6，1050.6]。即，所述电压频率转换模块270使所述电压采集电路200可以采集负电压，也可以实现超量程电压采集。
当所述电子开关Q1的第一端接收到第二控制信号(如低电平信号)时，所述电子开关Q1截止。所述第一发光元件D1及所述第二发光元件D2不发光，所述第一受光元件S1及所述第二受光元件S2截止。所述电池组100正极不能通过所述第一电阻子单元226、所述第一受光元件S1、所述采样单元250、所述第二受光元件S2及所述第二电阻子单元236与所述电池组100的负极构成回路，所述电池组100的高压电无法接入所述电压采集电路200，所述分压采样模块210无输出。
在本实施方式中，所述电池组100输出的高压电(如1000V左右的高压电)经所述第一分压单元220及所述第二分压单元230分压后，所述采样单元250输出的电压(如5V左右的电压)能满足后面电路的电压需求。所述运算放大器U1将所述采样单元250输出的差分信号转换成单端信号，同时起到阻抗匹配和增强输出能力的作用。所述控制单元240通过控制所述第一光耦合器228及所述第二光耦合器238来控制所述第一分压单元220及所述第二分压单元230是否与所述采样单元250相连(即控制所述电池组100的高压电是否接入所述电压采集电路200)，从而保证在所述电压采集电路200失效的情况下，所述电压采集电路200不会对所述电池组100输出的高压电产生影响。
在本实施方式中，由于所述第一频率信号F1的频率可以线性的表征所述电压信号Vout的电压值，因此，所述第一频率信号F1的频率也可以线性的表征所述电池组100的总电压值。所述第二频率信号F2与所述第一频率信号F1的频率相等，且所述第二频率信号F2与所述第一频率信号F1已经实现高压侧与低压侧的电气隔离。可以理解，相较于模拟信号和数字信号，所述第一频率信号F1及所述第二频率信号F2更加稳定、抗干扰能力更强、精确度更高、更便于隔离且便于处理，从而使所述电压采集电路200采集的所述电池组100的总电压更加准确。
本实用新型通过所述分压采样模块210将所述电池组100输出的高电压转换成所述电压信号Vout，并通过所述电压频率转换模块270将所述电压信号Vout转换成所述第一频率信号F1，从而使所述电压采集电路200可以采集负电压，也可以实现超量程电压采集。本实用新型还通过所述隔离模块280对所述第一频率信号F1进行电气隔离以生成所述第二频率信号F2，并利用所述第一频率信号F1及所述第二频率信号F2较高的稳定性、较强的抗干扰能力及较高的精确度，以使所述电压采集电路200采集的所述电池组100的总电压更加准确。
另外，在本实用新型中，所述控制单元240通过控制所述第一光耦合器228及所述第二光耦合器238来控制所述第一分压单元220及所述第二分压单元230是否与所述采样单元250相连(即控制所述电池组100的高压电是否接入所述电压采集电路200)，从而保证在所述电压采集电路200失效的情况下，所述电压采集电路200不会对所述电池组100输出的高压电产生影响。
本实用新型并不仅仅限于说明书和实施例中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种电压采集电路，其特征在于：所述电压采集电路包括：
与电池组相连的分压采样模块，所述分压采样模块包括第一分压单元、第二分压单元、采样单元及用于比较所述采样单元的第一端与第二端之间的电压差的比较单元，所述电池组的正极通过所述第一分压单元、所述采样单元及所述第二分压单元与所述电池组的负极相连，所述比较单元的第一输入端与所述采样单元的第一端相连，所述比较单元的第二输入端与所述采样单元的第二端相连；
用于将所述比较单元输出的电压信号转换成第一频率信号的电压频率转换模块；以及
用于对所述电压频率转换模块输出的第一频率信号进行电气隔离以生成第二频率信号的隔离模块。
2.如权利要求1所述的电压采集电路，其特征在于：所述第一分压单元包括第一电阻子单元，所述第一电阻子单元包括多个第一电阻，每两个所述第一电阻先并联再与其它并联的两个所述第一电阻串联在所述电池组的正极与所述采样单元的第一端之间。
3.如权利要求2所述的电压采集电路，其特征在于：所述第二分压单元包括第二电阻子单元，所述第二电阻子单元包括多个第二电阻，每两个所述第二电阻先并联再与其它并联的两个所述第二电阻串联在所述电池组的负极与所述采样单元的第二端之间。
