[实用新型]电动汽车用动力电池电压巡检控制器

说明书

技术领域

本实用新型公开一种电动汽车用动力电池电压巡检控制器，属于新能源汽车电力管理技术领域。

背景技术

电动汽车的能量主要来源于车载动力电池，整车控制器需要参考动力电池的基本信息制定整车控制策略，保障电动汽车安全、稳定地行驶。动力电池的单体电压和总电压是保障电动汽车运行的重要参数，因此，优秀的动力电池电压检测控制方法是评价一款电动汽车最重要的性能指标。传统的动力电池电压检测方法，一般使用电控单元中微控制器的模数转换模块直接采样。由于微控制器模数转换模块的引脚数量受限，往往不能满足电压采样点数的需要，所以只能靠增加微控制器或增加外接模数转换模块的方法来满足采样要求。这无疑增加了电动汽车成本，不利于整个电动汽车行业的推广。

此外，动力电池一般都在几百伏以上，若采用微控制器模数转换接口直接采样的方式，不加任何隔离措施，如果发生意外情况，不但损坏电控单元本身，更可能因此造成整车的其他功能部件发生漏电危险。一旦出现这种情况，后果不堪设想。而传统的动力电池电压检测方法对这种情况往往无能为力。

发明内容

本实用新型公开一种电动汽车用动力电池电压巡检控制器，分时对动力电池进行单体电压和总电压的巡检，并在高压信号与微控制器之间采用了电压隔离设计，增强了装置的安全性，解决了传统的动力电池电压检测采样点数不足的问题。

本实用新型电动汽车用动力电池电压巡检控制器的技术解决方案如下：

动力电池电压巡检控制装置主要由微控制器(MCU－Micro Control Unit)、开关矩阵译码电路、电池开关继电器组、相位开关继电器组、分压电路、采样开关继电器组、线性隔离器件和控制器局部网(CAN－Controller Area Network)收发器组成。其中，MCU的通用输入/输出 (GPIO－General Purpose Input Output) 模块1，外接开关矩阵译码电路，按照控制方法，完成对电池开关继电器组中各个继电器的寻址，输出欲测量的电池单体电压。电池单体电压再经过相位开关继电器组，调整相位输出到分压电路。相位开关继电器组中的各个继电器也由开关矩阵译码电路所选通。经相位调整后的电压信号，会进入分压电路做降压处理，把电压调整到MCU可采集的范围。MCU通过GPIO模块 2选通采样开关继电器组，用以确定采样单体电压还是总电压。此电压信号再经线性隔离器件输入到MCU的模数转换(AD－Analog-to-Digital Converter) 模块，从而完成对电池单体及总电压的巡检。最后，巡检的电压值由MCU的通信模块，经过CAN收发器电平转换后，以报文的形式传送给电池管理系统(BMS－Battery Management System)，供BMS计算使用。

本实用新型电动汽车用电池电压巡检控制器的技术解决方案如下：

主要由MCU、开关矩阵译码电路、电池开关继电器组、相位开关继电器组、分压电路、采样开关继电器组、线性隔离器件和控制器局部网收发器组成；其中，MCU的通用输入/输出模块1、外接开关矩阵译码电路按照控制方法，完成对电池开关继电器组中各个继电器的寻址，输出欲测量的电池单体电压；电池单体电压再经过相位开关继电器组，调整相位输出到分压电路；相位开关继电器组中的各个继电器也由开关矩阵译码电路所选通；经相位调整后的电压信号，会进入分压电路做降压处理，把电压调整到MCU可采集的范围；MCU通过GPIO模块 2选通采样开关继电器组，用以确定采样单体电压还是总电压；电压信号再经线性隔离器件输入到MCU的模数转换模块，完成对电池单体及总电压的巡检；巡检的电压值由MCU的通信模块，经过CAN收发器电平转换后，以报文的形式传送给电池管理系统，供BMS计算使用。

本实用新型所述的电动汽车用动力电池电压巡检控制器，具体结构如下：

开关矩阵译码电路主要由现场可编程门阵列构成；FPGA的A1、A3~A25与电池开关继电器1~13的6脚相连；FPGA的A2、A4~A24与电池开关继电器1~12的2脚相连；FPGA的D1~D3与相位开关继电器1~3的2脚相连；FPGA的E1~E3与相位开关继电器1~3的6脚相连；FPGA的C0~C4与MCU的GPIO模块1中的GPIO0~4相连接，C0~ C4共5路信号线；MCU定时输出其中的31种编码，选通不同的继电器，输出不同位置的电池单体电压与总电压；