AFE芯片的供电电路及电池管理系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种AFE芯片的供电电路及电池管理系统。本实用新型专利技术的AFE芯片的供电电路包括蓄电池、单片机、以及设置在蓄电池的供电线路上的控制元件，供电线路与AFE芯片连接。其中，控制元件与单片机的PWM信号输出引脚连接，可接受PWM信号输出引脚的输出控制而导通供电线路。本实用新型专利技术的AFE芯片的供电电路，通过单独配置的蓄电池为AFE芯片供电，并借助单片机和供电线路上的控制元件确保AFE芯片的供电与AFE芯片的电芯参数采集要求相适应，从而避免了从电芯上直接取电，可降低因电芯采集电路或其线路受损可能造成的对应模组电芯耗电过快，而出现电池包“电压分层”现象的可能。现象的可能。现象的可能。

【技术实现步骤摘要】
AFE芯片的供电电路及电池管理系统


[0001]本技术涉及电池管理
，特别涉及一种AFE芯片的供电电路。另外，本技术还涉及一种电池管理系统。

技术介绍

[0002]随着电动汽车行业的飞速发展，市场对于电动车安全性能的要求也越来越高。新能源车辆技术以其低污染、低耗能的优势正获得飞速进步。其中，电池包作为新能源车辆电力传动系统的动力来源，其电芯电压及温度监控是必不可少的，动力电池组作为新能源汽车的核心部件，所占整车制造的成本比重非常高，其性能也影响到整车的续航性能及安全性能。同时，动力电池还有一个不可缺少的部件，就是电池管理系统(BMS，Battery Management System)。
[0003]电池管理系统是电动汽车动力电池系统的重要组成部分。它能够检测收集并初步计算电池的实时状态参数，同时根据检测值与允许值的比较关系控制供电回路的通断；此外，还会将收集到的关键数据反馈给整车控制器，并接收整车控制器的指令，与汽车上的其它系统协调工作。不同电芯类型，对电池管理系统的要求一般不太一样。电动汽车所用的锂离子电池容量大、串并联节数多、系统复杂，而且对安全性、耐久性、动力性等性能要求高，实现难度大；因此其成为影响电动汽车推广普及的瓶颈之一。
[0004]锂离子电池安全工作区域受到温度、电压的窗口限制，当超过该窗口的范围时，电池性能就会加速衰减，甚至会引发安全问题。
[0005]随着电动车续航里程的增加，对电池包能量密度的要求也会越来越高，出于对电池电芯的检测采样需要，AFE(analog front end，模拟前端)采集芯片也就成了大家关注的主要对象；AFE采集芯片是BMS中的电池采样芯片，多称之为模拟前端采集芯片(下述中简称AFE芯片或AFE)。AFE芯片负责实时监测电芯电压、模组温度等信号，一旦有监测异常，BMS能够快速将故障上传整车，提示车辆使用者，保证其安全。
[0006]传统的AFE均取电于电芯电压，使用过程中会消耗电芯的部分电量，由于AFE芯片自身的工作功耗比较低，故而对电芯电压的影响也不会很大，但是一旦AFE芯片电源线通道受损，将可能导致其功耗增大，相对来说，这个受损通道的AFE消耗的电量会比别的正常的AFE多，长时间之后就会出现给该AFE供电的电芯电压比其它的电芯电压偏低的情况，即出现电芯电压的分层现象。
[0007]在AFE芯片的采集电路中，AFE芯片的AFE_VMODULE引脚与第一个电芯的最高电芯(即模组的最高电势等位)相连，GNDH引脚为参考地，与第一个电芯负极相连，通过模组电压的AFE_VMODULE与最低电芯(即模组的最低电势等位)的GNDH之间的电压压差给AFE芯片供电，使其AFE芯片正常工作，以采集对应模组的不同通道的电芯。Channel11
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15为AFE芯片的采集通道，C1、C11、C21、C31、C41为ESD电容(静电阻抗器)，防止静电损坏电路，R1与C2、R11与C12、R21与C22、R31与C32、RA41与C42组成RC滤波电路滤除电路中的工模干扰。R2与C3、R12与C13、R22与C23、R32与C33、R42与C43组成RC滤波电路滤除电路中的差模干扰，通过2个
RC滤波电路，提高了采集电路的抗干扰能力。
[0008]目前，通过电池管理系统的AFE芯片的接插件与电池包内的FPC、线束与模组电压的最高电芯、最低电芯连接，实现了电池管理系统只能通过模组电压的最高电芯与最低电芯之间的电压压差给AFE芯片供电，使其AFE芯片正常工作，采集对应模组中不同通道的电芯参数。
[0009]然而，在日前市场上的某些产品中，电池管理系统一般采用多个AFE芯片采集不同串数的电芯电压，但其中某个AFE芯片受损后(随机)，自身的功耗会比正常值偏高，因AFE芯片的电源是模组的中的电芯提供的，故受损的AFE芯片会导致这“一串”电芯的耗电加快，最终体现出电池包的“电压分层”现象。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本技术旨在提出一种AFE芯片的供电电路，以降低因AFE芯片或其线路受损可能造成的对应模组电芯耗电过快，而出现电池包“电压分层”现象的可能。