4.如权利要求3所述的电压采集电路，其特征在于：所述分压采样模块还包括用于控制所述第一分压单元及所述第二分压单元是否与所述采样单元相连的控制单元，所述控制单元包括电子开关、第三电阻及电容，所述电子开关的第一端通过所述第三电阻接收控制信号，并通过所述电容接地，所述电子开关的第二端通过所述第二分压单元与所述第一分压单元相连，所述电子开关的第三端接地。
5.如权利要求4所述的电压采集电路，其特征在于：所述第一分压单元还包括第一光耦合器及第四电阻，所述第二分压单元还包括第二光耦合器及第五电阻，所述第一光耦合器包括第一发光元件及第一受光元件，所述第二光耦合器包括第二发光元件及第二受光元件，所述第一发光元件的第一端通过第四电阻与第一电源相连，所述第一发光元件的第二端与所述第二发光元件的第一端相连，所述第一受光元件的第一端与所述第一电阻子单元的输出端相连，所述第一受光元件的第二端与所述采样单元的第一端相连，所述第二发光元件的第二端通过第五电阻与所述电子开关的第二端相连，所述第二受光元件的第一端与所述第二电阻子单元的输出端相连，所述第二受光元件的第二端与所述采样单元的第二端相连。
6.如权利要求1所述的电压采集电路，其特征在于：所述采样单元包括多个第六电阻，每两个所述第六电阻先并联再与其它并联的两个所述第六电阻串联在所述第一分压单元与所述第二分压单元之间。
7.如权利要求1所述的电压采集电路，其特征在于：所述比较单元包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端作为所述比较单元的第一输入端与所述采样单元的第一端相连，所述运算放大器的反相输入端作为所述比较单元的第二输入端与所述采样单元的第二端相连，所述运算放大器的输出端与所述电压频率转换模块相连，以输出所述电压信号给所述电压频率转换模块。
8.如权利要求7所述的电压采集电路，其特征在于：所述电压频率转换模块包括电压频率转换器，所述隔离模块包括隔离器，所述电压频率转换器的输入引脚通过第七电阻与所述运算放大器的输出端相连，以接收所电压信号，所述电压频率转换器的缓冲引脚通过第八电阻与第一电源相连，并通过第九电阻接地，所述电压频率转换器的电源引脚与所述第一电源相连，所述电压频率转换器的参考引脚与所述第一电源相连，所述电压频率转换器的时钟引脚接收参考频率信号，所述隔离器的第一输入引脚与所述电压频率转换器的输出引脚相连，以接收所述电压频率转换器输出的第一频率信号，所述隔离器的第二输入引脚接收时钟信号，所述隔离器的第一输出引脚输出所述第二频率信号。
9.如权利要求8所述的电压采集电路，其特征在于：所述参考频率信号由晶振单元提供或由控制模块提供。
10.一种电动汽车，其特征在于：所述电动汽车包括电池组、如权利要求1-9中任一项所述的电压采集电路及电池管理系统，所述电压采集电路与所述电池组及所述电池管理系统相连，以采集所述电池组的电压信号，并将采集到的电压信号输出给所述电池管理系统。
CN201621138051.1U 2016-10-19 2016-10-19 电动汽车及其电压采集电路 Active CN206178109U (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621138051.1U CN206178109U (zh) 2016-10-19 2016-10-19 电动汽车及其电压采集电路
EP17196982.7A EP3312625A1 (en) 2016-10-19 2017-10-18 Electric vehicle and voltage acquisition circuit thereof
US15/787,726 US10479212B2 (en) 2016-10-19 2017-10-19 Electric vehicle and voltage acquisition circuit thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621138051.1U CN206178109U (zh) 2016-10-19 2016-10-19 电动汽车及其电压采集电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206178109U true CN206178109U (zh) 2017-05-17

