一種電動汽車電池組單體電壓采集系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電壓采集系統，尤其是涉及一種電動汽車電池組單體電壓采集系統。
【背景技術】
[0002]電動汽車通常采用電池組供電。鋰電池具有工作電壓高、比能量大、循環壽命長和無污染的優點，現有的電動汽車電池組通常由多個鋰電池組成。每個鋰電池為一個單體，電池組中各個鋰電池的特性不可能完全一致。電池組在工作一段時間后，各鋰電池之間的特性差異就越明顯，由此，各鋰電池在充點和放電時就會出現不平衡現象，即有的鋰電池充電時電壓達到上限電壓，有的鋰電池還沒達到上限電壓，這樣就會出現個別鋰電池超過其上限電壓，當達到一定程度時就會出現安全事故，存在安全隱患。為了消除電池組供電的安全隱患，目前主要通過電池組管理系統來對電池組內每個鋰電池進行監測和分流平衡。電動汽車電池組單體電壓采集系統作為電池組管理系統的核心，用于采集電池組內每個鋰電池的電壓。
[0003]如圖1所示，現有的電動汽車電池組單體電壓采集系統通常包括電壓采集電路、模數轉換器、控制器、譯碼器、數據總線和數據輸出電路，電壓采集電路包括信號放大電路和多個選通模塊，多個選通模塊與多個鋰電池一對一對應連接，多個選通模塊分別與譯碼器和信號放大電路連接，信號放大電路與模數轉換器連接，模數轉換器、控制器和譯碼器分別與數據總線連接，控制器與數據輸出電路連接，電源通過DC/DC隔離電路后提供信號放大電路、模數轉換器、控制器和譯碼器的工作電壓；選通模塊通常采用電子開關，信號放大電路通常采用信號放大器。
[0004]現有的電動汽車電池組單體電壓采集系統存在以下問題:選通模塊采集的信號經信號放大器放大處理后直接輸入到模數轉換器中，由此導致電壓采集系統抗干擾性能較差，運行可靠性不高。

【發明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種抗干擾性能較好，運行可靠性較高的電動汽車電池組單體電壓采集系統。
[0006]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種電動汽車電池組單體電壓采集系統，包括電壓采集電路、模數轉換器、控制器、譯碼器、數據總線和電源電路，所述的電壓采集電路包括信號放大電路和多個選通模塊，多個選通模塊分別與所述的譯碼器連接，所述的模數轉換器、所述的譯碼器和所述的控制器分別與所述的數據總線連接，所述的信號放大電路包括差分放大器和隔離放大器，多個選通模塊分別與所述的差分放大器連接，所述的差分放大器與所述的隔離放大器連接，所述的隔離放大器與所述的模數轉換器連接，所述的電源電路包括第一電源、第二電源、第一 DC/DC隔離模塊和第二 DC/DC隔離模塊，所述的第一電源與所述的第一 DC/DC隔離模塊連接，所述的第一 DC/DC隔離模塊分別與所述的隔離放大器、所述的模數轉換器、所述的譯碼器和所述的控制器連接，所述的第二電源與所述的第二 DC/DC隔離模塊連接，所述的第二 DC/DC隔離模塊分別與所述的差分放大器和所述的隔離放大器連接。
[0007]所述的選通模塊包括光電繼電器，所述的光電繼電器分別與所述的譯碼器和所述的差分放大器連接。該結構采用光電繼電器取代現有技術中的電子開關，保證了采集寬電壓時的線性度，而且光電繼電器采用了多路分時掃描的方式，提高了單體鋰電池電壓采樣的效率，節約了硬件成本。
[0008]所述的電動汽車電池組單體電壓采集系統還包括用于和外部進行數據通信的數據輸出電路，所述的數據輸出電路包括通信總線隔離器和通信模塊，所述的通信總線隔離器分別與所述的通信模塊、所述的控制器和所述的第一 DC/DC隔離模塊連接，所述的通信模塊為485通信模塊或者CAN通信模塊。該結構采用通信總線隔離器實現全隔離通訊方式，使外部通訊終端與單體電壓采集系統沒有電氣的聯系，增加了通訊的可靠性，提高了通訊速度。
[0009]與現有技術相比，本實用新型的優點在于通過采用相互獨立的第一電源和第二電源對系統進行供電，同時，選通電路采集的信號依次通過差分放大器和隔離放大器進行處理，由此將單體電壓采集系統中電池組高壓主回路隔離，解決了直流高壓回路對采樣系統的干擾，抗干擾性能較好，運行可靠性較高。
【附圖說明】
[0010]圖1為現有技術的單體電壓采集系統的電路原理圖；
[0011]圖2為本實用新型的單體電壓采集系統的電路原理圖；
