一種溫度採集電路的製作方法

2023-10-29 17:13:17

本實用新型涉及汽車電子技術領域，具體涉及一種溫度採集電路。

背景技術：

在已有的方案中，電動汽車的核心零部件包括了電池管理系統、整車控制系統及電驅動系統三大部分，其中，電池管理系統主要是用於實現整車電池包的溫度採集與檢測，電流採集與檢測，總電壓計算、絕緣電阻檢測等功能。

圖1所示的溫度採集電路中，包括：主處理器以及與所述主處理器連接的一個或多個溫度採集單元，所述溫度採集單元包括：基準源、分壓電阻以及NTC熱敏電阻；分壓電阻(R1』、R2』…R8』)與NTC熱敏電阻(NRC1』、NRC2』…NRC8』)串聯連接在基準源與地之間，分壓電阻與NTC熱敏電阻共同連接端與所述主處理器連接，NTC熱敏電阻用於採集整車電池包內電池單體的溫度值，具體地，NTC熱敏電阻與分壓電阻共同的連接端與主處理器的AD接口(AD1』、AD2』…AD8』)連接。

在現有的技術方案中，如果NTC熱敏電阻的反饋值不準確或者反饋的溫度異常時，圖1所示硬體系統架構無法校驗，所以這種電路連接方式不符合功能安全的設計標準。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種溫度採集電路，以提高溫度採集的安全性與可靠性。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：

一種溫度採集電路，用於採集電池包中各個單體電池的溫度值，包括：主處理器以及與所述主處理器連接的一個或多個溫度採集單元，所述溫度採集單元包括：第一基準源、分壓電阻以及熱敏電阻，所述分壓電阻與所述熱敏電阻串聯連接在所述第一基準源與地之間，所述分壓電阻與所述熱敏電阻共同連接端與所述主處理器連接，還包括：多路模擬選擇開關以及與所述多路模擬選擇開關連接的從處理器；所述多路模擬選擇開關與所有溫度採集單元連接，根據所述從處理器的控制信號，分時將各個溫度採集單元的溫度值傳送給所述從處理器；所述主處理器與所述從處理器通過SPI總線進行通訊，以校驗所述溫度值是否一致。

優選地，還包括：與所述多路模擬選擇開關電連接的校驗電路；

當所述多路模擬選擇開關切換到校驗電路通道時，從處理器校驗獲取到所述多路模擬選擇開關輸出的電壓值是否與所述校驗電路提供的電壓值相同。

優選地，所述校驗電路包括：第二基準源、第一電阻、第二電阻；所述第二基準源與所述第一電阻一端連接，所述第一電阻另一端所述第二電阻一端分別與所述多路模擬選擇開關連接，所述第二電阻另一端與地連接。

優選地，還包括：一個或多個連接在所述主處理器與所述溫度採集單元之間的運算放大器；

所述運算放大器的同相輸入端與所述溫度採集單元連接，所述運算放大器的輸出端與所述主處理器連接。

優選地，還包括：一個或多個連接在所述運算放大器的同相輸入端與所述溫度採集單元之間濾波電路。

本實用新型的有益效果在於：

本實用新型提供的溫度採集路，主處理器實時採集電池包中各個單體電池的溫度值，從處理器通過多路模擬選擇開關分時採集不同單體電池的溫度值，從處理器與主處理器通過SPI總線實時通信，以校驗各自獲取的電池包中單體電池的溫度值是否一致。通過本實用新型，提高了溫度採集的可靠性與安全性。

附圖說明

圖1是現有技術中溫度採集電路的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例溫度採集電路的一種結構示意圖。

圖3是本實用新型實施例溫度採集電路的另一種結構示意圖。

附圖中標記：

NTC 熱敏電阻：NRC1』、NRC2』…NRC8』 AD 接口：AD1』、AD2』…AD8』 分壓電阻：R1』、R2』…R8』 分壓電阻：R1、R2…R8 熱敏電阻：NRC1、NRC2…NRC8 AD口：AD1、AD2…AD8 VCC1、第一基準源 VCC2、第二基準源 RJ1、第一電阻 RJ2、第二電阻 運算放大器：UC1、UC2…UC8 保護電阻：RC1、RC2…RC8 濾波電容：C1、C2…C8

具體實施方式

為了使本領域技術人員能更進一步了解本實用新型的特徵及技術內容，下面結合附圖和實施方式對本實用新型實施例作詳細說明。

如圖2所示是本實用新型實施例溫度採集電路的一種結構示意圖，該電路用於採集電池包中各個單體電池的溫度值，包括：主處理器以及與所述主處理器連接的一個或多個溫度採集單元，所述溫度採集單元包括：第一基準源VCC1、分壓電阻(R1、R2…R8)以及熱敏電阻(NRC1、NRC2…NRC8)，所述分壓電阻與所述熱敏電阻串聯連接在所述第一基準源與地之間，所述分壓電阻與所述熱敏電阻共同連接端與所述主處理器連接，該電路還包括：多路模擬選擇開關以及與所述多路模擬選擇開關連接的從處理器；所述多路模擬選擇開關與所有溫度採集單元連接，根據所述從處理器的控制信號，分時將各個溫度採集單元的溫度值傳送給所述從處理器；所述主處理器與所述從處理器通過SPI總線進行通訊，以校驗所述溫度值是否一致。