Family

ID=58680276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201621138051.1U Active CN206178109U (zh) 2016-10-19 2016-10-19 电动汽车及其电压采集电路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10479212B2 (zh)
EP (1) EP3312625A1 (zh)
CN (1) CN206178109U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107390005A (zh) * 2017-06-28 2017-11-24 江苏银基烯碳能源科技有限公司 电动汽车及其电压采集电路
CN108089143A (zh) * 2017-12-29 2018-05-29 深圳市锐能微科技有限公司 分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片
CN108177548A (zh) * 2018-01-18 2018-06-19 苏州超云新能源有限公司 电动汽车蓄电池亏电自充电系统、充电方法及电动汽车
TWI659218B (zh) * 2018-05-23 2019-05-11 車王電子股份有限公司 Leakage detection device and battery pack

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109002042A (zh) * 2018-08-09 2018-12-14 北京智行者科技有限公司 电控系统
CN114113764A (zh) * 2021-11-03 2022-03-01 浙江吉利控股集团有限公司 一种高压采样电路和方法
CN115078813B (zh) * 2022-05-12 2024-05-17 东方电气集团科学技术研究院有限公司 一种用于储能bms绝缘电阻及总压检测的电路及方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4518877A (en) * 1982-10-19 1985-05-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Precision absolute value amplifier for a precision voltmeter
US6369576B1 (en) * 1992-07-08 2002-04-09 Texas Instruments Incorporated Battery pack with monitoring function for use in a battery charging system
JP3545585B2 (ja) * 1998-01-19 2004-07-21 矢崎総業株式会社 温度電圧検出ユニット
JP3791767B2 (ja) * 2001-03-27 2006-06-28 株式会社デンソー フライングキャパシタ式電圧検出回路
CN201298739Y (zh) * 2008-10-31 2009-08-26 比亚迪股份有限公司 电池组电压均衡装置
JP6817560B2 (ja) * 2015-12-22 2021-01-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池管理システム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107390005A (zh) * 2017-06-28 2017-11-24 江苏银基烯碳能源科技有限公司 电动汽车及其电压采集电路
CN108089143A (zh) * 2017-12-29 2018-05-29 深圳市锐能微科技有限公司 分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片
CN108089143B (zh) * 2017-12-29 2024-01-12 深圳市锐能微科技有限公司 分压电路参数的检测电路、方法及电能计量芯片
CN108177548A (zh) * 2018-01-18 2018-06-19 苏州超云新能源有限公司 电动汽车蓄电池亏电自充电系统、充电方法及电动汽车
CN108177548B (zh) * 2018-01-18 2023-09-29 苏州超云新能源有限公司 电动汽车蓄电池亏电自充电系统、充电方法及电动汽车
TWI659218B (zh) * 2018-05-23 2019-05-11 車王電子股份有限公司 Leakage detection device and battery pack
US10978747B2 (en) 2018-05-23 2021-04-13 Mobiletron Electronics Co., Ltd. Leakage detection device and battery pack having the same

Also Published As

Publication number Publication date
US10479212B2 (en) 2019-11-19
US20180105057A1 (en) 2018-04-19
EP3312625A1 (en) 2018-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206178109U (zh) 电动汽车及其电压采集电路
CN111638744B (zh) 一种电流频率转换电路
CN201110982Y (zh) 电池模拟电路
KR20230117734A (ko) 칩 포트 상태 모니터링 회로, 칩 및 통신 단말기
CN206058021U (zh) 一种抗辐照二阶补偿高精度、低温漂带隙基准电压源电路
CN107147318A (zh) 一种并联供电系统输出功率均衡控制系统
CN107222090A (zh) 一种捕获导通时间的并联供电输出功率均衡控制系统
CN206516731U (zh) 电动汽车及其采集板
CN105227174B (zh) 支持不同有效电平数字量输入信号的检测系统及电子设备
Maiti et al. Universal biquadratic filter employing single differential voltage current controlled conveyor transconductance amplifier
CN112379149B (zh) 带载且带载电流可测的模拟电池组电路及其模拟电池组
CN209590219U (zh) 一种电子设备信号检测台
CN112653444A (zh) 一种信号传输电路、电源线及设备
CN207819435U (zh) 一种保护电路及电源供电系统
CN206773055U (zh) 一种用于并行通道的输出极值检测电路
CN110994746A (zh) 电压均衡系统
CN107390005A (zh) 电动汽车及其电压采集电路
CN110350785A (zh) 多路集成电流频率转换器
CN215601322U (zh) 智能融合终端测试装置
CN204008889U (zh) 一种锂电池保护板过流测试电路
CN219476125U (zh) 多通道锁控电路、电子锁及快递柜
CN209593660U (zh) 交换机
CN203732649U (zh) 一种模拟电池放电性能的电池模拟器
CN209311554U (zh) 一种高精度电流检测电路
CN107317059A (zh) 电池保护芯片级联的均衡控制电路

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PP01 Preservation of patent right
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20180428

Granted publication date: 20170517

PD01 Discharge of preservation of patent
PD01 Discharge of preservation of patent

Date of cancellation: 20210428

Granted publication date: 20170517

PP01 Preservation of patent right
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20210428

Granted publication date: 20170517