一种飞渡电容的采样电路及采样方法
一种飞渡电容的采样电路及采样方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种飞渡电容的采样电路及采样方法。
【背景技术】
[0002]单体电压是表征电池组中电池单体状态的最重要信息，在充电和放电过程中，将单体电压控制在一个合理的范围内，可以保证电池不被过充过放，是保证电池组使用寿命的重要手段。目前动力汽车中电池包内的电池单体电压采样有分立器件式和专用集成芯片的方式，专用集成芯片的采样方式具有非隔离、电路设计简单、设计门槛低的特点，该方式如若用于一般的低压(低于72V)环境具有一定的优势，如若用于电池电压高(高于200V)的环境下，由于非隔离，高压容易串入电路基板低压系统，轻则导致电路烧毁、系统无法正常工作，重则导致电池起火、爆炸等灾难性事故；而分立器件式的采样方式，虽然具备一定的隔离作用，但是电路设计复杂、使用期间种类繁琐、成本较高、可靠性低，不利于批量使用。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种结构简单、测量精度高、抗干扰性强的飞渡电容的采样电路及采样方法。
[0004]本发明通过以下方案实现:
[0005]一种飞渡电容的采样电路，包括由N个继电器组成的采样继电器组、由四个继电器组成的电池极性反转继电器组、由两个继电器组成的电容前继电器组、飞渡电容、由两个继电器组成的电容后继电器组、信号调理电路、ADC转换电路、单片机和译码器，其中N大于2 ；
[0006]采样继电器组的每个继电器的输入端分别与一个限流电阻连接以实现与(N-1)个电池模块相连；采样继电器组的上输出端与下输出端分别连接两条母线，四条母线的另一端分别连接一个电池极性反转继电器组中的继电器的输入端，电池极性反转继电器组根据其继电器接收的电压极性形成两个输出端，即电池极性反转继电器组中接收的电压极性为正的继电器的输出端汇集形成电池极性反转继电器组的一个输出端，接收的电压极性为负的继电器的输出端汇集形成电池极性反转继电器组的另一个输出端；电容前继电器组的两个继电器的输入端分别与电池极性反转继电器组的两个输出端连接，电容前继电器组的两个继电器的输出端全部连接于飞渡电容，飞渡电容再连接一个控制开关，控制开关再与电容后继电器组的两个继电器的输入端连接，电容后继电器组的两个继电器的输出端均与信号调理电路的输入端相连；
[0007]信号调理电路的输出端与ADC转换电路、单片机和译码器依次相连，译码器分别与采样继电器组、电池极性反转继电器组相连，单片机还分别与电容前继电器组、控制开关和电容后继电器组连接并可控制其通断，单片机通过译码器控制采样继电器组、电池极性反转继电器组的通断，实现在被测电池模块的电压采样期间，只有该被测电池模块与所述母线相连且信号调理电路得到的采集电压为正值，实现轮流对各电池模块电压的采样。
[0008]电池极性反转继电器组，用于保证所述信号调理电路得到待采集的电池模块电压始终为正值；
[0009]飞渡电容，通常采用耐压性能好、热效应好的薄膜电容，耐压值要求在电池额定电压的1.5倍以上且精度为±10%，电容值在0.1-1.0uF之间，飞渡电容用于电压信号的采样保持，接收采样继电器组输出的电压信号，之后经电容后继电器组由信号调理电路接收飞渡电容上的电压信号，并将接收到的电压信号进行滤波、放大；
[0010]控制开关用于控制飞渡电容的放电；
[0011]电容前继电器组用于控制飞渡电容的充电，电容后继电器组用于控制飞渡电容的电压米样。
[0012]通常情况下，所述采样继电器组、电池极性反转继电器组、电容前继电器、电容后继电器均选用PhotoMOS继电器。
[0013]一种飞渡电容的采样方法，采用上述的飞渡电容的采样电路，按以下步骤进行:
[0014](I)所述单片机通过译码器控制所述采样继电器组，确保在一个时刻采样继电器只选通唯一的被测电池模块；
[0015](2)根据被测电池模块的极性，单片机通过译码器控制电池极性反转继电器组，确保信号调理电路得到待采集的电池模块电压为正值；
[0016](3)所述单片机控制所述电容前继电器组闭合，让选通的被测电池模块给所述飞渡电容充电，待充电稳定后断开所述电容前继电器组、采样继电器组和电池极性反转继电器组；
