CN208386188U - 一种电压采集电路及电池管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电器领域，提出了一种电压采集电路及电池管理装置，所述电路包括：前端单体管理模块和多个后端单体管理模块。前端单体管理模块具有对内菊花链通讯接口和对外通讯接口，前端单体管理模块的对外通讯接口连接BMU内CAN电路。后端单体管理模块具有对内菊花链通讯接口。前端单体管理模块的对内菊花链通讯接口连接第一后端单体管理模块的对内菊花链通讯接口。多个后端单体管理模块顺次连接，每个后端单体管理模块的对内菊花链通讯接口连接上一个后端单体管理模块的对内菊花链通讯接口。本实用新型只通过前端单体管理模块的对外通讯接口与外设连接，减少了接口，简化了电路。

Description

一种电压采集电路及电池管理装置

技术领域

本实用新型涉及电子电器领域，尤其涉及一种电压采集电路及电池管理装置。

背景技术

新能源技术现在是当前汽车技术领域的重点研究方向，其中电动汽车因为对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。对于电动汽车而言，其作为节能减排型的新能源汽车，需要电池提供动力或者电池辅助发动机提供动力。然而电池容易因为受热或者电压不均导致消耗较大，因此在电动汽车中，需要在电池包中设置电池管理系统，电池管理系统可以对电池进行监控、故障检测及均衡控制，保证电池包工作在正常状态，是电动汽车的重要组成部分之一。

在现有技术中，电池管理装置包括主控模块和从控模块。从控模块的数目较多，能够用于对电池模组的电压及温度进行采集。从控模块需要向主控模块反馈采集到的信息，而从控模块在与主控模块通讯的时候，通常采用每个从控模块都与主控模块通讯的连接方式，因此占用了主控模块的许多资源。

为了能够更好地与从控模块通讯，主控模块需要提供与从控模块对应的接口外，也因此增加了主控模块的结构复杂度，使得在进行主控模块的设计和开发时，需要耗费更多的时间，增加了开发难度，同时也延长了开发周期，相应的，也造成了开发成本的增加。

此外，由于从控模块需要主控模块具有相应数目的接口，才能够与主控模块进行通讯，也导致了当从控模块的数目发生变化时，需要更换主控模块，不利于电池管理模块的标准化，也使得开发成本进一步增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是多个从控模块连接到BMU主控模块时需要BMU主控模块提供相应数目的接口，使得电路结构复杂的问题。为了解决所述问题，本实用新型提出了一种电压采集电路及电池管理装置，本实用新型具体是以如下技术方案实现的：

本实用新型的第一个方面提出了一种电压采集电路，所述电压采集电路支持菊花链通信，所述电压采集电路包括：前端单体管理模块和多个后端单体管理模块。

所述前端单体管理模块具有通讯接口和对外通讯接口，所述前端单体管理模块的对外通讯接口连接BMU内CAN电路。

所述后端单体管理模块具有通讯接口，所述前端单体管理模块的通讯接口连接第一后端单体管理模块的通讯接口。

所述多个后端单体管理模块顺次连接，每个后端单体管理模块的通讯接口连接上一个后端单体管理模块的通讯接口。

进一步地，所述前端单体管理模块的通讯接口为对内菊花链通讯接口，所述后端单体管理模块的通讯接口为对内菊花链通讯接口。所述前端单体管理模块和后端单体管理模块相连接的方式为菊花链的连接方式。所述前端单体管理模块与BMU内CAN电路相连，并与BMU内CAN电路建立通讯，上传单体电压采集模块采集到的信息。所述后端单体管理模块只与前一个单体管理模块连接，并将信息通过对内菊花链通讯接口传输到前一个单体管理模块中，并不能直接将采集到的信息传输的BMU内CAN电路中。

进一步地，所述前端单体管理模块包括电池模组、前端单体电压采集模块、采集电路、隔离模块、信号转换模块、主处理器和CAN接口标准电路。所述采集电路用于直接与电池模组连接，采集电池模组的电压及温度等信号，所述前端单体电压采集模块用于获得采集电路采集到的信号，通过隔离模块传输到信号转换模块中。所述信号转换模块用于将隔离模块传输的UART通讯转化成SPI通讯。所述信号转换模块将SPI通讯传输到主处理器中进行处理。所述主处理器通过CAN接口标准电路与BMU内CAN电路连接。

