一种BMS多功能集成高压监测系统
申请人信息
- 申请人:合众新能源汽车股份有限公司
- 申请人地址:314000 浙江省嘉兴市桐乡经济开发区庆丰南路999号206室
- 发明人: 合众新能源汽车股份有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种BMS多功能集成高压监测系统 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN201711426750.5 |
| 申请日 | 2017年12月26日 |
| 公告号 | CN108152749B |
| 公开日 | 2024年3月15日 |
| IPC主分类号 | G01R31/389 |
| 权利人 | 合众新能源汽车股份有限公司 |
| 发明人 | 肖志明; 吴瑞; 魏书源 |
| 地址 | 浙江省嘉兴市桐乡市梧桐街道同仁路988号 |
摘要文本
本发明公开了一种BMS多功能集成高压系统监测方案，包括高压采集电路、高压处理电路、DC/DC隔离电路和SPI隔离电路。所述高压采集电路用于电池组总电流采集和电池组内、外侧总电压采集；所述高压处理电路用于将所述高压采集电路采集的毫伏级电压值进行A/D转换；所述DC/DC隔离电路用于给A/D芯片和SPI隔离芯片提供隔离稳定的电压；所述SPI隔离电路用于将A/D芯片计算值通过隔离SPI总线上报给MCU，由MCU计算出实际值；通过BMS多功能集成高压系统监测方案，可同时有效进行电动汽车高压动力系统总压测量(包括电池组内、外侧总压测量)、绝缘监测和总电流检测(采用分流器方案)。整个方案电路形式简单，设计灵活，检测精度高，电路反应速度快，成本较低。
专利主权项内容
1.一种BMS多功能集成高压监测系统，包括高压采集电路、高压处理电路、DC/DC隔离电路、SPI隔离电路以及MCU；所述高压采集电路包括开关S0、开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关S3、电阻R5、电阻R6、开关S4、开关S5、电阻R7和电阻R8；所述开关S0一端接电动汽车底盘地，另一端接A/D芯片地；所述开关S1一端接电池组PACK正，另一端接所述电阻R1一端；所述电阻R1另一端接所述电阻R2一端，同时接所述A/D芯片7脚，所述电阻R2另一端接A/D芯片地，所述电阻R3一端接A/D芯片地，另一端接所述电阻R4一端，同时接所述A/D芯片8脚，所述电阻R4另一端接所述开关S2一端，所述开关S2另一端接电池组PACK负，所述开关S3一端接电池组PACK正，另一端接所述电阻R5一端，所述电阻R5另一端接A/D芯片地，所述电阻R6一端接A/D芯片地，另一端接所述开关S4一端，所述开关S4另一端接电池组PACK负，所述开关S5一端接电池组LINK正，另一端接所述电阻R7一端，所述电阻R7另一端接所述电阻R8一端，同时接所述A/D芯片9脚，所述电阻R8另一端接电池组LINK负；所述开关S3和开关S5之间设置有接触器K1，所述开关S4和电阻R8之间设置有接触器K2；所述高压处理电路包括A/D芯片U2、电容C1、电容C2、电容C3；所述A/D芯片10脚、14脚、6脚接所述A/D芯片地，所述A/D芯片11脚接SPI隔离芯片14脚，所述A/D芯片13脚接所述SPI隔离芯片11脚，所述A/D芯片12脚接所述SPI隔离芯片13脚，所述A/D芯片18脚接所述SPI隔离芯片12脚，所述A/D芯片4脚、20脚、19脚、17脚、16脚悬空，所述A/D芯片1脚接分流器一端，所述A/D芯片2脚接分流器另一端，所述A/D芯片3脚接所述电容C1一端，所述电容C1另一端所述A/D芯片地，所述A/D芯片15脚接所述电容C2一端，同时接所述DC/DC隔离模块5脚，所述电容C2另一端接所述A/D芯片地，所述A/D芯片5脚接所述电容C3一端，同时接所述DC/DC隔离模块5脚，所述电容C3另一端接所述A/D芯片地；所述DC/DC隔离电路包括电容C1、电容C2、电感L1、DC/DC隔离模块U1、电阻R1、电容C3、电容C4；所述电容C1一端接所述MCU的电源正，另一端接所述MCU的电源地，所述电容C2一端接所述MCU的电源正，另一端接所述MCU的电源地，所述电感L1一端接所述MCU的电源正，另一端接所述DC/DC隔离模块2脚，所述DC/DC隔离模块1脚接所述MCU的电源地，所述DC/DC隔离模块8脚悬空，所述DC/DC隔离模块4脚接所述A/D芯片地，所述DC/DC隔离模块5脚接所述电阻R1一端、所述电容C3一端和所述电容C4一端，所述电阻R1另一端接所述A/D芯片地，所述电容C3另一端接所述A/D芯片地；所述SPI隔离电路包括隔离芯片U1'、电容C1、电容C50；所述隔离芯片2脚、8脚接所述MCU的电源地，所述隔离芯片9脚、15脚接所述A/D芯片地，所述隔离芯片1脚、7脚接所述MCU的电源正，同时接所述电容C50一端，所述电容C50另一端接所述MCU的电源地，所述隔离芯片10脚、16脚接所述DC/DC隔离模块5脚，同时接所述电容C1一端，所述电容C1另一端接所述A/D芯片地，所述隔离芯片3脚接所述MCU SPI端口CS脚，所述隔离芯片4脚接所述MCU SPI端口SCLK脚，所述隔离芯片5脚接所述MCU SPI端口SDI脚，所述隔离芯片6脚接所述MCU SPI端口SDO脚；基于所述电路对电池组绝缘电阻值、电池组内、外侧总电压采集和计算的步骤：S1：断开S5，断开S3，断开S4，闭合S0，闭合S1，测量出电池组PACK正端、负端对底盘的分压值Va、Vb，得出公式1：Va/[Rn//(R1+R2)]＝Vb/[Rp//(R3+R4)]；S2：如果步骤S1测量值Va≧Vb，则断开S5，断开S4，闭合S0，闭合S1，闭合S2，闭合S3，再次测量出电池组PACK正端、负端对底盘的分压值Vc、Vd；得出公式2：Vc/[Rn//(R1+R2)//R5]＝Vd/[Rp//(R3+R4)]；S3：根据公式1和公式2以及步骤S1和步骤S2两次测量的电池组PACK正端、负端对底盘的分压值Va、Vb和Vc、Vd计算出绝缘电阻Rn、绝缘电阻Rp值；S4：如果步骤S1测量值Va＜Vb，则断开S5，断开S3，闭合S0，闭合S1，闭合S2，闭合S4，再次测量出电池组PACK正端、负端对底盘的分压值Vc、Vd；得出公式3：Vc/[Rn//(R1+R2)]＝Vd/[Rp//(R3+R4)//R6]；S5：根据公式1和公式3，以及步骤S1和步骤S4两次测量的电池组PACK正端、负端对底盘的分压值Va、Vb和Vc、Vd，可计算出绝缘电阻Rn、绝缘电阻Rp值；S6：对步骤S1中测得的Va、Vb绝对值求和即可得到电池组内侧总电压；S7：接触器K1、接触器K2闭合，闭合S5，断开S0，断开S1，断开S2，断开S3，断开S4，即可得到电池组外侧总电压。 来源：马 克 团 队