[0017](4)所述单片机控制所述电容后继电器组闭合，使飞渡电容上的电压信号经过信号调理电路滤波、放大后输出至ADC转化电路，在ADC转化电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正后输出至所述单片机，单片机得到该被测电池模块的米样电压；
[0018](5)所述单片机控制断开电容后继电器组并控制所述控制开关闭合，直至飞渡电容放电完毕；
[0019](6)重复上述步骤⑴?(5)，直至所有电池模块的电压采样完成。
[0020]本发明的飞渡电容的采样电路，结构简单、测量精度高，且可适当降低一定成本，通过电池极性反转继电器组来保证信号调理电路获得的电压信号始终为正值，因此只需采用一路ADC转换电路即可处理由信号调理电路输出的电压信号，ADC转换电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正后，输出至单片机内。另外，在飞渡电容与电容后继电器组之间连接一个控制开关，用于控制飞渡电容的放电，可极快地放电完成，因放电速度快时间短，飞渡电容的前后采样不会受到干扰，能更好的保证采样的精度。采用本发明的采样电路实现飞渡电容电压采样的方法，步骤简单，且ADC转换电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正，与传统的标定补偿方法，减少了硬件器件公差、干扰等其他客观上不可避免的因素所带来的测量误差，提高了采样精度。
【附图说明】
[0021]图1:实施例1中飞渡电容的采样电路结构示意图
【具体实施方式】
[0022]以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
[0023]实施例1
[0024]一种飞渡电容的采样电路，如图1所示，包括三个电池模块、四个限流电阻、由四个PhotoMOS继电器组成的采样继电器组、由四个PhotoMOS继电器组成的电池极性反转继电器组、由两个PhotoMOS继电器组成的电容前继电器组、飞渡电容、由两个PhotoMOS继电器组成的电容后继电器组、信号调理电路、ADC转换电路、单片机和译码器、母线a、母线b、母线C、母线d ；
[0025]三个电池模块为Ul、U2和U3，四个限流电阻为Rl、R2、R3和R4，采样继电器组的四个PhotoMOS继电器为S1、S2、S3和S4，电池模块的正负端各依次连接一个限流电阻和一个PhotoMOS继电器，采样继电器组的上输出端A连接母线a和母线d，采样继电器组的下输出端B连接母线b和母线C，以实现分时采样对不同电池模块的通断；
[0026]电池极性反转继电器组的四个PhotoMOS继电器为S5、S6、S7和S8，继电器S5和S6的输入端分别通过母线a、母线b与采样继电器组的输出端相连，继电器S5和S6在采样继电器组的上输出端A电压为正极、下输出端B电压为负极时连通，继电器S7和S8的输入端分别通过母线C、母线d与采样继电器组的输出端相连，继电器S7和S8在采样继电器组的上输出端A电压为负极、下输出端B电压为正极时连通，电池极性反转继电器组用于保证所述信号调理电路得到待采集的电池模块电压始终为正值；电池极性反转继电器组根据其继电器接收的电压极性形成两个输出端，即接收的电压极性为正的继电器S5和S7的输出端汇集形成电池极性反转继电器组的一个输出端D，接收的电压极性为负的继电器S6 和S8的输出端汇集形成电池极性反转继电器组的另一个输出端F ;
[0027]电容前继电器组的两个PhotoMOS继电器S9和SlO的输入端分别与电池极性反转继电器组的两个输出端D、F连接，电容前继电器组的两个PhotoMOS继电器S9和SlO的输出端全部连接于飞渡电容，飞渡电容再连接一个控制开关K，控制开关K再与电容后继电器组的两个PhotoMOS继电器Sll和S12的输入端连接，电容后继电器组的两个PhotoMOS继电器Sll和S12的输出端均与信号调理电路的输入端相连；
[0028]信号调理电路的输出端与ADC转换电路、单片机和译码器依次相连，译码器分别与采样继电器组、电池极性反转继电器组相连，单片机还分别与电容前继电器组、控制开关K和电容后继电器组连接并可控制其通断，单片机通过译码器控制采样继电器组、电池极性反转继电器组的通断，实现在被测电池模块的电压采样期间，只有该被测电池模块与所述母线相连且信号调理电路得到的采集电压为正值，实现轮流对各电池模块电压的采样。
