CN219245729U - 一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，包括：高压电池包电压电流监控芯片U1，电池包PACK端电压测量电路和电池包LINK端电压测量电路；其中，电池包PACK端电压测量电路包括：分压电阻R6和R7串联后，形成的第一串联支路一端连接高压电池包的正极，另一端连接高压电池包的负极；高压电池包电压电流监控芯片U1的电压信号采集引脚V2连接在分压电阻R6和R7之间；本实用新型的电路结构精度高，同步和实时性强，能够实现对电池包电流、电压及绝缘电阻的同步测量，进而有利于实现对SOC、SOH测量精度和安全状态的快速评估，提高评估效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
电池管理系统通过对高压电池包的电压、电流和绝缘电阻等参数的测量，可以立即获得对电池SOC、SOH和安全状态的评估。
现有技术中，往往通过外部ADC进行电压测量，使用电流霍尔传感器进行电流测量，使用MCU的模拟端口进行绝缘电阻的测量；此种方式分别测量电压、电流和绝缘电阻等参数，存在测量同步性差的问题，从而影响电池管理系统对SOC、SOH测量精度和安全状态的评估时间。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出了一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，能够实现对高压电池包电压、电流和绝缘电阻的同步测量。
在一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，包括：高压电池包电压电流监控芯片U1，电池包PACK端电压测量电路和电池包LINK端电压测量电路；
所述电池包PACK端电压测量电路包括：分压电阻R6和R7串联后，形成的第一串联支路一端连接高压电池包的正极，另一端连接高压电池包的负极；高压电池包电压电流监控芯片U1的电压信号采集引脚V2连接在分压电阻R6和R7之间；
所述电池包LINK端电压测量电路包括：分压电阻R8、R9、R10和R11依次串联后形成第二串联支路，第二串联支路一端连接高压电池包的LINK+，另一端连接高压电池包的LINK-；
高压电池包电压电流监控芯片U1的电压信号采集引脚V3连接至分压电阻R8和R9之间；高压电池包电压电流监控芯片U1的电压基准引脚VREF连接至分压电阻R9和R10之间；高压电池包电压电流监控芯片U1的电压信号采集引脚V4连接至分压电阻R10和R11之间。
可选地，还包括：电池包电流测量电路，所述电池包电流测量电路包括：分流器R5的两端分别连接至高压电池包电压电流监控芯片U1的电流信号检测引脚ISENSE+和ISENSE-。
可选地，还包括：电池包绝缘电阻测量电路，所述电池包绝缘电阻测量电路包括：分压电阻R1、R2、R3和R4依次串联后形成第三串联支路，第三串联支路的一端连接电池包正极，另一端连接电池包负极；分压电阻R1和R2之间引出导线连接MOS管的源极，MOS管的栅极连接至高压电池包电压电流监控芯片U1的数字输入输出引脚GPIO1，MOS管的漏极连接至电池包负极。
可选地，分压电阻R2和R3之间引出导线接地。分压电阻R1和R2连接在电池包正极和电池包壳体之间。分压电阻R3和R4连接在电池包负极和电池包壳体之间。
可选地，电池组与正极开关S1的输入端连接，电池包接插件与正极开关S1的输出端连接。电池组与负极开关S2的输入端连接点，电池包接插件与负极开关S2的输出端连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型的电路结构精度高，同步和实时性强，能够实现对电池包电流、电压及绝缘电阻的同步测量，进而有利于实现对SOC、SOH测量精度和安全状态的快速评估，提高评估效率。
本实用新型的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路结构示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
在一个或多个实施方式中，公开了一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，结合图1，具体包括：
高压电池包电压电流监控芯片U1，电池包PACK端电压测量电路，电池包LINK端电压测量电路，电池包绝缘电阻测量电路和电池包绝缘电阻测量电路。
其中，高压电池包电压电流监控芯片U1是现有器件，主要作用用于实现对高压电池包电流和电压信号的监控；具体芯片型号可以根据需要进行选择。
本实施例中，电池包PACK端电压测量电路包括：分压电阻R6和R7串联后，形成的第一串联支路一端连接高压电池包的正极，另一端连接高压电池包的负极；高压电池包电压电流监控芯片U1的V2引脚连接在分压电阻R6和R7之间；R6和R7组成的分压电路将电池包PACK端的高压转化低压，低压通过高压电池包电压电流监控芯片U1的电压信号采集引脚V2连接至芯片U1内部的ADC(模数转换器)，ADC将电压信号转换成数字信号，通过数字信号可以计算出电压信号的值。
电池包LINK端电压测量电路包括：分压电阻R8、R9、R10和R11依次串联后形成第二串联支路，第二串联支路一端连接高压电池包的LINK+，另一端连接高压电池包的LINK-。
其中，PACK端指电池包内部继电器连接电池组端，LINK端指电池包内部继电器连接接插件端。
高压电池包电压电流监控芯片U1的V3引脚连接至分压电阻R8和R9之间；高压电池包电压电流监控芯片U1的VREF引脚连接至分压电阻R9和R10之间；高压电池包电压电流监控芯片U1的V4引脚连接至分压电阻R10和R11之间。
