一种动力电池组电压采样电路、动力系统及新能源汽车技术方案

本发明专利技术公开了一种动力电池组电压采样电路，通过分压单元对动力电池组进行分压，对分压单元进行多路采样，多路采样的电压分别输入多路选择器的不同输入通道，多路选择器的输入端连接模数转换器，当多路选择器选通任意一个输入通道与模数转换器接通时，模数转换器可以将模拟采样电压转换为数字采样电压，实现对动力电池组的电压采样。通过判断两个输入通道的数字采样电压的差值是否在预设阈值范围内，确定该采样电路为正常还是故障，进而实现对采样电路的有效诊断，无需重新设计一条完全独立的高压采样回路，有效利用了单片机的资源，使得电池管理系统中的高压采样系统更加简单。本发明专利技术还公开了一种动力系统和新能源汽车。

A power battery voltage sampling circuit, power system and new energy vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池组电压采样电路、动力系统及新能源汽车
本专利技术涉及交通工具
，尤其涉及一种动力电池组电压采样电路、动力系统及新能源汽车。
技术介绍
在新能源汽车中，动力系统一般主要包括动力电池组和电机。其中动力电池组由若干个电池模组通过一定的串并联方式组合在一起。为了确保动力系统工作正常，原始设备制造商(OriginalEquipmentManifacture，OEM)一般需要对动力电池组的电压进行采样检测。动力电池组一般具有较高的工作电压，例如乘用车的动力电池组电压在300V或400V以上，而商用车的动力电池组的电压更高。动力电池组的输出电压太高难以直接进行采样检测。现有技术提供了一种分压采样方案，具体为通过电阻分压的方式，将动力电池组采样点的电压，降低至单片机可测量的电压范围，然后进行采样检测。然而，功能安全要求高压采样回路必须存在有效诊断，这种单一的分压采样方案并未对高压采样回路进行有效诊断，当高压采样回路出现故障时，将导致无法有效检测动力电池组的输出电压。因此，为了满足功能安全要求，OEM需要对动力电池组的高压采样回路进行冗余设计，也即重新设计一套完全独立的高压采样回路，用于冗余诊断。这种冗余设计需要使用单片机更多的I/O口，既浪费单片机的片上资源，而且使得整个电池管理系统更加复杂，进而使电池管理系统更加笨重。
技术实现思路
为了解决现有技术中通过冗余设计对高压采样回路进行诊断，导致的单片机资源浪费、电池管理系统中的高压采样系统复杂、笨重的问题，本申请实施例提供了一种动力电池组电压采样电路、动力系统及新能源汽车。本申请第一方面提供了一种动力电池组电压采样电路，包括：分压单元、多路选择器、模数转换器和处理器；所述分压单元的两输入端分别连接动力电池组的正极和负极；所述分压单元，用于将所述动力电池组的电压进行分压；所述多路选择器至少包括以下两个输入通道，分别为第一输入通道和第二输入通道；所述第一输入通道和第二输入通道均连接所述分压单元的输出端；所述多路选择器，用于选通所述第一输入通道与所述模数转换器接通或所述第二输入通道与所述模数转换器接通；所述模数转换器，用于将所述第一输入通道的第一模拟采样电压和第二输入通道的第二模拟采样电压分别转换为第一数字采样电压和第二数字采样电压；所述处理器，用于判断所述第一数字采样电压和第二数字采样电压的差值是否在预设阈值范围内，若在，则确定该采样电路正常；反之故障；该采样电路还包括：第一开关；所述第一输入通道通过所述第一开关连接第一参考电压；所述处理器，还用于控制所述第一开关的开关状态；当正常采集所述动力电池组的电压时，控制所述第一开关断开；当诊断模数转换器采集是否正常时，控制所述第一开关闭合；当所述第一开关闭合时，用于判断所述第一数字采样电压与所述第一参考电压的误差在第一预设范围内时，确定所述模数转换器采集正常，且所述第一开关正常，多路选择器正常。可选的，所述分压单元包括：第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一端连接所述动力电池组的正极，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第一端连接所述动力电池组的负极；所述第一电阻的第二端作为所述分压单元的输出端。