[0029]飞渡电容，通常采用耐压性能好、热效应好的薄膜电容，耐压值要求在电池额定电压的1.5倍以上且精度为±10%，电容值在0.1-1.0uF之间，飞渡电容用于电压信号的采样保持，接收采样继电器组输出的电压信号，之后经电容后继电器组由信号调理电路接收飞渡电容上的电压信号，并将接收到的电压信号进行滤波、放大；
[0030]控制开关K用于控制飞渡电容C的放电；电容前继电器组用于控制飞渡电容C的充电，电容后继电器组用于控制飞渡电容C的电压采样。
[0031]一种飞渡电容的采样方法，采用上述的飞渡电容的采样电路，按以下步骤进行:
[0032](I)单片机通过译码器控制采样继电器组，确保在一个时刻采样继电器只选通唯一的被测电池模块；首先对被测电池模块Ui进行电压采样，单片机控制采样继电器组的继电器S1、S2同时闭合，继电器S3、S4断开；
[0033](2)根据被测电池模块Ul的极性，单片机通过译码器控制电池极性反转继电器组中的继电器S5和S6同时闭合，继电器S7和S8断开，确保信号调理电路得到待采集的电池模块电压为正值；
[0034](3)单片机控制电容前继电器S9、SlO闭合，让选通的被测电池模块Ul给飞渡电容C充电，飞渡电容的电压Vc逐渐增大，待充电经过时间tl使得Vc达到稳定后，飞渡电容C此时的电压即为被测电池模块Ul的电压信号，之后断开电容前继电器S9、S10、采样继电器组的继电器S1、S2和电池极性反转继电器组中的继电器S5、S6 ;
[0035](4)单片机控制电容后继电器Sll、S12闭合，使飞渡电容C上的电压信号经过信号调理电路滤波、放大后输出至ADC转化电路，在ADC转化电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正后输出至单片机，单片机得到该被测电池模块Ul的采样电压，经过时间t2后，完成电池模块Ul的电压采样；
[0036](5)之后，单片机控制断开电容后继电器S11、S12并控制所述控制开关K闭合，经过时间t3后，飞渡电容C放电完毕；
[0037](6)重复上述步骤⑴?(5)，对下一个电池模块U2进行电压采样，首先单片机通过译码器控制采样继电器组的继电器S2、S3同时闭合，继电器S1、S4断开，之后单片机控制电池极性反转继电器S7、S8闭合，继电器S5、S6断开，接着闭合电容前继电器S9、S10，待经过时间tl飞渡电容C充电稳定后，断开电容前继电器S9、S10并闭合电容后继电器S11、S12，经过时间t2后完成电池模块U2的电压采样，此时断开电容后继电器Sll、S12并闭合控制开关K，经过时间t3后，飞渡电容C放电完毕。如此循环，直至所有电池模块的电压采样完成。
[0038]实施例2
[0039]一种飞渡电容的采样电路，其电路结构同实施例1的飞渡电容的采样电路相类似，其不同之处在于:电池模块数量为六个，采样继电器组的继电器数量为七个。
【主权项】
1.一种飞渡电容的采样电路，其特征在于:包括由N个继电器组成的采样继电器组、由四个继电器组成的电池极性反转继电器组、由两个继电器组成的电容前继电器组、飞渡电容、由两个继电器组成的电容后继电器组、信号调理电路、ADC转换电路、单片机和译码器，其中N大于2 ; 采样继电器组的每个继电器的输入端分别与一个限流电阻连接以实现与(N-1)个电池模块相连；采样继电器组的上输出端与下输出端分别连接两条母线，四条母线的另一端分别连接一个电池极性反转继电器组中的继电器的输入端，电池极性反转继电器组根据其继电器接收的电压极性形成两个输出端，电容前继电器组的两个继电器的输入端分别与电池极性反转继电器组的两个输出端连接，电容前继电器组的两个继电器的输出端全部连接于飞渡电容，飞渡电容再连接一个控制开关，控制开关再与电容后继电器组的两个继电器的输入端连接，电容后继电器组的两个继电器的输出端均与信号调理电路的输入端相连； 信号调理电路的输出端与ADC转换电路、单片机和译码器依次相连，译码器分别与采样继电器组、电池极性反转继电器组相连，单片机还分别与电容前继电器组、控制开关和电容后继电器组连接并可控制其通断，单片机通过译码器控制采样继电器组、电池极性反转继电器组的通断。2.如权利要求1所述的一种飞渡电容的采样电路，其特征在于:所述采样继电器组、电池极性反转继电器组、电容前继电器组、电容后继电器组均选用PhotoMOS继电器。