CN109065986A - 一种电池温度控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子领域，具体涉及一种电池温度控制电路，包括控制器模块、电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块，所述控制器模块、电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块设置在同一PCB板上，所述PCB板为双面板；本发明通过将所有模块集成在一块PCB板上，提高***响应能力和控制精度，减少了电磁环境中对控制信号的干扰；实现小型化和轻量化，更稳定可靠，生产过程工艺简单，组装工艺和工时都相对减少。
Description
技术领域
本发明涉及电子领域，具体涉及一种电池温度控制电路。
背景技术
当今社会，电池的使用充满在人生活生产活动中各个角落。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻，不当的充电和使用会使电池发热，温度过高时会降低电池性能，甚至造成电池损坏。因此对电池温度控制的了解有重要意义。
电动汽车是以车载电源为动力，电机驱动车轮行驶的车辆。目前，电动汽车所使用的车载电源通常为蓄电池，锂电池由于其比能量较高(比能量是指单位重量或单位体积的能量)、使用寿命长、额定电压高、自放电率低等优点，而广泛应用于电动汽车。但是目前电动汽车在锂电池的温度控制管理方面还很不完善，传统控制***PCB一般分为多块PCB线路板，输出强电和大电流的功率板，信号弱电的控制板，多块块PCB线路板需要用接插件或者线束进行连接。裸露的接插件和更多的导线在电磁环境中会引入很多干扰，控制信号需要增加屏蔽层或者进行差分传输，显然增加了物料成本，给组装加工也带来了增加工时和管控成本。在相关热管理***控制电路中，PCB电路板上设计强电弱电隔离混乱穿插，多块PCB组合，导线连接过多易连接不稳定，无法满足新能源车辆安全法规，电磁干扰大，使用不稳定，影响汽车及动力电池使用安全性及使用寿命。
因此急需一种汽车电池温度控制电路，提高***响应能力和控制精度，同时集成强电和大电流的功率部分和弱电控制部分，减少了电磁环境中对控制信号的干扰；同时缩小产品尺寸实现小型化和轻量化，保证汽车电池在使用过程中温度场均匀，使汽车电池在较适宜的环境下工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种将传统多块电路进行整合的电池温度控制电路。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
提供一种电池温度控制电路，包括控制器模块、电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块，所述控制器模块、电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块设置在同一PCB板上，所述PCB板为双面板；
所述电源模块分别为控制器模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块供电；
所述控制器模块用于控制电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块；
所述PCB板为矩形，包括互为对向的第一侧边和第三侧边、互为对向的第二侧边和第四侧边；所述电源模块设置在PCB板正面的第一侧边和第三侧边上，所述CAN总线设置在PCB板正面的第二侧边上；所述控制器模块设置在PCB板正面的第三侧边和第二侧边上，所述连接器模块设置在PCB板正面的第四侧边上；所述H桥驱动电路模块设置在PCB板正面的连接器模块侧边；所述高低边驱动电路模块位于H桥驱动模块与电源模块之间的PCB板反面上。
进一步的，上述的电池温度控制电路中，所述控制器模块包括单片机核心电路、单片机复位电路、程序下载电路、程序下载接口和稳压调理电路；所述单片机核心电路分别与单片机复位电路、程序下载电路和稳压调理电路电性连接，所述程序下载接口连接在程序下载电路上。
进一步的，上述的电池温度控制电路中，所述单片机核心电路包括单片机处理器和信号调理电路。
