CN207560005U - 用于电池管理系统的通信电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施方式提供一种用于电池管理系统的通信电路，属于电池管理系统。该通信电路包括：磁耦隔离器(U1)，所述磁耦隔离器(U1)的一端与所述电池管理系统的处理器连接；收发器(U2)，所述收发器(U2)的一端与所述磁耦隔离器(U1)的另一端连接，用于将接收到的双向差分信号转换成单向收发信号并将所述单向收发信号传输给所述处理器；共模扼流圈(L)，所述共模扼流圈(L)的一端与所述收发器(U2)的另一端连接，所述共模扼流圈(L)的另一端与外部器件连接，用于过滤共模的电磁干扰信号。该通信电路能够消除电路中的高频噪声，提升CAN通信的抗干扰能力。

Description

用于电池管理系统的通信电路

技术领域

本实用新型涉及电池管理系统，具体地涉及一种用于电池管理系统的通信电路。

背景技术

受能源危机与环境危机的影响，电动汽车发展迅速。相对于传统汽车，由于车载动力电池组的使用，电动汽车拥有大量的电子单元，当前纯电动汽车上电子单元一般包括整车控制器、电机控制器、电池管理系统(Battery Management System，BMS)、充电机及仪表等。伴随着汽车电子设备数量、种类的增加，其工作频率的提高，使得汽车的电子化程度日渐增高，各电子设备之间的电磁兼容性问题就变得越来越突出。

针对电池管理系统，BMS检测电池组的单体电压、温度以及电流数据，并实现状态估计、均衡故障诊断等功能，同时将电池数据通过CAN通信方式传输给整车控制器、电机控制器以及仪表等装置。这就要求BMS的CAN通信电路有足够强的抗电磁干扰能力，防止因为电磁干扰问题出现数据错误、延时甚至丢包等现象，为整车系统的安全运行带来风险。当前电池管理系统的CAN通信电路设计常常存在抗干扰能力不强、不能完全屏蔽多种干扰项的缺陷。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的是提供一种用于电池管理系统的通信电路，该通信电路能够消除高频噪声，提升CAN通信的抗干扰能力。

为了实现上述目的，本实用新型实施方式提供一种用于电池管理系统的 通信电路，该通信电路可以包括：

磁耦隔离器，该磁耦隔离器的一端与电池管理系统的处理器连接；

收发器，该收发器的一端与磁耦隔离器的另一端连接，用于将接收到的双向差分信号转换成单向收发信号并将单向收发信号传输给处理器；

共模扼流圈，该共模扼流圈的一端与收发器的另一端连接，共模扼流圈的另一端用于与外部器件连接，用于过滤共模的电磁干扰信号。

可选地，该通信电路可以进一步包括：第一电阻和第二电阻，该磁耦隔离器的一端包括用于与处理器的第一端口连接的磁耦隔离器的第一端和与处理器的第二端口连接的磁耦隔离器的第二端，该磁耦隔离器的另一端包括该磁耦隔离器的第三端和磁耦隔离器的第四端，收发器的一端包括该收发器的第一端和该收发器的第二端，收发器的另一端包括收发器的第三端和收发器的第四端，磁耦隔离器的第三端与收发器的第一端连接，磁耦隔离器的第四端与收发器的第二端连接，收发器的第三端与第一电阻的一端连接，收发器的第四端与第二电阻的一端连接，共模扼流圈包括第一线圈和第二线圈，第一电阻的另一端与第一线圈的第一端连接，第二电阻的另一端与第二线圈的第一端连接，第一线圈的第二端与外部器件的第一端连接，第二线圈的第二端与外部器件的第二端连接。

可选地，通信电路可以进一步包括：第一电容、第二电容和第三电容，磁耦隔离器的电源接口通过第一电容接地，收发器的电源接口的正极分别通过第二电容和第三电容接地。

可选地，通信电路可以进一步包括：第四电容和第五电容，第一线圈的第一端通过第四电容接地，第一线圈的第一端通过第五电容接地。

可选地，通信电路可以进一步包括第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管，第一线圈的第二端通过第二瞬态抑制二极管接地，第二线圈的第二端通过第一瞬态抑制二极管接地。

可选地，通信电路可以进一步包括：第三电阻、第四电阻和第六电容，第三电阻和第四电阻串联在第一线圈的第二端和第二线圈的第二端之间，第三电阻和第四电阻之间的节点通过第六电容接地。

可选地，第三电阻和第四电阻的阻值均可以为60欧姆。

通过上述技术方案，该通信电路通过设置磁耦隔离器、共模扼流圈以及多个电容的方式消除了CAN通信电路中的高频噪声，提高了CAN通信的抗干扰能力。

本实用新型实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施方式，但并不构成对本实用新型实施方式的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的一实施方式的用于电池管理系统的通信电路的结构框图；