3.一种飞渡电容的采样方法，其特征在于:采用如权利要求1或2所述的飞渡电容的采样电路，按以下步骤进行: (1)所述单片机通过译码器控制所述采样继电器组，确保在一个时刻采样继电器只选通唯一的被测电池模块； (2)根据被测电池模块的极性，单片机通过译码器控制电池极性反转继电器组，确保信号调理电路得到待采集的电池模块电压为正值； (3)所述单片机控制所述电容前继电器组闭合，让选通的被测电池模块给所述飞渡电容充电，待充电稳定后断开所述电容前继电器组、采样继电器组和电池极性反转继电器组； (4)所述单片机控制所述电容后继电器组闭合，使飞渡电容上的电压信号经过信号调理电路滤波、放大后输出至ADC转化电路，在ADC转化电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正后输出至所述单片机，单片机得到该被测电池模块的采样电压； (5)所述单片机控制断开电容后继电器组并控制所述控制开关闭合，直至飞渡电容放电完毕； (6)重复上述步骤(I)?(5)，直至所有电池模块的电压采样完成。
【专利摘要】本发明提供了一种飞渡电容的采样电路，包括依次连接的由N个继电器组成的采样继电器组、由四个继电器组成的电池极性反转继电器组、由两个继电器组成的电容前继电器组、飞渡电容、由两个继电器组成的电容后继电器组、信号调理电路、ADC转换电路、单片机和译码器，采样继电器组的输入端通过限流电阻与电池模块相连，译码器分别与所述采样继电器组、电池极性反转继电器组相连，单片机还连接电容前继电器、控制开关和电容后继电器并控制其通断，单片机通过译码器控制采样继电器组、电池极性反转继电器组的通断。还提供一种飞渡电容的采样方法。本发明的采样电路，结构简单，测量精度高、抗干扰性强。
【IPC分类】G01R19/25, G01R31/36
【公开号】CN104898064
【申请号】CN201510237205
【发明人】李旦, 钟发平, 肖海波, 江纬, 左富刚
【申请人】科力远混合动力技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月12日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种飞渡电容的采样电路及采样方法。
【背景技术】
[0002]单体电压是表征电池组中电池单体状态的最重要信息，在充电和放电过程中，将单体电压控制在一个合理的范围内，可以保证电池不被过充过放，是保证电池组使用寿命的重要手段。目前动力汽车中电池包内的电池单体电压采样有分立器件式和专用集成芯片的方式，专用集成芯片的采样方式具有非隔离、电路设计简单、设计门槛低的特点，该方式如若用于一般的低压(低于72V)环境具有一定的优势，如若用于电池电压高(高于200V)的环境下，由于非隔离，高压容易串入电路基板低压系统，轻则导致电路烧毁、系统无法正常工作，重则导致电池起火、爆炸等灾难性事故；而分立器件式的采样方式，虽然具备一定的隔离作用，但是电路设计复杂、使用期间种类繁琐、成本较高、可靠性低，不利于批量使用。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种结构简单、测量精度高、抗干扰性强的飞渡电容的采样电路及采样方法。
[0004]本发明通过以下方案实现:
[0005]一种飞渡电容的采样电路，包括由N个继电器组成的采样继电器组、由四个继电器组成的电池极性反转继电器组、由两个继电器组成的电容前继电器组、飞渡电容、由两个继电器组成的电容后继电器组、信号调理电路、ADC转换电路、单片机和译码器，其中N大于2 ；
[0006]采样继电器组的每个继电器的输入端分别与一个限流电阻连接以实现与(N-1)个电池模块相连；采样继电器组的上输出端与下输出端分别连接两条母线，四条母线的另一端分别连接一个电池极性反转继电器组中的继电器的输入端，电池极性反转继电器组根据其继电器接收的电压极性形成两个输出端，即电池极性反转继电器组中接收的电压极性为正的继电器的输出端汇集形成电池极性反转继电器组的一个输出端，接收的电压极性为负的继电器的输出端汇集形成电池极性反转继电器组的另一个输出端；电容前继电器组的两个继电器的输入端分别与电池极性反转继电器组的两个输出端连接，电容前继电器组的两个继电器的输出端全部连接于飞渡电容，飞渡电容再连接一个控制开关，控制开关再与电容后继电器组的两个继电器的输入端连接，电容后继电器组的两个继电器的输出端均与信号调理电路的输入端相连；