具體地，如圖2所示，主處理器獲取所有溫度採集單元的溫度值，根據所述溫度值分析電池包裡的電池單體溫度是否正常；具體地，主處理器AD口(AD1、AD2…AD8)與溫度採集單元中熱敏電阻非接地端連接，主處理器通過CS、MISO、MOSI以及SCK接口實現與從處理器的SPI通信。多路模擬選擇開關通過不同的通道分別與各個溫度採集單元連接，根據從處理器的控制信號，分時選擇不同的通道的溫度採集單元，具體地，所述控制信號由從處理器通過SLO4、SLO3、SLO2以及SLO1管腳傳輸給多路模擬選擇開關的SLI4、SLI3、SLI2以及SLI1管腳。

需要說明的是，一般從處理器的接口資源小於主處理器的接口資源，因此，本實用新型中，通過多路模擬選擇開關分時將各個溫度採集單元的溫度值傳送給從處理器，以達到從處理器獲取每個溫度採集單元溫度值的目的。

具體地，本實用新型中，主處理器的型號為MC9S12XET256，從處理器的型號為MC9S08DZ60，多路模擬選擇開關的型號為CD74HCT4067-Q1，本實用新型中，各個分壓電阻(R1、R2…R8)的阻值可以相同，比如為4.99KΩ，本實用新型中，熱敏電阻(NRC1、NRC2…NRC8)的阻值範圍在100Ω至1MΩ之間，通過的熱敏電阻表現的阻值，轉化為溫度採集單元採集的不同溫度值。

進一步，為了使從處理器與多路模擬選擇開關在信息獲取上達到一致，本實用新型還包括：與所述多路模擬選擇開關電連接的校驗電路。

當所述多路模擬選擇開關切換到校驗電路通道時，從處理器校驗獲取到所述多路模擬選擇開關輸出的電壓值是否與所述校驗電路提供的電壓值相同。通過所述校驗電路，可以校驗從處理器獲取到的信息與多路模擬選擇開關提供的信息是否一致。

需要說明的是，多路模擬選擇開關可以包含十六個雙向模擬開關，每個開關都有一側連接到某個獨立輸入(CH1…CH9)，而另一側則連接到某個公共輸出(OP)。當多路模擬選擇開關的針腳E為低電平時，通過針腳SLI1至SLI4選擇十六個開關之一(低阻抗導通狀態)。所有未選中的開關都處於高阻抗關斷狀態。針腳E為高電平時，無論針腳SLI1至SLI4如何，所有開關都處於高阻抗關斷狀態。進一步，本實用新型中，校驗電路與多路模擬選擇開關的獨立輸入CH9針腳連接，當針腳SLI1至SLI4選擇到第九個開關時，多路模擬選擇開關切換到了校驗電路通道，此時公共輸出(OP)向從處理器的AIN針腳輸出校驗電路的電壓值。具體地，圖2與圖3所示實施例中，從處理器通過針腳SLO1至SLO4輸出信號，控制多路模擬選擇開關的針腳SLI1至SLI4。從處理器通過針腳EN向多路模擬選擇開關的針腳E輸出高電平或低電平。

具體地，如圖3所示，所述校驗電路包括：第二基準源VCC2、第一電阻RJ1、第二電阻RJ2；所述第二基準源VCC2與所述第一電阻RJ1一端連接，所述第一電阻RJ1另一端所述第二電阻RJ2一端分別與所述多路模擬選擇開關連接，所述第二電阻RJ2另一端與地連接。

需要說明的是，第一電阻RJ1與第二電阻RJ2的阻值可以由多路模擬選擇開關確定，比如，第一電阻RJ1與第二電阻RJ2的阻值均為5KΩ。

為了使主處理器AD口(AD1、AD2…AD8)接收到穩定的溫度採集單元溫度值，如圖3所示，本實施例中，還可以包括：一個或多個連接在所述主處理器與所述溫度採集單元之間的運算放大器(UC1、UC2…UC8)。

所述運算放大器(UC1、UC2…UC8)的同相輸入端分別與所述溫度採集單元連接，所述運算放大器的輸出端(UC1、UC2…UC8)與所述主處理器連接。

具體地，所述運算放大器(UC1、UC2…UC8)的同相輸入端與所述溫度採集單元中熱敏電阻非接地端連接，運算放大器(UC1、UC2…UC8)的輸出端與所述主處理器的AD口(AD1、AD2…AD8)連接。

進一步，為了使溫度採集單元輸出的溫度信號更加穩定，如圖3所示，本實施例還包括：一個或多個連接在所述運算放大器的同相輸入端與所述溫度採集單元之間濾波電路。

所述濾波電路包括：保護電阻(RC1、RC2…RC8)以及與所述保護電阻連接的濾波電容(C1、C2…C8)，所述保護電阻連接在運算放大器的同相輸入端與溫度採集單元之間，所述濾波電容連接在運算放大器的同相輸入端與地之間。具體地，所述保護電阻與溫度採集單元中熱敏電阻非接地端連接。

本實用新型實施例提供的溫度採集電路，主處理器實時採集熱敏電阻提供的溫度值，從處理器與主處理器通過SPI總線實現通信，由於從處理器接口的限制，本實用新型中採用多路模擬選擇開關實現對熱敏電阻分時切換；所述主處理器與所述從處理器通過SPI總線校驗每一個熱敏電阻溫度值是否一致。通過本實用新型，提高了溫度採集的可靠性與安全性。

以上對本實用新型實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體實施方式對本實用新型進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本實用新型內容不應理解為對本實用新型的限制。