进一步的，上述的电池温度控制电路中，所述电源模块包括电源滤波模块和DCDC模块，所述电源滤波模块和DCDC模块平行设置，所述DCDC模块设置在第一侧边和第三侧边上，所述电源滤波模块设置在第一侧边上。
进一步的，上述的电池温度控制电路中，所述现场总线模块包括多路CAN总线模块、磁耦和总线唤醒功能。
进一步的，上述的电池温度控制电路中，所述高低边驱动电路模块为PWM驱动电路。
进一步的，上述的电池温度控制电路中，所述连接器模块为AMP连接器。
本发明的有益效果在于：通过将控制器模块设置在PCB板正面的第三侧边和第二侧边上，能够减小控制器模块收到的外界干扰，提升稳定性；通过将电源模块设置在PCB板正面的第一侧边和第三侧边上，电源模块主要为电感和电容，发热量大，靠边布置，方便散热；通过将现场总线设置在与第一侧边互为对向的PCB板正面的第二侧边上能够实现与控制器的连接信号短，提升抗干扰能力；通过将H桥驱动电路模块设置在PCB板正面的连接器模块侧边，减短输出走线，因为驱动电流较大，走线长会增加信号线阻抗，导致发热量增大；通过将高低边驱动电路模块位于H桥驱动模块与电源模块之间的PCB板反面上，H桥驱动模块为大电流区域，发热量大，开关频率高，对其他模块有较大影响，将其布置在PCB板的反面，方便散热，同时靠近输出端子，减短走线，减少导线阻抗产生的热量；本发明的电池温度控制电路集成在一块PCB板上，由于各个模块之间的距离缩短，提高***响应能力和控制精度，同时集成强电和大电流的功率部分和弱电控制部分，减少了电磁环境中对控制信号的干扰；同时缩小产品尺寸实现小型化和轻量化，保证汽车电池在使用过程中温度场均匀，使汽车电池在较适宜的环境下工作，比起目前所有控制PCB电路***更稳定可靠，生产过程工艺简单，组装工艺和工时都相对减少，产品使用寿命长、维护简单。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一种电池温度控制电路的原理图；
图2为本发明具体实施方式的一种电池温度控制电路的+5V稳压调理电路的电路图；
标号说明：1、电池温度控制电路；2、制器模块；3、电源模块；4、H桥驱动电路模块；5、现场总线模块；6、高低边驱动电路模块；7、连接器模块。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：将所有模块集成在一块PCB板上，提高***响应能力和控制精度，减少了电磁环境中对控制信号的干扰；实现小型化和轻量化，更稳定可靠，生产过程工艺简单，组装工艺和工时都相对减少。
请参照图1和图2，一种电池温度控制电路1，包括控制器模块2、电源模块3、H桥驱动电路模块4、现场总线模块5、高低边驱动电路模块6和连接器模块7，所述控制器模块2、电源模块3、H桥驱动电路模块4、现场总线模块5、高低边驱动电路模块6和连接器模块7设置在同一PCB板上，所述PCB板为双面板；
所述电源模块3分别为控制器模块2、H桥驱动电路模块4、现场总线模块5、高低边驱动电路模块6和连接器模块7供电；
所述控制器模块2用于控制电源模块3、H桥驱动电路模块4、现场总线模块5、高低边驱动电路模块6和连接器模块7；
所述PCB板为矩形，包括互为对向的第一侧边和第三侧边、互为对向的第二侧边和第四侧边；所述电源模块3设置在PCB板正面的第一侧边和第三侧边上，所述CAN总线设置在PCB板正面的第二侧边上；所述控制器模块2设置在PCB板正面的第三侧边和第二侧边上，所述连接器模块7设置在PCB板正面的第四侧边上；所述H桥驱动电路模块4设置在PCB板正面的连接器模块7侧边；所述高低边驱动电路模块6位于H桥驱动模块与电源模块3之间的PCB板反面上。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过将控制器模块2设置在PCB板正面的第三侧边和第二侧边上，能够减小控制器模块2收到的外界干扰，提升稳定性；通过将电源模块3设置在PCB板正面的第一侧边和第三侧边上，电源模块3主要为电感和电容，发热量大，靠边布置，方便散热；通过将现场总线设置在与第一侧边互为对向的PCB板正面的第二侧边上能够实现与控制器的连接信号短，提升抗干扰能力；通过将H桥驱动电路模块4设置在PCB板正面的连接器模块7侧边，减短输出走线，因为驱动电流较大，走线长会增加信号线阻抗，导致发热量增大；通过将高低边驱动电路模块6位于H桥驱动模块与电源模块3之间的PCB板反面上，H桥驱动模块为大电流区域，发热量大，开关频率高，对其他模块有较大影响，将其布置在PCB板的反面，方便散热，同时靠近输出端子，减短走线，减少导线阻抗产生的热量；本发明的电池温度控制电路1集成在一块PCB板上，由于各个模块之间的距离缩短，提高***响应能力和控制精度，同时集成强电和大电流的功率部分和弱电控制部分，减少了电磁环境中对控制信号的干扰；同时缩小产品尺寸实现小型化和轻量化，保证汽车电池在使用过程中温度场均匀，使汽车电池在较适宜的环境下工作，比起目前所有控制PCB电路***更稳定可靠，生产过程工艺简单，组装工艺和工时都相对减少，产品使用寿命长、维护简单。