[0007]信号调理电路的输出端与ADC转换电路、单片机和译码器依次相连，译码器分别与采样继电器组、电池极性反转继电器组相连，单片机还分别与电容前继电器组、控制开关和电容后继电器组连接并可控制其通断，单片机通过译码器控制采样继电器组、电池极性反转继电器组的通断，实现在被测电池模块的电压采样期间，只有该被测电池模块与所述母线相连且信号调理电路得到的采集电压为正值，实现轮流对各电池模块电压的采样。
[0008]电池极性反转继电器组，用于保证所述信号调理电路得到待采集的电池模块电压始终为正值；
[0009]飞渡电容，通常采用耐压性能好、热效应好的薄膜电容，耐压值要求在电池额定电压的1.5倍以上且精度为±10%，电容值在0.1-1.0uF之间，飞渡电容用于电压信号的采样保持，接收采样继电器组输出的电压信号，之后经电容后继电器组由信号调理电路接收飞渡电容上的电压信号，并将接收到的电压信号进行滤波、放大；
[0010]控制开关用于控制飞渡电容的放电；
[0011]电容前继电器组用于控制飞渡电容的充电，电容后继电器组用于控制飞渡电容的电压米样。
[0012]通常情况下，所述采样继电器组、电池极性反转继电器组、电容前继电器、电容后继电器均选用PhotoMOS继电器。
[0013]一种飞渡电容的采样方法，采用上述的飞渡电容的采样电路，按以下步骤进行:
[0014](I)所述单片机通过译码器控制所述采样继电器组，确保在一个时刻采样继电器只选通唯一的被测电池模块；
[0015](2)根据被测电池模块的极性，单片机通过译码器控制电池极性反转继电器组，确保信号调理电路得到待采集的电池模块电压为正值；
[0016](3)所述单片机控制所述电容前继电器组闭合，让选通的被测电池模块给所述飞渡电容充电，待充电稳定后断开所述电容前继电器组、采样继电器组和电池极性反转继电器组；
[0017](4)所述单片机控制所述电容后继电器组闭合，使飞渡电容上的电压信号经过信号调理电路滤波、放大后输出至ADC转化电路，在ADC转化电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正后输出至所述单片机，单片机得到该被测电池模块的米样电压；
[0018](5)所述单片机控制断开电容后继电器组并控制所述控制开关闭合，直至飞渡电容放电完毕；
[0019](6)重复上述步骤⑴?(5)，直至所有电池模块的电压采样完成。
[0020]本发明的飞渡电容的采样电路，结构简单、测量精度高，且可适当降低一定成本，通过电池极性反转继电器组来保证信号调理电路获得的电压信号始终为正值，因此只需采用一路ADC转换电路即可处理由信号调理电路输出的电压信号，ADC转换电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正后，输出至单片机内。另外，在飞渡电容与电容后继电器组之间连接一个控制开关，用于控制飞渡电容的放电，可极快地放电完成，因放电速度快时间短，飞渡电容的前后采样不会受到干扰，能更好的保证采样的精度。采用本发明的采样电路实现飞渡电容电压采样的方法，步骤简单，且ADC转换电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正，与传统的标定补偿方法，减少了硬件器件公差、干扰等其他客观上不可避免的因素所带来的测量误差，提高了采样精度。
【附图说明】
[0021]图1:实施例1中飞渡电容的采样电路结构示意图
【具体实施方式】
[0022]以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
[0023]实施例1
[0024]一种飞渡电容的采样电路，如图1所示，包括三个电池模块、四个限流电阻、由四个PhotoMOS继电器组成的采样继电器组、由四个PhotoMOS继电器组成的电池极性反转继电器组、由两个PhotoMOS继电器组成的电容前继电器组、飞渡电容、由两个PhotoMOS继电器组成的电容后继电器组、信号调理电路、ADC转换电路、单片机和译码器、母线a、母线b、母线C、母线d ；