可选的，该采样电路还包括：第三电阻和第四电阻；所述第一输入通道通过所述第三电阻连接所述分压单元的输出端；所述第二输入通道通过所述第四电阻连接所述分压单元的输出端。可选的，该采样电路还包括：第二开关；所述第二输入通道通过所述第二开关连接第二参考电压；所述处理器，还用于控制所述第二开关的开关状态；当正常采集所述动力电池组的电压时，控制所述第二开关断开；当诊断模数转换器采集是否正常时，控制所述第二开关闭合；当所述第二开关闭合时，用于判断所述第二数字采样电压与所述第二参考电压的误差在第二预设范围内时，确定所述模数转换器采集正常，且所述第二开关正常，多路选择器正常。可选的，所述第一开关的控制端连接所述处理器的第一I/O口；所述处理器，用于控制所述第一I/O口输出的电平高低来控制所述第一开关的开关状态。可选的，所述第二开关的控制端连接所述处理器的第二I/O口；所述处理器，用于控制所述第二I/O口输出的电平高低来控制所述第二开关的开关状态。可选的，该采样电路还包括：第一参考电压产生电路；所述第一参考电压产生电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻和第一稳压管；所述第五电阻的第一端连接车载蓄电池，所述第五电阻的第二端作为所述第一参考电压的输出端；所述第六电阻的第一端连接所述第五电阻的第二端，所述第六电阻的第二端通过所述第七电阻接地；所述第一稳压管的第一端连接所述第六电阻的第一端，所述第一稳压管的第二端接地，所述第一稳压管的第三端连接所述第六电阻的第二端。可选的，该采样电路还包括：第二参考电压产生电路；所述第二参考电压产生电路包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻和第二稳压管；所述第八电阻的第一端连接车载蓄电池，所述第八电阻的第二端作为所述第二参考电压的输出端；所述第九电阻的第一端连接所述第八电阻的第二端，所述第九电阻的第二端通过所述第十电阻连接所述第一参考电压；所述第二稳压管的第一端连接所述第八电阻的第二端，所述第二稳压管的第二端接地，所述第二稳压管的第三端连接所述第九电阻的第二端。本申请第二方面还提供了一种动力系统，所述动力系统包括本申请第一方面提供的动力电池组电压采样电路，还包括动力电池组、逆变器和电机；所述动力电池组电压采样电路，用于采集所述动力电池组的电压；所述逆变器，用于将所述动力电池组输出的直流电逆变为交流电提供给所述电机。本申请第三方面还提供了一种新能源汽车，所述新能源汽车包括本申请第二方面提供的动力系统，还包括整车控制器；所述整车控制器与所述处理器通信，用于获知所述采样电路是否故障。与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：本申请实施例提供的动力电池组电压采样电路，通过分压单元对动力电池组进行分压，对分压单元进行多路采样，多路采样的电压分别输入多路选择器的不同输入通道，多路选择器的输出端连接模数转换器的输入端，当多路选择器选通任意一个输入通道与模数转换器接通时，模数转换器可以将输入的模拟采样电压转换为数字采样电压，实现对动力电池组的电压采样。并且，可以通过判断不同输入通道的数字采样电压的差值是否在预设阈值范围内，确定该采样电路为正常还是故障。该方法通过模拟采样前端(AnalogFront-End，AFE)的多路采样通道采样同一点的模拟电压，实现采样功能的冗余，进而实现对采样电路的有效诊断，无需重新设计一条完全独立的高压采样回路，有效利用了单片机的资源，使得电池管理系统中的高压采样系统更加简单。