[发明专利]分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关及其控制方法

说明书

本发明公开了分立式电池电压采集通道互锁切换矩阵开关及其逻辑控制方法。它包括微处理器、分别受控于微处理器以用于对开关矩阵中处于偶数位的开关作择一选通控制的偶数通道选通模块和用于对开关矩阵中处于奇数位的开关作择一选通控制的奇数通道选通模块；偶数通道选通模块与奇数通道选通模块的电路拓扑结构相同且两者均包括至少一个一级三八译码器，而每个一级三八译码器均对应有N个二级三八译码器。本发明基于三八译码器实现分立式采集拓扑结构，可确保每一时刻只有一个奇数位开关和一个偶数位开关闭合，不但能够显著提高对单体电压采集的容错能力，大大增强了整个开关系统的稳定性，而且相应的软件可不受通道数量的限制，极大地降低了软件设计的难度。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其是一种分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关及其逻辑控制方法。

背景技术

众所周知，电池管理系统(简称BMS)是电池与用户终端之间的纽带，在电动汽车、电瓶车、机器人等诸多技术领域被广泛应用；利用电池管理系统可以实时检测串联使用的电池单体的电压，从而防止电池出现过度充电和过度放电的问题以提高电池的利用率并保证电池的安全使用。

目前，市面上的电池管理系统实现电池的单体电压采集方案主要有以下两种方案：

1、集成芯片采集方案，主要是利用专用集成芯片实现单体电压的采集，因采样电池的数量无法进行灵活配置、设计及使用成本高等因素而不被普遍使用；

2、分立式采集方案，图一示出了典型分立式采集方案的拓扑结构，其利用多路数选器(即：多路数据选择器)、微处理器以及一个或多个A/D采集模块搭建成为切换开关矩阵，微处理器通过多路数选器实现对开关K1、K2.....直至Kn的控制，所有开关均默认为是断开状态；当闭合开关K1和K2时可实现对第一串电池单体的电压采集，当闭合开关K2和K3时则可实现对第二串电池单体的电压采集，以此类推循环切换即可实现对整个电池组的电池单体的电压采集。这种方案因其结构简单且成本低廉，属于一种普遍被接受的单体电压采集方案；但此种方案在采集串数较多时，开关矩阵具体拓扑设计也很复杂，容易造成采集出错或者采集电路失效，更严重的可能会引发安全问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关；本发明的第二个目的在于提供一种基于上述开关的逻辑控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的第一个技术方案为：

分立式电池电压采集通道切换矩阵互锁开关，用于开关矩阵进行选通切换控制，它包括微处理器以及分别受控于微处理器以用于对开关矩阵中处于偶数位的开关作择一选通控制的偶数通道选通模块和用于对开关矩阵中处于奇数位的开关作择一选通控制的奇数通道选通模块；所述偶数通道选通模块与奇数通道选通模块的电路拓扑结构相同并分别连接于开关矩阵与微处理器之间。

优选地，所述偶数通道选通模块和奇数通道选通模块均包括至少一个一级三八译码器，每个所述一级三八译码器均对应有N个二级三八译码器；其中，N为大于等于2且小于等于16的奇数或偶数；

当所述二级三八译码器的数量为偶数时，每两个所述二级三八译码器共同构成一个一类互锁选通单元；当所述二级三八译码器的数量为奇数时，每两个所述二级三八译码器共同构成一个一类互锁选通单元，剩余的一个所述二级三八译码器单独构成一个二类互锁选通单元；

每个所述一类互锁选通单元中的第一个二级三八译码器的4号使能端口与第二个二级三八译码器的6号使能端口共同微处理器的其中一个电平控制端口、6号使能端口与第二个二级三八译码器的4号使能端口共同连接微处理器的其中一个电平控制端口、5号使能端口与第二个二级三八译码器的5号使能端口共同连接对应的一级三八译码器的其中一个输出端口；