进一步的，所述控制器模块2包括单片机核心电路、单片机复位电路、程序下载电路、程序下载接口和稳压调理电路；所述单片机核心电路分别与单片机复位电路、程序下载电路和稳压调理电路电性连接，所述程序下载接口连接在程序下载电路上。
从上述描述可知，通过使用单片机复位电路能够在***初始上电是对单片机进行复位，程序重新开始运行；通过程序下载电路，能够对单片机上的程序进行升级更新；通过稳压调理电路，能够为单片机模数转换模块提供参考电压，避免外界信号干扰导致稳压源波动。
进一步的，所述单片机核心电路包括单片机处理器和信号调理电路。
从上述描述可知，所述信号调理电路能够提供单片机AD转换参考电压。
进一步的，所述电源模块3包括电源滤波模块和DCDC模块，所述电源滤波模块和DCDC模块平行设置，所述DCDC模块设置在第一侧边和第三侧边上，所述电源滤波模块设置在第一侧边上。
从上述描述可知，通过电源滤波模块，避免高频尖峰脉冲干扰，所述电源滤波模块为LC低通滤波电路；通过将DCDC模块设置在第一侧边和第三侧边上，由于DCDC模块的发热量大，能够方便散热；所述DCDC模块还具有上电唤醒功能。
进一步的，所述现场总线模块5包括多路CAN总线模块、磁耦和总线唤醒功能。
从上述描述可知，通过多路CAN总线模块，能够为控制器模块2进行通讯及相关功能控制；通过使用磁耦，避免防止电流在两通讯之间流动，保护电路不受危险电压和电流的损坏。
进一步的，所述高低边驱动电路模块6为PWM驱动电路。
从上述描述可知，通过PWM电路即脉冲宽度变调电路除了可以监控功率电路的输出状态之外，同时还提供功率元件控制信号。
进一步的，所述连接器模块7为AMP连接器。
从上述描述可知，所述AMP连接器具体为35脚AMP连接器。
实施例一
一种电池温度控制电路，包括控制器模块、电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块，所述控制器模块、电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块设置在同一PCB板上，所述PCB板为双面板；
所述电源模块分别为控制器模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块供电；
所述控制器模块用于控制电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块；
所述PCB板为矩形，包括互为对向的第一侧边和第三侧边、互为对向的第二侧边和第四侧边；所述电源模块设置在PCB板正面的第一侧边和第三侧边上，所述CAN总线设置在PCB板正面的第二侧边上；所述控制器模块设置在PCB板正面的第三侧边和第二侧边上，所述连接器模块设置在PCB板正面的第四侧边上；所述H桥驱动电路模块设置在PCB板正面的连接器模块侧边；所述高低边驱动电路模块位于H桥驱动模块与电源模块之间的PCB板反面上。
所述控制器模块包括单片机核心电路、单片机复位电路、程序下载电路、程序下载接口和稳压调理电路；所述单片机核心电路分别与单片机复位电路、程序下载电路和+5V稳压调理电路电性连接，所述程序下载接口连接在程序下载电路上。所述单片机核心电路包括单片机处理器和信号调理电路。
所述电源模块包括电源滤波模块和DCDC模块，所述电源滤波模块和DCDC模块平行设置，所述DCDC模块设置在第一侧边和第三侧边上，所述电源滤波模块设置在第一侧边上。
所述现场总线模块包括多路CAN总线模块、磁耦和总线唤醒功能。
所述高低边驱动电路模块为高边PWM驱动电路。
所述连接器模块为35脚AMP连接器。
