[实用新型]一种轨道交通用带硬件保护功能的电压采集装置

说明书

本实用新型涉及一种轨道交通用带硬件保护功能的电压采集装置，包括：电压采集芯片、12路电压采集及均衡电路、12路电压比较电路、isoSPI菊花链通信电路、报警信号输出电路和宽输入电源芯片；通过本申请可以有效安全监控和管理轨道交通用锂电池系统，从而保证轨道交通用锂电池系统得到合理高效的利用。同时，针对轨道交通行业的特殊要求，本实用新型在原理设计和物料选型做了相应工作，使得本实用新型适用于轨道交通复杂恶劣的运行环境，符合轨道交通的行业标准。

技术领域

本实用新型涉及轨道交通领域，具体为一种轨道交通用带硬件保护功能的电压采集装置。

背景技术

锂电池技术及其电池管理系统的发展在电动汽车领域已经达到了一个相对成熟稳定的阶段，但其在轨道交通领域的推广与使用还处于一个初步阶段。轨道交通相对于电动汽车而言，运行环境更为恶劣与复杂，电池电量和电压等级也更高，安全性要求也更为严格，所以，研发出适用于铁路运行环境和符合铁路标准要求的电池管理系统对于锂电池系统在轨道交通领域的推广使用有着重要的意义。

实用新型内容

针对于锂电池的特性和轨道交通行业的特殊要求，本实用新型创造出了适应于轨道交通复杂恶劣的运行环境，符合轨道交通严格的行业标准的锂电池管理系统电压采集装置。本装置的主要作用为采集单体电池电压，并将其通过isoSPI菊花链通信上传给控制板，并接受控制板指令，对单体电池进行均衡放电。同时本装置还可以通过硬件比较电路检测单体电池是否过压，输出硬件报警信号，为电池安全提供双保险。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种轨道交通用带硬件保护功能的电压采集装置，包括：电压采集芯片、12路电压采集及均衡电路、12路电压比较电路、isoSPI菊花链通信电路、报警信号输出电路和宽输入电源芯片；

12个单体电池分别与12路电压采集及均衡电路连接，所述12路电压采集及均衡电路与电压采集芯片连接，所述电压采集芯片与isoSPI菊花链通信电路连接，

12个单体电池分别与12路电压比较电路连接，所述12路电压比较电路与报警信号输出电路连接，

所述12个单体电池串联，所述宽输入电源芯片与12个单体电池的总正、总负连接，所述宽输入电源芯片与电压采集芯片和报警信号输出电路连接，用于为电压采集芯片和报警信号输出电路供电；

电压采集芯片用于通过12路电压采集及均衡电路采集12个单体电池的电压，同时，还能够用于通过12路电压采集及均衡电路来对12个单体电池进行放电均衡处理，电压采集芯片用于通过isoSPI菊花链通信，将采集到的单体电池的信息上传控制板，并接受控制板的开关均衡指令；

所述12路电压比较电路用于实时比较每个单体电池的电压是否过压，若任一单体电池出现过压现象，则将过压报警信号输出至报警信号输出电路，

报警信号输出电路用于接受系统方波发生装置的PWM方波信号，在没有收到电压比较电路的过压报警信号的时，输出同样的PWM信号，若收到12路电压比较电路的过压报警信号，则输出高阻态。

PWM方波信号由系统方波发生装置发出，中间串联若干个电压采集装置，最后返回系统方波发生装置；若中间任一节点发生报警，则系统根据返回信号作出反应；

所述宽输入电源芯片用于从12个单体电池出取电，转换为5V电压，给电压采集芯片和报警信号输出电路供电。

进一步的，所述电压采集芯片采用集成芯片LTC6804-1。

进一步的，电压采集及均衡电路包含保护与滤波电路，用于将电池电压接入电压采集芯片。

进一步的，每个电压采集及均衡电路包括均衡电阻R1、均衡电阻R2和一个MOS管Q1；