[0012]圖3為本實用新型的單體電壓采集系統中電壓采集電路的一種電路結構圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0014]實施例:如圖2所示，一種電動汽車電池組單體電壓采集系統，包括電壓采集電路、模數轉換器1、控制器2、譯碼器3、數據總線和電源電路，電壓采集電路包括信號放大電路和多個選通模塊，多個選通模塊別通過模擬總線與譯碼器3連接，模數轉換器1、控制器2和譯碼器3分別與數據總線連接，信號放大電路包括差分放大器和隔離放大器，多個選通模塊通過模擬總線與差分放大器連接，差分放大器與隔離放大器連接，隔離放大器與模數轉換器I連接，電源電路包括第一電源、第二電源、第一 DC/DC隔離模塊和第二 DC/DC隔離模塊，第一電源與第一 DC/DC隔離模塊連接，第一 DC/DC隔離模塊分別與隔離放大器、模數轉換器1、譯碼器3和控制器2連接，第二電源與第二 DC/DC隔離模塊連接，第二 DC/DC隔離模塊分別與差分放大器和隔離放大器連接。
[0015]本實施例中，選通模塊包括光電繼電器，光電繼電器分別與譯碼器3和差分放大器連接。
[0016]本實施例中，電動汽車電池組單體電壓采集系統還包括用于和外部進行數據通信的數據輸出電路，數據輸出模塊包括通信總線隔離器和通信模塊，通信總線隔離器分別與通信模塊、控制器2和第一 DC/DC隔離模塊連接，通信模塊為485通信模塊或者CAN通信模塊。
[0017]本實用新型的電動汽車電池組單體電壓采集系統中電壓采集電路可采用圖3所示的電路結構來實現。
[0018]本實用新型的電動汽車電池組單體電壓采集系統的工作原理為:選通模塊的數量與電池組中鋰電池的數量相同，每個選通模塊用于采集一個鋰電池的電壓，控制器2控制選通模塊按順序依次采集多個鋰電池的電壓。開始采集時，第一個選通電路中的光電繼電器閉合，第一個鋰電池的電壓信號通過該光電繼電器輸送給模擬總線，模擬總線將電壓信號送入差分放大器進行耦合處理，耦合處理后的電壓信號送至隔離放大器進行隔離放大處理，隔離放大處理后的電壓信號再送至模數轉換器I進行模數轉換，轉換后傳給控制器2，控制器2通過譯碼器3依次選通下一個選通模塊，循環重復上述過程從而得到每個鋰電池的單體電壓數字信號。
【主權項】
1.一種電動汽車電池組單體電壓采集系統，包括電壓采集電路、模數轉換器、控制器、譯碼器、數據總線和電源電路，所述的電壓采集電路包括信號放大電路和多個選通模塊，多個選通模塊分別與所述的譯碼器連接，所述的模數轉換器、所述的譯碼器和所述的控制器分別與所述的數據總線連接，其特征在于所述的信號放大電路包括差分放大器和隔離放大器，多個選通模塊分別與所述的差分放大器連接，所述的差分放大器與所述的隔離放大器連接，所述的隔離放大器與所述的模數轉換器連接，所述的電源電路包括第一電源、第二電源、第一 DC/DC隔離模塊和第二 DC/DC隔離模塊，所述的第一電源與所述的第一 DC/DC隔離模塊連接，所述的第一 DC/DC隔離模塊分別與所述的隔離放大器、所述的模數轉換器、所述的譯碼器和所述的控制器連接，所述的第二電源與所述的第二 DC/DC隔離模塊連接，所述的第二 DC/DC隔離模塊分別與所述的差分放大器和所述的隔離放大器連接。
2.根據權利要求1所述的一種電動汽車電池組單體電壓采集系統，其特征在于所述的選通模塊包括光電繼電器，所述的光電繼電器分別與所述的譯碼器和所述的差分放大器連接。
3.根據權利要求1所述的一種電動汽車電池組單體電壓采集系統，其特征在于所述的電動汽車電池組單體電壓采集系統還包括用于和外部進行數據通信的數據輸出電路，所述的數據輸出電路包括通信總線隔離器和通信模塊，所述的通信總線隔離器分別與所述的通信模塊、所述的控制器和所述的第一 DC/DC隔離模塊連接，所述的通信模塊為485通信模塊或者CAN通信模塊。
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動汽車電池組單體電壓采集系統，包括電壓采集電路、模數轉換器、控制器、譯碼器、數據總線和電源電路，電壓采集電路包括信號放大電路和多個選通模塊，信號放大電路包括差分放大器和隔離放大器，多個選通模塊分別與差分放大器連接，差分放大器與隔離放大器連接，隔離放大器與模數轉換器連接，電源電路包括第一電源、第二電源、第一DC/DC隔離模塊和第二DC/DC隔離模塊，第一電源與第一DC/DC隔離模塊連接，第一DC/DC隔離模塊分別與隔離放大器、模數轉換器、譯碼器和控制器連接，第二電源與第二DC/DC隔離模塊連接，第二DC/DC隔離模塊分別與差分放大器和隔離放大器連接；優點是抗干擾性能較好，運行可靠性較高。
【IPC分類】G01R19-25
【公開號】CN204495901
【申請號】CN201520169417
【發明人】劉存霖, 熊宗保, 孫良武, 李小華
【申請人】寧波拜特測控技術有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月25日