图2是根据本实用新型的一实施方式的用于电池管理系统的通信电路的结构关系图；

图3是根据本实用新型的一实施方式的磁耦隔离器的电源的连接关系图；以及

图4是根据本实用新型的一实施方式的收发器的电源的连接关系图。

附图标记说明

U1、磁耦隔离器 U2、收发器

L、共模扼流圈 L1、第一线圈

L2、第二线圈 R1、第一电阻

R2、第二电阻 R3、第三电阻

R4、第四电阻 C1、第一电容

C2、第二电容 C3、第三电容

C4、第四电容 D1、第一瞬态抑制二极管

D2、第二瞬态抑制二极管

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施方式的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施方式，并不用于限制本实用新型实施方式。

图1是根据本实用新型的一实施方式的用于电池管理系统的通信电路的结构框图。在图1中，该通信电路包括：磁耦隔离器U1、收发器U2和共模扼流圈L。该磁耦隔离器U1的一端与电池管理系统的处理器连接，该磁耦隔离器U2的另一端与收发器U2的一端连接，该磁耦隔离器U1可以将电池管理系统的处理器和收发器U2所在的一端隔离开，避免两端的干扰信号互相造成影响。收发器U2的用于将接收到的双向差分信号转换成单向收发信号并将该单向收发信号传输给处理器。共模扼流圈L，该共模扼流圈L的一端与收发器U1的另一端连接，该共模扼流圈L的另一端与外部器件连接，用于过滤共模的电磁干扰信号。

图2是根据本实用新型的一实施方式的用于电池管理系统的通信电路的结构示意图。在图2中，该通信电路进一步包括：第一电阻R1和第二电阻R2，该磁耦隔离器U1的一端可以包括用于与该处理器的第一端口(如图2中所示出的RXCAN端口)连接的磁耦隔离器U1的第一端(如图2中所示出的U11)和与该处理器的第二端口(如图2中所示出的TXCAN端口) 连接的磁耦隔离器U1第二端(如图2中所示出的U12)，磁耦隔离器U1的另一端包括磁耦隔离器U1的第三端(如图2中所示出的U13)和磁耦隔离器U1的第四端(如图2中所示出的U14)，收发器U2的一端包括该收发器U2的第一端(如图2中所示出的U21)和收发器U2的第二端(如图2中所示出的U22)，收发器U2的另一端包括收发器U2的第三端(如图2中所示出的U23)和收发器U2的第四端(如图2中示出的U24)，磁耦隔离器U1的第三端U13与收发器U2的第一端U21连接，磁耦隔离器U1的第四端U14与所述收发器U2的第二端U22连接，收发器U2的第三端U23与第一电阻R1的一端连接，收发器U2的第四端U24与第二电阻R2的一端连接，共模扼流圈L包括第一线圈L1和第二线圈L2，第一电阻R1的另一端与第一线圈L1的第一端连接，第二电阻R2的另一端与第二线圈L2的第一端连接，第一线圈L1的第二端与外部器件的第一端(如图2中所示出的CANH)连接，第二线圈L2的第二端与外部器件的第二端(如图2中所示出的CANL)连接。该第一电阻R1和第二电阻R2在该通信电路中可以为限流电阻，用于防止外部器件由于短路等原因使得电路中的瞬态电流过大而损害电路。在本实用新型的一个示例中，该磁耦隔离器U1和收发器U2均可以是采用+5V的直流电源供电(如图2中所示出的S1和S2)。优选地，该收发器U2可以选用型号为TJA1051T的CAN收发器。该CAN收发器的输出速率高，可以达到1Mbit/s(兆字节每秒)，同时还具有良好的电磁兼容性和静电放电性能。在该实施方式中，该处理器的第一端口(图2中的RXCAN)可以用于例如通过该通信电路从外部器件接收信号，该处理器的第二端口(图2中的TXCAN)可以用于例如通过该通信电路向外部器件输出信号。

在本实用新型的一个实施方式中，该通信电路可以进一步包括：第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3。如图3所示，磁耦隔离器U1的电源端口S1通过第一电容C1接地。如图4所示，收发器U2的电源端口S2分别 通过第二电容C2和第三电容C3接地。该第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3可以滤出上述电源的高频噪声，使得该收发器U2和磁耦隔离器U1的工作状态更加稳定。

在本实用新型的一实施方式中，该通信电路可以进一步包括：第四电容C4和第五电容C5，第一线圈L1的第一端通过第四电容C4接地，第二线圈L2的第二端通过第五电容C5接地。该第四电容C4和第五电容C5用于过滤来自于外部器件(如图2所示，来自CANH和CANL)的高频噪声。

在本实用新型的一实施方式中，该通信电路可以进一步包括第一瞬态抑制二极管D1和第二瞬态抑制二极管D2。在图2中，该第一瞬态抑制二极管D1的一端与第一电阻R1的另一端和第一线圈L1的一端之间的节点，第一瞬态抑制二极管D1的另一端接地，第二瞬态抑制二极管D2的另一端与第二电阻R2的另一端和第二线圈L2的一端之间的节点连接，第二瞬态抑制二极管D2的另一端接地。该第一瞬态二极管D1和第二瞬态二极管D2用于抑制来自于电力设备的起停操作、供电电源不稳定、雷击干扰等导致的瞬态干扰，并且可以有效的防止静电击穿，实现对该通信电路中各个电子器件的保护。

