CN102381264A - 一种高压***安全管理模块及其管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压***安全管理模块及其管理方法,用于电动汽车的高压***,包括ADUC70**芯片,MCU和电池管理***,所述ADUC70**芯片用于对电池的充放电电流、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻情况进行检测,所述ADUC70**芯片与隔离侧的MCU通讯连接,所述MCU用于接收ADUC70**芯片的信息并进行综合处理,其通讯连接所述电池管理***并用于将电池的充放电的累积容量、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻情况发送给电池管理***。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车领域,具体涉及一种高压***安全管理模块及其管理方法。
背景技术
伴随全球经济的发展,石油消耗量日益增加,石油做为不可再生资源,正变的日益紧缺,在这样的大环境下,各种新能源汽车应运而生,特别是油电混合动力汽车、混合动力汽车,在国家大力倡导低碳生活的形式下日益普及,由于混合动力电动汽车动力***有别于传统的燃油汽车,整车一般存在上百伏甚至几百伏的高压***,因此,怎样安全使用、维修混合动力电动汽车成为各大汽车厂商思考的重点问题。
为确保电池***高压安全,需要提供一种高压***的安全管理模块,监测电池***重要参数,用于高压***诊断,确保高压***安全运行。
发明内容
本发明的目的在于采用模块化设计,将电池管理***中涉及到高压的部分统一集中到一个模块中,采取这样的设计方法便于高压***统一管理、设计,将高压、低压***彻底隔离分开,增强了***的可靠性。采用这样的设计便于安装,将此模块固定安装在高压电池包内部,可以方便线束的设计,以前的设计方案高压模块与低压模块设计在一个PCB板上容易造成线束设计的困难,甚至会出现高、低压信号线束出现在一个插件上的现象,本设计的创新解决了这一问题。
ADuC70**(美国半导体公司的一款芯片)对电池的充放电电流、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻的检测,通过SPI(串行***接口)通讯接口与隔离侧的MCU(单片机)通讯,MCU将电池的充放电的累积容量、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻通过CAN接口发送给电池管理***,电池管理***根据自身算法,综合判断,用于安全诊断、电池剩余容量计算、电池寿命估算、电池健康度估算,以及高压直流接触器的诊断。
具体技术方案如下:
一种高压***安全管理模块,用于电动汽车的高压***,包括ADUC70**,MCU和电池管理***,所述ADUC70**用于对电池的充放电电流、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻情况进行检测,所述ADUC70**与隔离侧的MCU通讯连接,所述MCU用于接收ADUC70**的信息 并进行综合处理,其通讯连接所述电池管理***并用于将电池的充放电的累积容量、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻情况发送给电池管理***。
进一步地,所述电池管理***用于根据预设算法进行综合判断,用于安全诊断、电池剩余容量计算、电池寿命估算、电池健康度估算,以及高压直流接触器的诊断。
进一步地,还包括SPI通讯接口,所述ADUC70**通过SPI通讯接口与隔离侧的MCU通讯连接。
进一步地,还包括CAN接口,MCU通过CAN接口通讯连接电池管理***。
进一步地,所述ADUC70**内部集成有16位差分输入的高精度ADC。
进一步地,所述ADUC70**包括一检流模块,该检流模块用于通过外部外部分流器,将大电流信号转换成弱电压信号,对电池包充放电电流实时检测。
进一步地,所述ADUC70**包括一Ah积分模块,该Ah积分模块用于对实时计算电池包充电、放电的容量实时检测。
进一步地,所述ADUC70**包括一漏电检测模块,该漏电检测模块用于实时检测绝缘电阻。
进一步地,所述ADUC70**包括一高压检测模块,其用于检测电池包端电压、高压母线电压。
上述高压***安全管理模块的管理方法,采用如下步骤:
(1)ADUC70**对电池的充放电电流、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻进行检测;
(2)ADUC70**通过SPI通讯接口与隔离侧的MCU通讯并进行信息发送;
(3)MCU根据接收的信息,综合处理;
(4)MCU将电池的充放电的累积容量、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻通过CAN接口发送给电池管理***;
(5)电池管理***根据自身预设算法进行判断,进行安全诊断、电池剩余容量计算、电池寿命估算、电池健康度估算,以及高压直流接触器的诊断。
与目前现有技术相比,本发明采用了模块化设计,将电池管理***中涉及到高压的部分统一集中到一个模块中,采取这样的设计方法便于高压***统一管理、设计,将高压、低压***彻底隔离分开,增强了***的可靠性。采用这样的设计便于安装,将此模块固定安装在高压电池包内部,可以方便线束的设计,
附图说明
图1为高压管理模块的***框图
图2为高压管理模块***框图
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述,其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