[0025]三个电池模块为Ul、U2和U3，四个限流电阻为Rl、R2、R3和R4，采样继电器组的四个PhotoMOS继电器为S1、S2、S3和S4，电池模块的正负端各依次连接一个限流电阻和一个PhotoMOS继电器，采样继电器组的上输出端A连接母线a和母线d，采样继电器组的下输出端B连接母线b和母线C，以实现分时采样对不同电池模块的通断；
[0026]电池极性反转继电器组的四个PhotoMOS继电器为S5、S6、S7和S8，继电器S5和S6的输入端分别通过母线a、母线b与采样继电器组的输出端相连，继电器S5和S6在采样继电器组的上输出端A电压为正极、下输出端B电压为负极时连通，继电器S7和S8的输入端分别通过母线C、母线d与采样继电器组的输出端相连，继电器S7和S8在采样继电器组的上输出端A电压为负极、下输出端B电压为正极时连通，电池极性反转继电器组用于保证所述信号调理电路得到待采集的电池模块电压始终为正值；电池极性反转继电器组根据其继电器接收的电压极性形成两个输出端，即接收的电压极性为正的继电器S5和S7的输出端汇集形成电池极性反转继电器组的一个输出端D，接收的电压极性为负的继电器S6 和S8的输出端汇集形成电池极性反转继电器组的另一个输出端F ;
[0027]电容前继电器组的两个PhotoMOS继电器S9和SlO的输入端分别与电池极性反转继电器组的两个输出端D、F连接，电容前继电器组的两个PhotoMOS继电器S9和SlO的输出端全部连接于飞渡电容，飞渡电容再连接一个控制开关K，控制开关K再与电容后继电器组的两个PhotoMOS继电器Sll和S12的输入端连接，电容后继电器组的两个PhotoMOS继电器Sll和S12的输出端均与信号调理电路的输入端相连；
[0028]信号调理电路的输出端与ADC转换电路、单片机和译码器依次相连，译码器分别与采样继电器组、电池极性反转继电器组相连，单片机还分别与电容前继电器组、控制开关K和电容后继电器组连接并可控制其通断，单片机通过译码器控制采样继电器组、电池极性反转继电器组的通断，实现在被测电池模块的电压采样期间，只有该被测电池模块与所述母线相连且信号调理电路得到的采集电压为正值，实现轮流对各电池模块电压的采样。
[0029]飞渡电容，通常采用耐压性能好、热效应好的薄膜电容，耐压值要求在电池额定电压的1.5倍以上且精度为±10%，电容值在0.1-1.0uF之间，飞渡电容用于电压信号的采样保持，接收采样继电器组输出的电压信号，之后经电容后继电器组由信号调理电路接收飞渡电容上的电压信号，并将接收到的电压信号进行滤波、放大；
[0030]控制开关K用于控制飞渡电容C的放电；电容前继电器组用于控制飞渡电容C的充电，电容后继电器组用于控制飞渡电容C的电压采样。
[0031]一种飞渡电容的采样方法，采用上述的飞渡电容的采样电路，按以下步骤进行:
[0032](I)单片机通过译码器控制采样继电器组，确保在一个时刻采样继电器只选通唯一的被测电池模块；首先对被测电池模块Ui进行电压采样，单片机控制采样继电器组的继电器S1、S2同时闭合，继电器S3、S4断开；
[0033](2)根据被测电池模块Ul的极性，单片机通过译码器控制电池极性反转继电器组中的继电器S5和S6同时闭合，继电器S7和S8断开，确保信号调理电路得到待采集的电池模块电压为正值；
[0034](3)单片机控制电容前继电器S9、SlO闭合，让选通的被测电池模块Ul给飞渡电容C充电，飞渡电容的电压Vc逐渐增大，待充电经过时间tl使得Vc达到稳定后，飞渡电容C此时的电压即为被测电池模块Ul的电压信号，之后断开电容前继电器S9、S10、采样继电器组的继电器S1、S2和电池极性反转继电器组中的继电器S5、S6 ;
[0035](4)单片机控制电容后继电器Sll、S12闭合，使飞渡电容C上的电压信号经过信号调理电路滤波、放大后输出至ADC转化电路，在ADC转化电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正后输出至单片机，单片机得到该被测电池模块Ul的采样电压，经过时间t2后，完成电池模块Ul的电压采样；
[0036](5)之后，单片机控制断开电容后继电器S11、S12并控制所述控制开关K闭合，经过时间t3后，飞渡电容C放电完毕；
