采集電路及包含該采集電路的電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種采集電路及包含該采集電路的電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電池管理系統(tǒng)中動力電池的電壓值、電流值、絕緣阻值三個參數(shù)至關(guān)重要，其中電壓值和電流值是計算動力電池剩余電量(State Of Charge，簡稱S0C)的直接依據(jù)數(shù)據(jù)，而剩余電量是指動力電池內(nèi)的可用電量占標稱容量的比例，是電池管理系統(tǒng)中的一個重要監(jiān)控數(shù)據(jù)，可以根據(jù)剩余電量來控制動力電池的工作狀態(tài)；絕緣阻值用來分析動力電池和車體之間的絕緣性能，一旦出現(xiàn)絕緣性能失效或者降低的故障，則會斷開動力電池與車體之間的電連接，來保證整車的安全使用。
[0003]電池管理系統(tǒng)通過電流霍爾傳感器采集動力電池的電流信號。電流霍爾傳感器基于磁平衡式霍爾原理，通過測量霍爾電勢的大小間接可以測量動力電池的電流信號。流入電流霍爾傳感器的電流需要經(jīng)過電一磁一電的絕緣隔離轉(zhuǎn)換過程而輸出動力電池電流值，測量過程易受到外界干擾而造成信號的失真，影響測量的精度。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為此，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是怎樣提高動力電池電流值的測量精度。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]本實用新型提供了一種采集電路，包括:
[0007]差分單元，采集動力電池的電流信號，并將所述電流信號差分為第一電流信號和第二電流信號；
[0008]電流信號處理單元，包括第一電流信號端和第二電流信號端，所述第一電流信號端和所述第二電流信號端分別接收所述第一電流信號和所述第二電流信號，將所述第一電流信號和所述第二電流信號經(jīng)限流、降噪、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后分別傳輸至處理器。
[0009]本實用新型所述的采集電路，所述差分單元包括分流器，設(shè)置于所述采集電路所在的電路板上，所述分流器包括采集端、第一差分端和第二差分端，所述采集端與所述動力電池的總負極耦接，所述第一差分端和所述第二差分端分別與所述第一電流信號端和所述第二電流信號端耦接。
[0010]本實用新型所述的采集電路，所述分流器上還設(shè)置有一個或者多個溫度輸出端，用于輸出分流器上的一點或多點的探測溫度。
[0011]本實用新型所述的采集電路，還包括:
[0012]第一電壓采集單元，從所述動力電池的總正極采集總正極電壓信號，并將所述總正極電壓信號經(jīng)分壓電阻分壓處理后作為第一電壓信號輸出；
[0013]第二電壓采集單元，從與所述動力電池的總正極耦接的負載端采集負載端電壓信號，并將所述負載端電壓信號經(jīng)分壓電阻分壓處理后作為第二電壓信號輸出；
[0014]電壓信號處理單元，包括第一電壓信號端和第二電壓信號端，所述第一電壓信號端和所述第二電壓信號端分別接收所述第一電壓信號和所述第二電壓信號，將所述第一電壓信號和所述第二電壓信號經(jīng)分壓、降噪、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后分別傳輸至所述處理器。
[0015]本實用新型所述的采集電路，還包括:
[0016]絕緣阻值采集單元，包括第一采集端和第二采集端，所述第一采集端和所述第二采集端分別接收所述動力電池的總正極電壓信號和總負極電壓信號，并將所述總正極電壓信號和所述總負極電壓信號經(jīng)串聯(lián)于所述第一采集端與所述第二采集端之間的復(fù)數(shù)個電阻降壓后作為正絕緣參考電壓信號和負絕緣參考電壓信號輸出，所述串聯(lián)電阻的總阻值可調(diào)；
[0017]絕緣信號處理單元，包括第一信號接收端和第二信號接收端，所述第一信號接收端和所述第二信號接收端分別接收所述正絕緣參考電壓信號和所述負絕緣參考電壓信號，將所述正絕緣參考電壓信號和所述負絕緣參考電壓信號經(jīng)分壓、降噪、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后分別傳輸至所述處理器。