通过增加第一开关，第一输入通道通过第一开关连接第一参考电压Ref1，可以比较采样值与第一参考电压Ref1，实现对多路选择器、模数转换器采样精度、供电电源以及第一开关的故障诊断，大大提高了采样电路的诊断覆盖率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1所示为本专利技术实施例提供的一种动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池组电压采样电路，其特征在于，包括：分压单元、多路选择器、模数转换器和处理器；所述分压单元的两输入端分别连接动力电池组的正极和负极；所述分压单元，用于将所述动力电池组的电压进行分压；所述多路选择器至少包括以下两个输入通道，分别为第一输入通道和第二输入通道；所述第一输入通道和第二输入通道均连接所述分压单元的输出端；所述多路选择器，用于选通所述第一输入通道与所述模数转换器接通或所述第二输入通道与所述模数转换器接通；所述模数转换器，用于将所述第一输入通道的第一模拟采样电压和第二输入通道的第二模拟采样电压分别转换为第一数字采样电压和第二数字采样电压；所述处理器，用于判断所述第一数字采样电压和第二数字采样电压的差值是否在预设阈值范围内，若在，则确定该采样电路正常；反之故障；该采样电路还包括：第一开关；所述第一输入通道通过所述第一开关连接第一参考电压；所述处理器，还用于控制所述第一开关的开关状态；当正常采集所述动力电池组的电压时，控制所述第一开关断开；当诊断模数转换器采集是否正常时，控制所述第一开关闭合；当所述第一开关闭合时，用于判断所述第一数字采样电压与所述第一参考电压的误差在第一预设范围内时，确定所述模数转换器采集正常，且所述第一开关正常，多路选择器正常。...

【技术特征摘要】
1.一种动力电池组电压采样电路，其特征在于，包括：分压单元、多路选择器、模数转换器和处理器；所述分压单元的两输入端分别连接动力电池组的正极和负极；所述分压单元，用于将所述动力电池组的电压进行分压；所述多路选择器至少包括以下两个输入通道，分别为第一输入通道和第二输入通道；所述第一输入通道和第二输入通道均连接所述分压单元的输出端；所述多路选择器，用于选通所述第一输入通道与所述模数转换器接通或所述第二输入通道与所述模数转换器接通；所述模数转换器，用于将所述第一输入通道的第一模拟采样电压和第二输入通道的第二模拟采样电压分别转换为第一数字采样电压和第二数字采样电压；所述处理器，用于判断所述第一数字采样电压和第二数字采样电压的差值是否在预设阈值范围内，若在，则确定该采样电路正常；反之故障；该采样电路还包括：第一开关；所述第一输入通道通过所述第一开关连接第一参考电压；所述处理器，还用于控制所述第一开关的开关状态；当正常采集所述动力电池组的电压时，控制所述第一开关断开；当诊断模数转换器采集是否正常时，控制所述第一开关闭合；当所述第一开关闭合时，用于判断所述第一数字采样电压与所述第一参考电压的误差在第一预设范围内时，确定所述模数转换器采集正常，且所述第一开关正常，多路选择器正常。2.根据权利要求1所述的动力电池组电压采样电路，其特征在于，所述分压单元包括：第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一端连接所述动力电池组的正极，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第一端连接所述动力电池组的负极；所述第一电阻的第二端作为所述分压单元的输出端。3.根据权利要求1或2所述的动力电池组电压采样电路，其特征在于，该采样电路还包括：第三电阻和第四电阻；所述第一输入通道通过所述第三电阻连接所述分压单元的输出端；所述第二输入通道通过所述第四电阻连接所述分压单元的输出端。4.根据权利要求1所述的动力电池组电压采样电路，其特征在于，该采样电路还包括：第二开关；所述第二输入通道通过所述第二开关连接第二参考电压；所述处理器，还用于控制所述第二开关的开关状态；当正常采集所述动力电池组的电压时，控制所述第二开关断开；当诊断模数转换器采集是否正常时，控制所述第二开关闭合；当所述第二开...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆珂伟，王林，赵小巍，杨坤，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31