其中，V3和V4引脚均是电压信号采集引脚，用于测量电压信号，VREF引脚是电压基准引脚。
本实施例中，电阻R8、R9、R10和R11组成的分压电路将电池包LINK端的高压转化低压，低压通过芯片U1的电压信号采集引脚V3和V4连接至芯片U1内部的ADC，并通过电压基准引脚VREF进行偏置，以将其移至芯片U1的电源电压轨±100mV和ADC的满量程差分输入电压范围内(典型值为
±4.8V)。
本实施例中，电池包电流测量电路包括：高压电池包电压电流监控芯片U1的ISENSE+、ISENSE-引脚分别连接分流器R5的两端，分流器R5连接至电池包的负极。其中，ISENSE+和ISENSE-是电流信号检测引脚，用于检测电流信号。
分流器R5通过电流测量通道ISENSE+、ISENSE-连接至芯片U1内部的20位ADC，分流器R5是个低值电阻，当电流流过分流器R5时，会在分流器R5上产生一个电压，通过ADC测量R5上的电压，结合R5的阻值，便可以换算出电流值，具有较高的检测精度。
芯片U1的电流测量通道都有一个可编程模拟过流比较器，适用于需要快速检测过流情况的应用。
本实施例中，电池包绝缘电阻测量电路包括：分压电阻R1、R2、R3和R4依次串联后形成第三串联支路，第三串联支路的一端连接电池包正极，另一端连接电池包负极；分压电阻R1和R2之间引出导线连接MOS管的源极，MOS管的栅极连接至U1的数字输入输出引脚GPIO1，MOS管的漏极连接至电池包负极。
分压电阻R1和R2连接在电池包正极和电池包壳体之间。R3和R4连接在电池包负极和电池包壳体之间。首先断开Q1，通过引脚V1测量电阻R4上电压Va。再闭合Q1，通过引脚V1测量电阻R4上电压Vb。通过电压Va和Vb便可以计算出电池系统的绝缘电阻。
本实施例中，电池组与正极开关S1的输入端连接，电池包接插件与正极开关S1的输出端连接。图1中BAT+作为电池组与正极开关S1输入端的连接点，LINK+作为电池包接插件与正极开关S1输出端的连接点。
电池组与负极开关S2的输入端连接点，电池包接插件与负极开关S2的输出端连接。BAT-作为电池组与负极开关S2输入端的连接点，LINK-作为电池包接插件与负极开关S2输出端的连接点。其中，正极开关S1和负极开关S2的作用均是控制电池包高压回路的通断。
本实施例电路结构能够实现对电池包电流、电压及绝缘电阻的同步测量，进而有利于实现对SOC、SOH测量精度和安全状态的快速评估，提高评估效率。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，其特征在于，包括：高压电池包电压电流监控芯片U1，电池包PACK端电压测量电路和电池包LINK端电压测量电路；
所述电池包PACK端电压测量电路包括：分压电阻R6和R7串联后，形成的第一串联支路一端连接高压电池包的正极，另一端连接高压电池包的负极；高压电池包电压电流监控芯片U1的电压信号采集引脚V2连接在分压电阻R6和R7之间；
所述电池包LINK端电压测量电路包括：分压电阻R8、R9、R10和R11依次串联后形成第二串联支路，第二串联支路一端连接高压电池包的LINK+，另一端连接高压电池包的LINK-；
高压电池包电压电流监控芯片U1的电压信号采集引脚V3连接至分压电阻R8和R9之间；高压电池包电压电流监控芯片U1的电压基准引脚VREF连接至分压电阻R9和R10之间；高压电池包电压电流监控芯片U1的电压信号采集引脚V4连接至分压电阻R10和R11之间。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，其特征在于，还包括：电池包电流测量电路，所述电池包电流测量电路包括：分流器R5的两端分别连接至高压电池包电压电流监控芯片U1的电流信号检测引脚ISENSE+和ISENSE-。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，其特征在于，还包括：电池包绝缘电阻测量电路，所述电池包绝缘电阻测量电路包括：分压电阻R1、R2、R3和R4依次串联后形成第三串联支路，第三串联支路的一端连接电池包正极，另一端连接电池包负极；分压电阻R1和R2之间引出导线连接MOS管的源极，MOS管的栅极连接至高压电池包电压电流监控芯片U1的数字输入输出引脚GPIO1，MOS管的漏极连接至电池包负极。
4.如权利要求3所述的一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，其特征在于，分压电阻R2和R3之间引出导线接地。
5.如权利要求3所述的一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，其特征在于，分压电阻R1和R2连接在电池包正极和电池包壳体之间。
6.如权利要求3所述的一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，其特征在于，分压电阻R3和R4连接在电池包负极和电池包壳体之间。
7.如权利要求1所述的一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，其特征在于，电池组与正极开关S1的输入端连接，电池包接插件与正极开关S1的输出端连接。
8.如权利要求1所述的一种电动汽车高压电池包电压电流和绝缘电阻测量电路，其特征在于，电池组与负极开关S2的输入端连接点，电池包接插件与负极开关S2的输出端连接。
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