[0018]本實用新型所述的采集電路，所述絕緣阻值采集單元包括:第一光耦芯片U5、第二光耦芯片U6、第一電阻R43、第二電阻R44、第三電阻R45、第四電阻R47、第五電阻R48、第六電阻R49、第七電阻R50、第八電阻R51、第一采樣電阻R36以及第二采樣電阻R37 ；
[0019]其中所述第一電阻R43、所述第二電阻R44、所述第三電阻R45、所述第四電阻R47、所述第一采樣電阻R36、所述第二采樣電阻R37、所述第五電阻R48、所述第六電阻R49、所述第七電阻R50以及所述第八電阻R51之間順次串聯(lián)，所述第一電阻R43未與所述第二電阻R44耦接的一端即為所述絕緣阻值采集單元的第一采集端，接收所述動力電池的總正極電壓信號，所述第八電阻R51未與所述第七電阻R50耦接的一端即為所述絕緣阻值采集單元的第二采集端，接收所述動力電池的總負極電壓信號；
[0020]所述第三電阻R45與所述第一光耦芯片U5的受光器并聯(lián)，所述第六電阻R49與所述第二光親芯片U6的受光器并聯(lián)；
[0021]所述正絕緣參考電壓信號經(jīng)由所述第一采樣電阻R36未與所述第二采樣電阻R37耦接的一端輸出，所述負絕緣參考電壓信號經(jīng)由所述第二采樣電阻R37未與所述第一采樣電阻R36耦接的一端輸出。
[0022]本實用新型還提供了一種電池管理系統(tǒng)，包括:
[0023]上述采集電路；
[0024]處理器，接收所述采集電路輸出的數(shù)據(jù)，據(jù)此至少獲取所述動力電池的電流值；
[0025]CAN通信單元，接收所述處理器輸出的數(shù)據(jù)并傳輸至整車控制器；
[0026]電源單元，向所述采集電路、所述處理器和所述CAN通信單元供電。
[0027]本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
[0028](I)本實用新型提供了一種采集電路，包括差分單元，采集動力電池的電流信號，并將所述電流信號差分為第一電流信號和第二電流信號；電流信號處理單元，包括一個第一電流信號端和一個第二電流信號端，分別接收所述第一電流信號和所述第二電流信號，將所述第一電流信號和所述第二電流信號經(jīng)限流、降噪、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后分別傳輸至處理器。因為干擾信號一般以共模形式存在，本實用新型所述采集電路，通過將電流信號差分為第一電流信號和第二電流信號，可以消除共模干擾，提高了信號的信噪比，再通過電流信號處理單元進一步的限流、降噪、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后就可以轉(zhuǎn)換為處理器能夠識別的信號，無需采用高精度的電流霍爾傳感器即可將高精度、低噪聲的信號傳輸至處理器，獲取動力電池的準確電流值。
[0029](2)本實用新型所述采集電路，分流器設(shè)置于采集電路所在的電路板上，無需多余的信號線和中間線路，差分后的第一電流信號和第二電流信號即可直接進入電流信號處理單元，降低了線路過長引起的壓降和噪聲，能夠使采集到的信號更為精確。
[0030](3)本實用新型還提供了一種包含上述采集電路的電池管理系統(tǒng)，處理器從采集電路就可以獲取到高精度、低噪聲的數(shù)據(jù)，據(jù)此就可以至少計算出動力電池的準確電流值，如果包括用于計算電壓值和/或絕緣阻值的數(shù)據(jù)，也可以據(jù)此計算出電壓值和/或絕緣阻值，并通過CAN通信單元將動力電池的電流值、電壓值以及絕緣阻值發(fā)送給整車控制器，確保了整車控制器能夠?qū)崟r準確的了解動力電池的運行狀態(tài)，在動力電池發(fā)生故障時能夠及時采取相應(yīng)措施，確保了行車的安全。
【附圖說明】
[0031]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0032]圖1是本實用新型所述采集電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0033]圖2是本實用新型所述分