进一步地，所述前端采集电路连接前端单体电压采集模块，所述采集电路的另一端连接电池模组。

所述前端单体电压采集模块的另一端连接隔离模块，所述隔离模块连接信号转换模块，所述信号转换模块连接主处理器，所述主处理器连接CAN接口标准电路。

进一步地，所述CAN标准接口电路通过对外通讯接口连接BMU内CAN电路。

进一步地，所述后端单体管理模块包括电池模组、后端单体电压采集模块和采集电路。

进一步地，所述后端采集电路连接后端单体电压采集模块，所述采集电路的另一端连接电池模组。

进一步地，所述采集电路包括均衡控制电路、滤波电路和温度检测电路。

进一步地，所述均衡控制电路连接电池模组，所述均衡控制电路的另一端连接滤波电路，所述滤波电路的另一端连接单体电压采集模块。

所述温度检测电路连接电池模组，所述温度检测电路的另一端连接单体电压采集模块。所述均衡控制电路用于对电池模组的电压进行均衡控制，所述温度检测电路用于检测电池模组的温度。

本实用新型的第二个方面提出了一种电池管理装置，所述电池管理装置包括上述所述的支持菊花链通讯的电压采集电路。所述电池管理装置应用在电动车辆上，由于所述电压采集电路都是标准化模组，可以应用于不同车型的电池管理装置，因此所述电动车辆可以是纯电动汽车，也可以是混合动力汽车或者是插电式混合动力汽车。

采用上述技术方案，本实用新型所述的一种电压采集电路及电池管理装置，具有如下有益效果：

1)本实用新型所述的一种电压采集电路及电池管理装置，所述的电压采集电路中包括多个单体管理模块，前端单体管理模块具有对内菊花链通讯接口和对外通讯接口，所述后端单体管理模块具有对内菊花链通讯接口，所述单体管理模块顺次连接，只通过前端单体管理模块的对外通讯接口与外设连接，减少了接口，简化了电路；

2)本实用新型所述的一种电压采集电路及电池管理装置，所述的电压采集电路中包括多个单体管理模块，前端单体管理模块具有对内菊花链通讯接口和对外通讯接口，所述后端单体管理模块具有对内菊花链通讯接口，所述单体管理模块采用菊花链的方式顺次连接，减少了电路器件，节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种电压采集电路的结构示意图。

具体实施方式

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的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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1：

本实用新型实施例中提供了一种支持菊花链通讯的电压采集电路，如图1所示，所述电路包括：前端单体管理模块和多个后端单体管理模块。

所述前端单体管理模块包括电池模组、前端单体电压采集模块、采集电路、隔离模块、信号转换模块、主处理器和CAN接口标准电路。

所述采集电路用于直接与电池模组连接，采集电池模组的电压及温度等信号，所述前端单体电压采集模块用于获得采集电路采集到的信号，通过隔离模块传输到信号转换模块中。所述信号转换模块用于将隔离模块传输的UART通讯转化成SPI通讯。所述信号转换模块将SPI通讯传输到主处理器中进行处理。所述主处理器通过CAN接口标准电路与BMU(电池管理单元)内CAN电路连接。所述信号转换模块、主处理器和CAN接口标准电路都由主控模块进行供电。

所述采集电路连接前端单体电压采集模块，所述采集电路的另一端连接电池模组。所述采集电路包括均衡控制电路、滤波电路和温度检测电路。所述均衡控制电路用于对电池模组的电压进行均衡控制，所述温度检测电路用于检测电池模组的温度。所述均衡控制电路连接电池模组，所述均衡控制电路的另一端连接滤波电路，所述滤波电路的另一端连接前端单体电压采集模块。所述温度检测电路连接电池模组，所述温度检测电路的另一端连接前端单体电压采集模块。

所述前端单体电压采集模块的另一端连接隔离模块，所述隔离模块连接信号转换模块，所述信号转换模块连接主处理器，所述主处理器连接CAN接口标准电路。

所述前端单体管理模块具有对外通讯及电源接口，所述CAN标准接口电路通过前端单体管理模块的对外通讯及电源接口连接BMU(电池管理单元)内的CAN电路。所述BMU(电池管理单元)即电池管理系统的控制模块，能够获得电压采集电路采集到的信息。

所述后端单体管理模块包括电池模组、后端单体电压采集模块和采集电路。所述采集电路包括均衡控制电路、滤波电路和温度检测电路。

和前端单体管理模块一样，在后端单体管理模块中，所述采集电路连接后端单体电压采集模块，所述采集电路的另一端连接电池模组。所述采集电路包括均衡控制电路、滤波电路和温度检测电路。所述均衡控制电路用于对电池模组的电压进行均衡控制，所述温度检测电路用于检测电池模组的温度。所述均衡控制电路连接电池模组，所述均衡控制电路的另一端连接滤波电路，所述滤波电路的另一端连接后端单体电压采集模块。所述温度检测电路连接电池模组，所述温度检测电路的另一端连接后端单体电压采集模块。

