一种基于BMS的电芯采集电路制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种基于BMS的电芯采集电路。该电芯采集电路包括至少两个电芯组、主控模块、隔离模块、模拟前端IC和开关模块，其中，电芯组包括多个串联的单体电芯；开关模块包括至少两组输入端、至少两组开关和至少两个输出端，开关模块的一组输入端连接一电芯组的各单体电芯的两端，每一组输入端通过一组开关连接分别连接输出端；模拟前端IC的输入端与开关模块的输出端电连接，模拟前端IC用于采集单体电芯的参数；隔离模块的输入端与模拟前端IC的输出端电连接，隔离模块的输出端与主控模块电连接。本实用新型专利技术实施例提供的技术方案实现了只需要使用一个模拟前端IC就能完成对BMS内所有电芯的采集，大大节省了硬件成本，降低了系统的功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BMS的电芯采集电路
本技术实施例涉及新能源汽车的电池管理
，尤其涉及一种基于BMS的电芯采集电路。
技术介绍
电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)是新能源汽车的核心器件之一，能监控电动汽车动力电池和记录单体电池状态，还能具备保护动力电池、绝缘检测、充放电限值设定等功能。动力电池状态采集一直是电池管理系统最重要的功能，目前通用的电芯采集都是一对一的模式，通过模拟前端IC，采集与其对应的特定的电芯，然后将所采集的数据通过菊花链传递给MCU。但是模拟前端IC选取的数量必须大于等于需要采集的电芯数量与IC自身通道之比，而市场上主流的IC通常都是面向12～16串设计，基于目前动力电池系统的电压平台，一个电源管理系统通常需要使用8-10个芯片，使得电源管理系统体积变大，造成硬件成本较高。且菊花链里面的采集电路一直处于工作状态，大大增加了系统功耗。
技术实现思路
本技术实施例提供一种基于BMS的电芯采集电路，以减小BMS的体积，降低硬件成本，并减小电芯采集电路的功耗。本技术实施例提供了一种基于BMS的电芯采集电路，包括：至少两个电芯组、主控模块、隔离模块、模拟前端IC和开关模块，其中，所述电芯组包括多个串联的单体电芯；所述开关模块包括至少两组输入端、至少两组开关和至少两个输出端，所述开关模块的一组输入端连接一电芯组的各单体电芯的两端，每一组输入端通过一组开关连接分别连接所述输出端；所述模拟前端IC包括输入端和输出端，所述模拟前端IC的输入端与所述开关模块的输出端电连接，所述模拟前端IC用于采集所述单体电芯的参数；所述隔离模块包括输入端和输出端，所述隔离模块的输入端与所述模拟前端IC的输出端电连接，所述隔离模块的输出端与所述主控模块电连接，所述隔离模块用于隔离所述模拟前端IC和所述主控模块。可选的，所述开关模块包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与第2N+1个电芯组的各单体电芯电连接，所述第二输入端与第2N+2个电芯组的各单体电芯电连接；不同所述电芯组所电连接的第一输入端和第二输入端均不同；一组所述电芯组所连接的第一输入端个数或第二输入端的个数与所述开关模块输出端个数相等；所述开关模块用于选通一组所述电芯组内各单体电芯电连接的输入端与各输出端。可选的，所述开关模块还包括开关控制端；所述开关控制端与所述主控模块的控制端电连接，所述开关控制端用于根据所述主控模块生成的控制信号选通所述第一输入端与所述开关模块相对应的输出端或选通所述第二输入端与所述开关模块相对应的输出端。可选的，所述开关模块采用模拟开关芯片。可选的，所述模拟前端IC包括电芯采集芯片和多个采样电阻，其中，所述电芯采集芯片包括多个输入通道、信号接收端和信号发射端；所述采样电阻与所述输入通道一一对应，所述输入通道通过所述采样电阻与所述开关模块的输出端电连接；所述信号接收端与通过所述隔离模块与所述主控模块的输出端电连接，所述信号发射端通过所述隔离模块与所述主控模块的输入端电连接。可选的，所述模拟前端IC还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一稳压管和第二稳压管；所述第一电阻的第一端与所述信号发射端电连接，所述第一电阻的第二端与所述主控模块的输入端电连接，所述第一稳压管的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第一稳压管的第二端接地；所述第二电阻的第一端与所述信号接收端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端与所述主控模块的输出端电连接；所述第二稳压管的第一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第二稳压管的第二端接地，所述第三电阻的第一端通过所述第四电阻接地。可选的，所述开关模块的输出端的数量总和等于所述电芯采集芯片的输入通道数。可选的，所述电芯采集芯片的通道数等于所述每一电芯组中所述单体电芯的个数。可选的，所述开关模块根据所述主控模块发出的控制信号贯序采集每一电芯组中的单体电芯的参数。本技术实施例通过开关模块分时选通一组电芯组内各单体电芯电连接的输入端与各输出端，模拟前端IC采集单体电芯的参数，实现了只需要使用一个模拟前端IC就能完成对BMS内所有电芯的采集，大大节省了硬件成本，并且能使BMS的总体结构变得更小，占用更小的空间，使BMS的布置更加灵活。