一種電池單體電壓採集電路的製作方法
2023-06-09 05:03:01
本實用新型涉及汽車電子技術領域，具體涉及一種電池單體電壓採集電路。
背景技術：
電動汽車已經日益成為汽車技術發展的新方向，現有技術方案中，電池包為整車能量來源，電池包中包含一個或多個電池模組，而電池模組又由多個電池單體串聯組成，電池管理系統中單體電壓採集晶片採集電池模組中電池單體的電壓，隔離晶片將電池包的高壓與電池單體低壓的進行隔離，以使主處理器實時獲取單體電壓採集晶片的信息，具體地，電池包中電池單體電壓採集電路主要有如圖1所述的並聯採集電路以及如圖2所示的串聯採集電路。在圖1中，需要通過N個隔離晶片才能實現主處理器對單體電壓採集晶片的信息採集。在圖2中，各個單體電壓採集晶片之間通過I2C串口總線連接，僅需要通過一個隔離晶片即可以實現主處理器對各個單體電壓採集晶片的信息採集。相對於圖1，圖2減少了隔離晶片的使用數量，節約了成本。
在圖2中一般採用I2C總線實現各個單體電壓採集晶片的通信，當斷開電池包中第N個電池模組與第N+1個電池模組之間的維修開關時，可能出現在第N個單體電壓採集晶片與第N+1個單體電壓採集晶片之間的I2C通訊線依然連接著電池包，如圖3所示，在單體電壓採集晶片內部，存在大量寄生二極體，而這些二極體使兩個單體電壓採集晶片的高壓部分保持首尾相連，從而造成維修開關並未真正斷開的局面，從而嚴重影響了電池包中電池單體電壓採集電路的安全性。
為了保證電池單體電壓採集電路的安全性，還提供了如圖4所示的兩個菊花鏈的電池電壓採集電路。但是圖4提供的電路維修開關位置比較固定，如果電池包的結構發生改變，需要改變維修開關位置時，圖4所示的電路也需要進行變動，從而增加了設計成本。
技術實現要素：
本實用新型提供了一種電池單體電壓採集電路，以提高電池單體電壓採集電路的通用性，並保證電池單體電壓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：
一種電池單體電壓採集電路，用於對由一個或多個電池模組串聯組成的電池包中的各單體電池進行電壓採集，所述電池模組由多個單體電池串聯組成；所述電路包括：第一隔離晶片、第二隔離晶片、主處理器以及與各電池模組一一對應連接的單體電壓採集晶片，不同單體電壓採集晶片之間通過I2C串口總線連接；所述第一隔離晶片連接在第一單體電壓採集晶片與所述主處理器之間；所述第二隔離晶片連接在第N+1單體電壓採集晶片與所述主處理器之間，N≥1；還包括：第一維修開關，設置在第N電池模組與第N+1電池模組之間；第二維修開關，設置在第N電池模組與第N-1電池模組之間；第三維修開關，設置在第N+2電池模組與第N+1電池模組之間；第一開關，設置在第N+1單體電壓採集晶片與第N+2單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第二開關，設置在第N單體電壓採集晶片與第N+1單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第三開關，設置在第N單體電壓採集晶片與第N-1單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第四開關，設置在所述二隔離晶片與所述第N+2單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第五開關，設置在所述第二隔離晶片與所述第N+1單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第六開關，設置在所述第二隔離晶片與所述第N單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第一維修開關、第二維修開關、第三維修開關、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關根據所述電池包內電池模組的拓撲結構斷開或閉合，以使主處理器獲取單體電壓採集晶片採集的電池包中所有單體電池電壓信息。
優選地，當所述第一維修開關斷開時，閉合第二維修開關、第三維修開關、第一開關、第三開關以及第五開關，斷開第二開關、第六開關以及第四開關。
優選地，當所述第二維修開關斷開時，閉合第一維修開關、第三維修開關、第一開關、第二開關以及第六開關，斷開第三開關、第四開關以及第五開關。
優選地，當所述第三維修開關斷開時，閉合第一維修開關、第二維修開關、第四開關、第二開關以及第三開關，斷開第一開關、第六開關以及第五開關。
優選地，所述第一開關、所述第二開關、所述第三開關、所述第四開關、所述第五開關、所述第六開關均為雙刀雙擲開關。
本實用新型的有益效果在於：
本實用新型實施例提供的電池單體電壓採集電路，電池包中具有第一維修開關、第二維修開關以及第三維修開關，第一維修開關、第二維修開關、第三維修開關、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關以及第六開關根據電池包內電池模組的拓撲結構斷開或閉合，以使主處理器獲取單體電壓採集晶片採集的電池包中所有單體電池電壓信息。通過本實用新型，提高了電池單體電壓採集電路的通用性並且保證了電池單體電壓採集的安全性與可靠性。