所述前端单体管理模块和后端单体管理模块之间的连接采用菊花链通讯方式进行连接，即所述前端单体管理模块连接第一个后端单体管理模块，其余的后端单体管理模块顺次连接在第一个后端单体管理模块之后。前端单体管理模块只能够和第一个后端单体管理模块通讯，不能够和其余的后端单体管理模块通讯。所述第一个后端单体管理模块也只能和第二个后端单体管理模块及前端单体管理模块通讯，不能越过第二个后端单体管理模块与其他的后端单体管理模块通讯。同理可得，每个后端单体管理模块只能与前一个后端单体管理模块及后一个后端单体管理模块进行通讯。

进一步地，所述单体电压采集模块的通讯接口为对内菊花链通讯接口。所述前端单体电压采集模块的对内菊花链通讯接口与第一后端单体电压采集模块的对内菊花链通讯接口相连接。所述第一后端单体电压采集模块的对内菊花链通讯接口连接第二后端单体电压采集模块的对内菊花链通讯接口，以此类推，直到最后一级后端单体电压采集模块。每两个相邻的单体电压采集模块的对内菊花链通讯接口相连接。

所述单体电压采集模块放置在标准化模组中，所述标准化模组即前端单体管理模块和后端单体管理模块，所述单体管理模块对外的接口为标准化的接口，对外除了有动力母线连接接口之外，剩下的就是对外的菊花连通讯接口。每一个后端单体管理模块对外连接的只有对内菊花链通讯接口，所述前端单体管理模块包括菊花连通讯接口和动力母线连接接口。

本实施例提出的一种支持菊花链通讯的电压采集电路，只有第一节的单体电压采集芯片上是做了CAN收发的基本模块，而对于除第一节以外的单体电压采集模块则是纯粹的为一种菊花链通讯的方案，在这种方案之下，通过单体电压采集前端CSC(单体管理模块)的方案优化，使整个单体电压采集模块最终对外的输出为一标准的CAN通讯接口，可以很好的降低对于主控模块的设计要求，减少了主控模块的接口数量。提高了类似单体电压采集模块本身的通用性。

此外，在本实施例中所述的一种支持菊花链通讯的电压采集电路提出了一种具有差异化的CSC(单体管理模块)方案，就是为了实现单体电压采集模块对外的总输出为标准化的CAN通讯接口电路，但是对于各个单体电压采集内部则是一种纯粹的菊花链通讯，很好的解决了成本的问题。

实施例2：

本实用新型实施例中提供了一种电池管理装置，所述电池管理装置应用了支持菊花链通讯的电压采集电路，所述电池管理装置应用在电动车辆上，所述电动车辆可以是纯电动汽车，也可以是混合动力汽车或者是插电式混合动力汽车。

所述电池管理装置由主控模块和电压采集电路构成，由于所述电压采集电路通过一个对外通讯接口与主控模块进行通讯，因此不需要主控模块具有与单体管理模块相应数目的接口，来与单体管理模块通讯。

因此，所述电压采集电路可以做成标准化的电压采集电路模组，以适应不同种类的电动汽车，使得所述电池管理装置更具有通用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电压采集电路，其特征在于，所述电路包括：前端单体管理模块和多个后端单体管理模块；

所述前端单体管理模块具有通讯接口和对外通讯接口，所述前端单体管理模块的对外通讯接口连接BMU内CAN电路；

所述后端单体管理模块具有通讯接口，所述前端单体管理模块的通讯接口连接第一后端单体管理模块的通讯接口；

所述多个后端单体管理模块顺次连接，每个后端单体管理模块的通讯接口连接上一个后端单体管理模块的通讯接口。

2.根据权利要求1所述的一种电压采集电路，其特征在于，所述前端单体管理模块的通讯接口为对内菊花链通讯接口，所述后端单体管理模块的通讯接口为对内菊花链通讯接口。

3.根据权利要求1所述的一种电压采集电路，其特征在于，所述前端单体管理模块包括电池模组、前端单体电压采集模块、采集电路、隔离模块、信号转换模块、主处理器和CAN接口标准电路。

4.根据权利要求3所述的一种电压采集电路，其特征在于，所述前端采集电路连接前端单体电压采集模块，所述采集电路的另一端连接电池模组；

所述前端单体电压采集模块的另一端连接隔离模块，所述隔离模块连接信号转换模块，所述信号转换模块连接主处理器，所述主处理器连接CAN接口标准电路。

5.根据权利要求3所述的一种电压采集电路，其特征在于，所述CAN接口标准电路通过对外通讯接口连接BMU内CAN电路。

6.根据权利要求1所述的一种电压采集电路，其特征在于，所述后端单体管理模块包括电池模组、后端单体电压采集模块和采集电路。

7.根据权利要求6所述的一种电压采集电路，其特征在于，所述后端采集电路连接后端单体电压采集模块，所述采集电路的另一端连接电池模组。

8.一种电池管理装置，其特征在于，所述电池管理装置包括权利要求1到7任意一项所述的一种电压采集电路。