且在采集过程中，主控模块能够控制开关模块闭合状态，保证了系统的低功耗性能。附图说明图1为现有技术的一种电芯采集电路结构框图；图2为本技术实施例提供的一种基于BMS的电芯采集电路的结构示意图；图3为本技术实施例提供的另一种基于BMS的电芯采集电路的结构示意图；图4为本技术实施例提供的另一种基于BMS的电芯采集电路的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。图1为现有技术的一种电芯采集电路结构框图。参考图1，现有技术的电芯采集电路包括主控模块10、通信模块11、隔离模块12、多组电芯组13和多个采集模块14。其中，主控模块10、通信模块11、隔离模块12和采集模块14均双向连接，隔离模块12用于实现采集模块14输出的采集电芯信号与主控模块10输出的控制信号之间的电气隔离。每一组电芯组13对应一采集模块14，采集模块14分别采集电芯组13中各单体电芯的电芯参数。采集模块14包括电芯采集芯片，目前市场上主流的电芯采集芯片都是面向12-16串设计。本申请以12通道的电芯采集芯片为例来说明现有的电芯采集电路。采集模块14采用一对一的模式采集与其对应的电芯的参数，然后将所采集的数据通过菊花链模式传递给主控模块10，菊花链模式是简化的级联模式，采集到的电芯的参数以串行的方式进行传输，在BNS系统上电后，所有采集模块14一直处于工作状态，加大了BMS系统的功耗。基于现有的BMS的电压采集平台，一个BMS系统需要使用8-10个电芯采集芯片，每一电芯采集芯片采集对应的电芯组。且由于电芯采集芯片的通道数是固定的，如果需要采集96串的动力电池系统，则可以采用8个12通道的电芯采集芯片进行电芯参数采集；如果是100串的动力电池系统，则需要用9个12通道的电芯采集芯片进行电芯参数采集，但是无法避免要剩余8个通道，造成电芯采集芯片功能上的浪费。如为了不浪费电芯采集芯片的通道数，对不同动力电池系统选取不同通道数的电芯采集芯片，则会使得系统开发周期变长，研发和维护费用大大增加。有鉴于此，本技术实施例提供一种基于BMS的电芯采集电路。图2为本技术实施例提供的一种基于BMS的电芯采集电路的结构示意图，参考图2，该基于BMS的电芯采集电路包括至少两个电芯组20、主控模块60本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BMS的电芯采集电路，其特征在于，包括：至少两个电芯组、主控模块、隔离模块、模拟前端IC和开关模块，其中，所述电芯组包括多个串联的单体电芯；/n所述开关模块包括至少两组输入端、至少两组开关和至少两个输出端，所述开关模块的一组输入端连接一电芯组的各单体电芯的两端，每一组输入端通过一组开关连接分别连接所述输出端；/n所述模拟前端IC包括输入端和输出端，所述模拟前端IC的输入端与所述开关模块的输出端电连接，所述模拟前端IC用于采集所述单体电芯的参数；/n所述隔离模块包括输入端和输出端，所述隔离模块的输入端与所述模拟前端IC的输出端电连接，所述隔离模块的输出端与所述主控模块电连接，所述隔离模块用于隔离所述模拟前端IC和所述主控模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于BMS的电芯采集电路，其特征在于，包括：至少两个电芯组、主控模块、隔离模块、模拟前端IC和开关模块，其中，所述电芯组包括多个串联的单体电芯；
所述开关模块包括至少两组输入端、至少两组开关和至少两个输出端，所述开关模块的一组输入端连接一电芯组的各单体电芯的两端，每一组输入端通过一组开关连接分别连接所述输出端；
所述模拟前端IC包括输入端和输出端，所述模拟前端IC的输入端与所述开关模块的输出端电连接，所述模拟前端IC用于采集所述单体电芯的参数；
所述隔离模块包括输入端和输出端，所述隔离模块的输入端与所述模拟前端IC的输出端电连接，所述隔离模块的输出端与所述主控模块电连接，所述隔离模块用于隔离所述模拟前端IC和所述主控模块。


2.根据权利要求1所述的基于BMS的电芯采集电路，其特征在于，所述开关模块包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与第2N+1个电芯组的各单体电芯电连接，所述第二输入端与第2N+2个电芯组的各单体电芯电连接；不同所述电芯组所电连接的第一输入端和第二输入端均不同；
一组所述电芯组所连接的第一输入端个数或第二输入端的个数与所述开关模块输出端个数相等；
所述开关模块用于选通一组所述电芯组内各单体电芯电连接的输入端与各输出端。


3.根据权利要求2所述的基于BMS的电芯采集电路，其特征在于，所述开关模块还包括开关控制端；
所述开关控制端与所述主控模块的控制端电连接，所述开关控制端用于根据所述主控模块生成的控制信号选通所述第一输入端与所述开关模块相对应的输出端或选通所述第二输入端与所述开关模块相对应的输出端。


4.根据权利要求3所述的基于BMS的电芯采集电路，其特征在于，所述开关模块采用模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍芝宏，
申请(专利权)人：成都明然智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51