[0011]为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0012]一种AFE芯片的供电电路，包括蓄电池、单片机、以及设置在所述蓄电池的供电线路上的控制元件，所述供电线路与AFE芯片连接；所述控制元件与所述单片机的PWM信号输出引脚连接，可接受所述PWM信号输出引脚的输出控制而导通所述供电线路。
[0013]进一步的，所述供电线路通过变压器与所述AFE芯片连接；所述变压器的输出线圈通过线路连接所述AFE芯片的电源引脚，所述供电线路与所述变压器的输入线圈相连。
[0014]进一步的，所述输出线圈设有三个引脚，其中两个引脚分别通过第一整流二极管和第二整流二极管连接所述AFE芯片的AFE_VMODULE引脚，另一个引脚与AFE芯片的GNDH引脚相连。
[0015]进一步的，所述AFE_VMODULE引脚和所述GNDH引脚之间设有第一电容，且所述GNDH引脚接地设置。
[0016]进一步的，所述AFE_VMODULE引脚和所述第一整流二极管之间、以及所述AFE_VMODULE引脚和所述第二整流二极管之间均设有磁珠或保险丝。
[0017]进一步的，所述控制元件包括三极管和/或NMOS管。
[0018]进一步的，所述控制元件包括第一NMOS管和第二NMOS管；所述输入线圈设有三个引脚，其中两个引脚分别通过所述第一NMOS管和所述第二NMOS管连接所述蓄电池的负极，另一个引脚与所述蓄电池的正极连接；所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的S极、以及所述蓄电池的负极均接地设置，所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的G极均连接所述PWM信号输出引脚。
[0019]进一步的，所述第一NMOS管的G极和所述PWM信号输出引脚之间设有三极管，所述三极管的e极与所述单片机的5V输出引脚连接；所述三极管接受所述5V输出引脚的输出控制而导通所述第一NMOS管的G极和所述PWM信号输出引脚之间的线路。
[0020]进一步的，所述蓄电池的正极和负极之间设有第二电容，和/或，所述第一NMOS管的G极和所述三极管之间设有第一电阻，和/或，所述第二NMOS管的G极和所述PWM信号输出引脚之间设有第二电阻。
[0021]相对于现有技术，本技术具有以下优势：
[0022]本技术的AFE芯片的供电电路，通过单独配置的蓄电池为AFE芯片供电，并借助单片机和供电线路上的控制元件确保AFE芯片的供电与AFE芯片的电芯参数采集要求相适应，从而避免了从电芯上直接取电，可降低因电芯采集电路或其线路受损可能造成的对应模组电芯耗电过快，而出现电池包“电压分层”现象的可能。
[0023]此外，在供电线路上设置变压器，可以灵活调整供电电压，以满足AFE芯片的供电电压要求；单片机和蓄电池位于变压器的输入侧，A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AFE芯片的供电电路，其特征在于：包括蓄电池、单片机、以及设置在所述蓄电池的供电线路上的控制元件，所述供电线路与AFE芯片连接；所述控制元件与所述单片机的PWM信号输出引脚连接，可接受所述PWM信号输出引脚的输出控制而导通所述供电线路。2.根据权利要求1所述的AFE芯片的供电电路，其特征在于：所述供电线路通过变压器与所述AFE芯片连接；所述变压器的输出线圈通过线路连接所述AFE芯片的电源引脚，所述供电线路与所述变压器的输入线圈相连。3.根据权利要求2所述的AFE芯片的供电电路，其特征在于：所述输出线圈设有三个引脚，其中两个引脚分别通过第一整流二极管和第二整流二极管连接所述AFE芯片的AFE_VMODULE引脚，另一个引脚与AFE芯片的GNDH引脚相连。4.根据权利要求3所述的AFE芯片的供电电路，其特征在于：所述AFE_VMODULE引脚和所述GNDH引脚之间设有第一电容，且所述GNDH引脚接地设置。5.根据权利要求3所述的AFE芯片的供电电路，其特征在于：所述AFE_VMODULE引脚和所述第一整流二极管之间、以及所述AFE_VMODULE引脚和所述第二整流二极管之间均设有磁珠或保险丝。6.根据权利要求2至5中任一项所述的AFE芯片的供电电路，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朔，孙邦岳，杨金硕，张建彪，杨红新，
申请(专利权)人：章鱼博士智能技术上海有限公司，
类型：新型
国别省市：