[0037](6)重复上述步骤⑴?(5)，对下一个电池模块U2进行电压采样，首先单片机通过译码器控制采样继电器组的继电器S2、S3同时闭合，继电器S1、S4断开，之后单片机控制电池极性反转继电器S7、S8闭合，继电器S5、S6断开，接着闭合电容前继电器S9、S10，待经过时间tl飞渡电容C充电稳定后，断开电容前继电器S9、S10并闭合电容后继电器S11、S12，经过时间t2后完成电池模块U2的电压采样，此时断开电容后继电器Sll、S12并闭合控制开关K，经过时间t3后，飞渡电容C放电完毕。如此循环，直至所有电池模块的电压采样完成。
[0038]实施例2
[0039]一种飞渡电容的采样电路，其电路结构同实施例1的飞渡电容的采样电路相类似，其不同之处在于:电池模块数量为六个，采样继电器组的继电器数量为七个。
【主权项】
1.一种飞渡电容的采样电路，其特征在于:包括由N个继电器组成的采样继电器组、由四个继电器组成的电池极性反转继电器组、由两个继电器组成的电容前继电器组、飞渡电容、由两个继电器组成的电容后继电器组、信号调理电路、ADC转换电路、单片机和译码器，其中N大于2 ; 采样继电器组的每个继电器的输入端分别与一个限流电阻连接以实现与(N-1)个电池模块相连；采样继电器组的上输出端与下输出端分别连接两条母线，四条母线的另一端分别连接一个电池极性反转继电器组中的继电器的输入端，电池极性反转继电器组根据其继电器接收的电压极性形成两个输出端，电容前继电器组的两个继电器的输入端分别与电池极性反转继电器组的两个输出端连接，电容前继电器组的两个继电器的输出端全部连接于飞渡电容，飞渡电容再连接一个控制开关，控制开关再与电容后继电器组的两个继电器的输入端连接，电容后继电器组的两个继电器的输出端均与信号调理电路的输入端相连； 信号调理电路的输出端与ADC转换电路、单片机和译码器依次相连，译码器分别与采样继电器组、电池极性反转继电器组相连，单片机还分别与电容前继电器组、控制开关和电容后继电器组连接并可控制其通断，单片机通过译码器控制采样继电器组、电池极性反转继电器组的通断。2.如权利要求1所述的一种飞渡电容的采样电路，其特征在于:所述采样继电器组、电池极性反转继电器组、电容前继电器组、电容后继电器组均选用PhotoMOS继电器。3.一种飞渡电容的采样方法，其特征在于:采用如权利要求1或2所述的飞渡电容的采样电路，按以下步骤进行: (1)所述单片机通过译码器控制所述采样继电器组，确保在一个时刻采样继电器只选通唯一的被测电池模块； (2)根据被测电池模块的极性，单片机通过译码器控制电池极性反转继电器组，确保信号调理电路得到待采集的电池模块电压为正值； (3)所述单片机控制所述电容前继电器组闭合，让选通的被测电池模块给所述飞渡电容充电，待充电稳定后断开所述电容前继电器组、采样继电器组和电池极性反转继电器组； (4)所述单片机控制所述电容后继电器组闭合，使飞渡电容上的电压信号经过信号调理电路滤波、放大后输出至ADC转化电路，在ADC转化电路中将电压信号转化成数字，采用最小二乘法进行曲线拟合并修正后输出至所述单片机，单片机得到该被测电池模块的采样电压； (5)所述单片机控制断开电容后继电器组并控制所述控制开关闭合，直至飞渡电容放电完毕； (6)重复上述步骤(I)?(5)，直至所有电池模块的电压采样完成。
【专利摘要】本发明提供了一种飞渡电容的采样电路，包括依次连接的由N个继电器组成的采样继电器组、由四个继电器组成的电池极性反转继电器组、由两个继电器组成的电容前继电器组、飞渡电容、由两个继电器组成的电容后继电器组、信号调理电路、ADC转换电路、单片机和译码器，采样继电器组的输入端通过限流电阻与电池模块相连，译码器分别与所述采样继电器组、电池极性反转继电器组相连，单片机还连接电容前继电器、控制开关和电容后继电器并控制其通断，单片机通过译码器控制采样继电器组、电池极性反转继电器组的通断。还提供一种飞渡电容的采样方法。本发明的采样电路，结构简单，测量精度高、抗干扰性强。
【IPC分类】G01R19/25, G01R31/36
【公开号】CN104898064
【申请号】CN201510237205
【发明人】李旦, 钟发平, 肖海波, 江纬, 左富刚
【申请人】科力远混合动力技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月12日
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