本发明提供一种用于高压安全管理的解决方案,该***可实现对高压动力电池充电电流进行实时高精度检测,同时可检测电池包两端电压(PackVoltage)、高压母线端电压(LinkVoltage),高压漏电检测等。通过对电池充放电电流的检测,可以对电池包的累积容量进行计算,从而可以降低电池管理***MCU的运算负荷。通过对电池包端电压、高压母线电压的检测,可以实现对高压继电器的诊断功能,高压漏电检测的功能可以实时检测出高压***对车身的绝缘电阻值,从而降低了高压触电、高压损坏整车低压电器的风险。
本发明的创新点在于采用了模块化设计,将电池管理***中涉及到高压的部分统一集中到一个模块中,采取这样的设计方法便于高压***统一管理、设计,将高压、低压***彻底隔离分开,增强了***的可靠性。采用这样的设计便于安装,将此模块固定安装在高压电池包内部,可以方便线束的设计,以前的设计方案高压模块与低压模块设计在一个PCB板上容易造成线束设计的困难,甚至会出现高、低压信号线束出现在一个插件上的现象,本设计的创新解决了这一问题。
图1所示为高压管理模块的***框图,框图中设计了高压管理模块内部的信号链路,演示了***功能实现的方式。
专用芯片(ASIC)内部集成了16位差分输入的高精度ADC(模数转换芯片),采用分流器的方式对电池包充放电电流进行检测,此方式与霍尔传感器相比,降低了***成本,降低了非线性误差,该误差标定修正非常困难,而采用分流器通过对线性误差的修正补偿,即可获得高精度的测量值。
ASIC内部还集成了16位的ADC对电池包总电压,高压母线电压进行测量,采用一路外部ADC对绝艳电阻值进行检测。
图2所示为高压管理模块***框图,演示了高压管理模块的功能,检流模块通过外部外部分流器,将大电流信号转换成弱电压信号,对电池包充放电电流实时检测,Ah积分模块对实时计算电池包充电、放电的容量。漏电检测模块实时检测绝缘电阻,高压检测模块分别检测电池包端电压、高压母线电压。
ADUC70**对电池的充放电电流、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻的检测,通过SPI通讯接口与隔离侧的MCU通讯,MCU根据接收的信息,综合处理。
MCU将电池的充放电的累积容量、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻通过CAN接口发送给电池管理***,电池管理***根据自身算法,综合判断,用于安全诊断、电池剩余容量计算、电池寿命估算、电池健康度估算,以及高压直流接触器的诊断等。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高压***安全管理模块,其特征在于,用于电动汽车的高压***,包括ADUC70**芯片,MCU和电池管理***,所述ADUC70**芯片用于对电池的充放电电流、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻情况进行检测,所述ADUC70**芯片与隔离侧的MCU通讯连接,所述MCU用于接收ADUC70**芯片的信息并进行综合处理,其通讯连接所述电池管理***并用于将电池的充放电的累积容量、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻情况发送给电池管理***。
2.如权利要求1所述的高压***安全管理模块,其特征在于,所述电池管理***用于根据预设算法进行综合判断,用于安全诊断、电池剩余容量计算、电池寿命估算、电池健康度估算,以及高压直流接触器的诊断。
3.如权利要求1或2所述的高压***安全管理模块,其特征在于,还包括SPI通讯接口,所述ADUC70**芯片通过SPI通讯接口与隔离侧的MCU通讯连接。
4.如权利要求1-3中任一项所述的高压***安全管理模块,其特征在于,还包括CAN接口,MCU通过CAN接口通讯连接电池管理***。
5.如权利要求1-4中任一项所述的高压***安全管理模块,其特征在于,所述ADUC70**芯片内部集成有16位差分输入的高精度ADC。
6.如权利要求1-5中任一项所述的高压***安全管理模块,其特征在于,所述ADUC70**芯片包括一检流模块,该检流模块用于通过外部外部分流器,将大电流信号转换成弱电压信号,对电池包充放电电流实时检测。
7.如权利要求1-6中任一项所述的高压***安全管理模块,其特征在于,所述ADUC70**芯片包括一Ah积分模块,该Ah积分模块用于对实时计算电池包充电、放电的容量实时检测。
8.如权利要求1-7中任一项所述的高压***安全管理模块,其特征在于,所述ADUC70**芯片包括一漏电检测模块,该漏电检测模块用于实时检测绝缘电阻。
9.如权利要求1-7中任一项所述的高压***安全管理模块,其特征在于,所述ADUC70**芯片包括一高压检测模块,其用于检测电池包端电压、高压母线电压。
10.如权利要求1-9所述高压***安全管理模块的管理方法,其特征在于,采用如下步骤:
(1)ADUC70**芯片对电池的充放电电流、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻进行检测;
(2)ADUC70**芯片通过SPI通讯接口与隔离侧的MCU通讯并进行信息发送;
(3)MCU根据接收的信息,综合处理;
(4)MCU将电池的充放电的累积容量、电池包端电压、高压母线电压、绝缘电阻通过CAN接口发送给电池管理***;
(5)电池管理***根据自身预设算法进行判断,进行安全诊断、电池剩余容量计算、电池寿命估算、电池健康度估算,以及高压直流接触器的诊断。
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