附圖說明
圖1是現有技術中電池單體電壓並聯採集電路結構示意圖。
圖2是現有技術中電池單體電壓串聯採集電路結構示意圖。
圖3是現有電池單體電壓採集電路中維修開關未斷開結構示意圖。
圖4是現有技術中兩個菊花鏈的電池電壓採集電路結構示意圖。
圖5是本實用新型實施例電池單體電壓採集電路的結構示意圖。
附圖中標記：
K1、第一開關 K2、第二開關 K3、第三開關 K4、第四開關 K5、第五開關 K6、第六開關
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5所示是本實用新型實施例電池單體電壓採集電路的結構示意圖，用於對由一個或多個電池模組串聯組成的電池包中的各單體電池進行電壓採集，所述電池模組由多個單體電池串聯組成，該電路包括：第一隔離晶片、第二隔離晶片、主處理器以及與各電池模組一一對應連接的單體電壓採集晶片，不同所述單體電壓採集晶片之間通過I2C串口總線連接；所述第一隔離晶片連接在第一單體電壓採集晶片與所述主處理器之間；所述第二隔離晶片連接在第N+1單體電壓採集晶片與所述主處理器之間，N≥1；還包括：第一維修開關，設置在第N電池模組與第N+1電池模組之間；第二維修開關，設置在第N電池模組與第N-1電池模組之間；第三維修開關，設置在第N+2電池模組與第N+1電池模組之間；第一開關K1，設置在第N+1單體電壓採集晶片與第N+2單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第二開關K2，設置在第N單體電壓採集晶片與第N+1單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第三開關K3，設置在第N單體電壓採集晶片與第N-1單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第四開關K4，設置在所述二隔離晶片與所述第N+2單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第五開關K5，設置在所述第二隔離晶片與所述第N+1單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第六開關K6，設置在所述第二隔離晶片與所述第N單體電壓採集晶片之間的I2C串口總線上；第一維修開關、第二維修開關、第三維修開關、第一開關K1、第二開關K2、第三開關K3、第四開關K4、第五開關K5、第六開關K5根據所述電池包內電池模組的拓撲結構斷開或閉合，以使主處理器獲取單體電壓採集晶片採集的電池包中所有單體電池電壓信息。
具體地，當所述第一維修開關斷開時，閉合第二維修開關、第三維修開關、第一開關K1、第三開關K3以及第五開關K5，斷開第二開關K2、第六開關K6以及第四開關K4。需要說明的是，電池包在維修時，通過斷開第一維修開關，則可以切斷整個電池包的高壓，但是為了在電池包維修過程中，還可以方便地獲取到電池包中單體電池的電壓信息，本實施例中，需要閉合第二維修開關以及第三維修開關。
具體地，當所述第二維修開關斷開時，閉合第一維修開關、第三維修開關、第一開關K1、第二開關K2以及第六開關K6，斷開第三開關K3、第四開關K4以及第五開關K5。需要說明的是，電池包在維修時，通過斷開第二維修開關，則可以切斷整個電池包的高壓，但是為了在電池包維修過程中，還可以方便地獲取到電池包中單體電池的電壓信息，本實施例中，需要閉合第一維修開關以及第三維修開關。
具體地，當所述第三維修開關斷開時，閉合第一維修開關、第二維修開關、第四開關K4、第二開關K2以及第三開關K3，斷開第一開關K1、第六開關K6以及第五開關K5。需要說明的是，電池包在維修時，通過斷開第三維修開關，則可以切斷整個電池包的高壓，但是為了在電池包維修過程中，還可以方便地獲取到電池包中單體電池的電壓信息，本實施例中，需要閉合第二維修開關以及第一維修開關。
具體地，所述第一開關K1、所述第二開關K2、所述第三開關K3、所述第四開關K4、所述第五開關K5、所述第六開關K6均為雙刀雙擲開關。本實用新型實施例中，所述第一開關K1、所述第二開關K2、所述第三開關K3、所述第四開關K4、所述第五開關K5、所述第六開關K6均設置在單體電壓採集晶片之間，而單體電壓採集晶片之間通過I2C串口總線連接，因此，採用雙刀雙擲開關可以將單體電壓採集晶片之間連接的I2C串口總線完全切斷。
綜上所述，本實用新型實施例提供的電池單體電壓採集電路，在電池模組之間預先設置了三個維修開關，以使三個維修開關可以根據電池包的結構特點斷開或閉合；為了保證不論三個維修開關是斷開還是閉合時，主處理器均可以通過單體電壓採集晶片獲取電池包中所有單體電池電壓信息，增加了對第一維修開關、第二維修開關、第三維修開關、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關斷開或閉合設置；通過本實用新型，提高了電池單體電壓採集電路的通用性，並保證了電池單體電壓採集的安全性與可靠性。
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。