综上所述，本发明提供的一种电池温度控制电路，通过将控制器模块设置在PCB板正面的第三侧边和第二侧边上，能够减小控制器模块收到的外界干扰，提升稳定性；通过将电源模块设置在PCB板正面的第一侧边和第三侧边上，电源模块主要为电感和电容，发热量大，靠边布置，方便散热；通过将现场总线设置在与第一侧边互为对向的PCB板正面的第二侧边上能够实现与控制器的连接信号短，提升抗干扰能力；通过将H桥驱动电路模块设置在PCB板正面的连接器模块侧边，减短输出走线，因为驱动电流较大，走线长会增加信号线阻抗，导致发热量增大；通过将高低边驱动电路模块位于H桥驱动模块与电源模块之间的PCB板反面上，H桥驱动模块为大电流区域，发热量大，开关频率高，对其他模块有较大影响，将其布置在PCB板的反面，方便散热，同时靠近输出端子，减短走线，减少导线阻抗产生的热量；通过电池温度控制电路集成在一块PCB板上，由于各个模块之间的距离缩短，提高***响应能力和控制精度，同时集成强电和大电流的功率部分和弱电控制部分，减少了电磁环境中对控制信号的干扰；同时缩小产品尺寸实现小型化和轻量化，保证汽车电池在使用过程中温度场均匀，使汽车电池在较适宜的环境下工作，比起目前所有控制PCB电路***更稳定可靠，生产过程工艺简单，组装工艺和工时都相对减少，产品使用寿命长、维护简单。
通过使用单片机复位电路能够在***初始上电是对单片机进行复位，程序重新开始运行；通过程序下载电路，能够对单片机上的程序进行升级更新；通过稳压调理电路，能够为单片机模数转换模块提供参考电压，避免外界信号干扰导致稳压源波动。
所述信号调理电路能够提供单片机AD转换参考电压。
通过电源滤波模块，避免高频尖峰脉冲干扰，所述电源滤波模块为LC低通滤波电路；通过将DCDC模块设置在第一侧边和第三侧边上，由于DCDC模块的发热量大，能够方便散热；所述DCDC模块还具有上电唤醒功能。
通过多路CAN总线模块，能够为控制器模块进行通讯及相关功能控制；通过使用磁耦，避免防止电流在两通讯之间流动，保护电路不受危险电压和电流的损坏。
通过PWM电路即脉冲宽度变调电路除了可以监控功率电路的输出状态之外，同时还提供功率元件控制信号。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种电池温度控制电路，其特征在于，包括控制器模块、电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块，所述控制器模块、电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块设置在同一PCB板上，所述PCB板为双面板；
所述电源模块分别为控制器模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块供电；
所述控制器模块用于控制电源模块、H桥驱动电路模块、现场总线模块、高低边驱动电路模块和连接器模块；
所述PCB板为矩形，包括互为对向的第一侧边和第三侧边、互为对向的第二侧边和第四侧边；所述电源模块设置在PCB板正面的第一侧边和第三侧边上，所述CAN总线设置在PCB板正面的第二侧边上；所述控制器模块设置在PCB板正面的第三侧边和第二侧边上，所述连接器模块设置在PCB板正面的第四侧边上；所述H桥驱动电路模块设置在PCB板正面的连接器模块侧边；所述高低边驱动电路模块位于H桥驱动模块与电源模块之间的PCB板反面上。
2.根据权利要求1所述的电池温度控制电路，其特征在于，所述控制器模块包括单片机核心电路、单片机复位电路、程序下载电路、程序下载接口和稳压调理电路；所述单片机核心电路分别与单片机复位电路、程序下载电路和稳压调理电路电性连接，所述程序下载接口连接在程序下载电路上。
3.根据权利要求2所述的电池温度控制电路，其特征在于，所述单片机核心电路包括单片机处理器和信号调理电路。
4.根据权利要求1所述的电池温度控制电路，其特征在于，所述电源模块包括电源滤波模块和DCDC模块，所述电源滤波模块和DCDC模块平行设置，所述DCDC模块设置在第一侧边和第三侧边上，所述电源滤波模块设置在第一侧边上。
5.根据权利要求1所述的电池温度控制电路，其特征在于，所述现场总线模块包括多路CAN总线模块、磁耦和总线唤醒功能。
6.根据权利要求1所述的电池温度控制电路，其特征在于，所述高低边驱动电路模块为PWM驱动电路。
7.根据权利要求1所述的电池温度控制电路，其特征在于，所述连接器模块为AMP连接器。
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