在本实用新型的一实施方式中，通信电路可以进一步包括：第三电阻R3、第四电阻R4和第六电容C6，第三电阻R3的一端与第一线圈L1的另一端和外部器件的第一端之间的节点连接，第三电阻的另一端与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与第二线圈L2的另一端和外部器件的第二端之间的节点连接，第六电容C6的一端与第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的一端之间的节点连接，第六电容C6的另一端接地。优选地，该第三电阻R3和第四电阻R4的阻值均可以为60欧姆。在本实用新型的一个示例中，该第三电阻R3和第四电阻R4可以作为终端电阻，实现与外部器件的阻抗匹配以减少反射和噪声干扰。此外，该第三电阻R3和第四电阻R4也 可以与后级电路中的电容组成RC滤波器，消除信号边沿的陡峭程度，防止电流冲击电子器件造成电子器件的损坏。

通过上述技术方案，本实用新型提供的用于电池管理系统的通信电路能够消除电路中的高频噪声，提升CAN通信的抗干扰能力。

以上结合附图详细描述了本实用新型例的可选实施方式，但是，本实用新型实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施方式的技术构思范围内，可以对本实用新型实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施方式的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型实施方式的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施方式的思想，其同样应当视为本实用新型实施方式所公开的内容。

Claims (7)

1.一种用于电池管理系统的通信电路，其特征在于，所述通信电路包括：

磁耦隔离器(U1)，所述磁耦隔离器(U1)的一端用于与所述电池管理系统的处理器连接；

收发器(U2)，所述收发器(U2)的一端与所述磁耦隔离器(U1)的另一端连接，用于将接收到的双向差分信号转换成单向收发信号并将所述单向收发信号经由所述磁耦隔离器(U1)传输给所述处理器；

共模扼流圈(L)，所述共模扼流圈(L)的一端与所述收发器(U2)的另一端连接，所述共模扼流圈(L)的另一端与外部器件连接，用于过滤共模的电磁干扰信号。

2.根据权利要求1所述的通信电路，其特征在于，所述通信电路进一步包括：第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，所述磁耦隔离器(U1)的一端包括用于与所述处理器的第一端口连接的第一端和与所述处理器的第二端口连接的第二端，所述磁耦隔离器(U1)的另一端包括第三端和第四端，所述收发器(U2)的一端包括第一端和第二端，所述收发器(U2)的另一端包括第三端和第四端，所述磁耦隔离器(U1)的第三端与所述收发器(U2)的第一端连接，所述磁耦隔离器(U1)的第四端与所述收发器(U2)的第二端连接，所述收发器(U2)的第三端与所述第一电阻(R1)的一端连接，所述收发器(U2)的第四端与所述第二电阻(R2)的一端连接，所述共模扼流圈(L)包括第一线圈(L1)和第二线圈(L2)，所述第一电阻(R1)的另一端与所述第一线圈(L1)的第一端连接，所述第二电阻(R2)的另一端与所述第二线圈(L2)的第一端连接，所述第一线圈(L1)的第二端与所述外部器件的第一端连接，所述第二线圈(L2)的第二端与所述外部器件的第二端连接。

3.根据权利要求2所述的通信电路，其特征在于，所述通信电路进一步包括：第一电容(C1)、第二电容(C2)和第三电容(C3)，所述磁耦隔离器(U1)的电源接口通过所述第一电容(C1)接地，所述收发器(U2)的电源接口分别通过所述第二电容(C2)和所述第三电容(C3)接地。

4.根据权利要求3所述的通信电路，其特征在于，所述通信电路进一步包括：第四电容(C4)和第五电容(C5)，所述第一线圈(L1)的第一端通过所述第四电容(C4)接地，所述第二线圈(L2)的第一端通过所述第五电容(C5)接地。

5.根据权利要求4所述的通信电路，其特征在于，所述通信电路进一步包括第一瞬态抑制二极管(D1)和第二瞬态抑制二极管(D2)，所述第一线圈(L1)的第二端通过所述第二瞬态抑制二极管(D2)接地，所述第二线圈(L2)的第二端通过所述第一瞬态抑制二极管(D1)接地。

6.根据权利要求5所述的通信电路，其特征在于，所述通信电路进一步包括：第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第六电容(C6)，所述第三电阻(R3)和所述第四电阻(R4)串联在所述第一线圈(L1)的第二端和所述第二线圈(L2)的第二端之间，所述第三电阻(R3)和所述第四电阻(R4)之间的节点通过所述第六电容(C6)接地。

7.根据权利要求6所述的通信电路，其特征在于，所述第三电阻(R3)和所述第四电阻(R4)的阻值均为60欧姆。