三段式双隔离电压采样方法及储能BMS装置制造方法及图纸

本公开涉及储能BMS技术领域，尤其涉及一种三段式双隔离电压采样方法及储能BMS装置，该装置包括依次连接的一级分压电路、二级分压电路、模拟信号隔离电路、ADC采样芯片、磁隔离芯片和处理芯片，一级分压电路对电池簇总电压进行分压获得第一中间电压；二级分压电路对第一中间电压进行分压获得第二中间电压；模拟信号隔离电路对第二中间电压进行隔离处理获得第一隔离电压；ADC采样芯片基于第一隔离电压获得采样电压；磁隔离芯片对采样电压进行隔离处理获得第二隔离电压；处理芯片基于第二隔离电压计算得到电池簇总电压，利用本公开的装置，能够提高电池簇总电压的采样精度和安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
三段式双隔离电压采样方法及储能BMS装置


[0001]本公开涉及储能BMS
，尤其涉及一种三段式双隔离电压采样方法及储能BMS装置。

技术介绍

[0002]当前储能系统由多个电池簇组成，单个电池簇由多个电池串联组成，电池簇中配置有储能BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)装置，储能BMS装置用以检测单体电芯和整簇电池的总电压、电流、温度等数据，同时进行SOC(State Of Charge,电池剩余电量百分比)、SOH(State Of Health，电池健康度)、充放电量等关键参数的计算，并根据检测和计算结果进行电池簇的充放电控制、保护、告警等工作。随着储能系统的发展，为了进一步提高储能系统的转换效率，电池簇的电池串联数量越来多，整个电池簇的总电压等级也越来越高，目前已由1000V提高到1500V等级。
[0003]当前储能BMS装置中配置有电池簇总电压检测电路，储能BMS装置检测总电压后用以估算电池簇SOC、SOH、充放电量，并根据检测和计算结果进行充放电管理、保护、告警等。当前储能BMS装置的电池簇总电压检测电路主要采用一级电阻分压形式，通过分压电阻将电池簇直流高电压转换成储能BMS装置中处理芯片例如MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)可接受的直流低电压模拟信号接入到处理芯片的ADC引脚，处理芯片通过内部ADC对直流电压模拟进行数字信号转换。
[0004]然而随着电池簇总电压由1000V等级提高到1500V等级，对于MCU的ADC增加了500V的采样量程，电池簇总电压的采样精度则对应的降低，采样精度的降低对于电池簇SOC、SOH、充放电量等关键参数的估算造成了很大的误差，以至于造成充放电管理策略运行不准确、故障保护及告警误动作或不动作等问题发生。
[0005]同时，当前储能BMS装置对于电池簇总电压的检测电路中，通过电阻对电池簇总电压进行分压后直接将分压后的低电压信号接入到储能BMS装置的处理芯片的引脚，当电池簇被其他设备干扰或有冲击信号产生时，干扰信号和冲击信号则会直接施加到处理芯片的引脚，以至于造成处理芯片的损坏。

技术实现思路

[0006]本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本公开的第一个目的在于提出一种三段式双隔离电压采样储能BMS装置，以解决现有技术中电池簇总电压的采样精度不高以及装置安全性不高的问题。
[0007]本公开的第二个目的在于提出一种三段式双隔离电压采样方法。
[0008]为了实现上述目的，本公开第一方面实施例提供了一种三段式双隔离电压采样储能BMS装置，包括：依次连接的一级分压电路、二级分压电路、模拟信号隔离电路、ADC采样芯片、磁隔离芯片和处理芯片，其中，
[0009]所述一级分压电路与电池簇连接，所述一级分压电路，用于对电池簇总电压进行
分压获得第一中间电压；
[0010]所述二级分压电路，用于对所述第一中间电压进行分压获得第二中间电压；
[0011]所述模拟信号隔离电路，用于对所述第二中间电压进行隔离处理获得第一隔离电压；
[0012]所述ADC采样芯片，用于基于所述第一隔离电压获得采样电压；
[0013]所述磁隔离芯片，用于对所述采样电压进行隔离处理获得第二隔离电压；
[0014]所述处理芯片，用于基于所述第二隔离电压计算得到所述电池簇总电压。
[0015]在本公开的一个实施例中，所述一级分压电路与所述电池簇并联，所述一级分压电路由第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻串联形成。
[0016]在本公开的一个实施例中，所述二级分压电路包括依次串联的第四分压电阻、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻、第八分压电阻和第九分压电阻，所述第四分压电阻和所述第五分压电阻与所述第一分压电阻并联，所述第六分压电阻和所述第七分压电阻与所述第二分压电阻并联，所述第八分压电阻和所述第九分压电阻与所述第三分压电阻并联。
[0017]在本公开的一个实施例中，所述模拟信号隔离电路包括第一模拟隔离器、第二模拟隔离器、第三模拟隔离器，所述第四分压电阻两端连接所述第一模拟隔离器，所述第六分压电阻两端连接所述第二模拟隔离器，所述第八分压电阻两端连接所述第三模拟隔离器。
[0018]在本公开的一个实施例中，所述处理芯片，用于：基于所述第二隔离电压计算得到所述第二中间电压，基于所述第二中间电压计算得到所述第一中间电压，基于所述第一中间电压计算得到所述电池簇总电压。
[0019]在本公开的一个实施例中，所述第一模拟隔离器、所述第二模拟隔离器、所述第三模拟隔离器的型号均为TE6664N。
[0020]在本公开的一个实施例中，所述ADC采样芯片的型号为ADCS8162、所述磁隔离芯片的型号为BLD7741。
[0021]在本公开的一个实施例中，所述处理芯片采用型号为GD32F407的MCU芯片。
[0022]为了实现上述目的，本公开第二方面实施例提供了一种三段式双隔离电压采样方法，三段式双隔离电压采样方法利用上述任意实施例中的三段式双隔离电压采样储能BMS装置实现，包括：
[0023]对电池簇总电压进行分压获得第一中间电压；
[0024]对所述第一中间电压进行分压获得第二中间电压；
[0025]将所述第二中间电压输入模拟信号隔离电路进行隔离获得第一隔离电压；
[0026]对所述第一隔离电压进行ADC采样获得采样电压；
[0027]将所述采样电压输入磁隔离芯片进行隔离获得第二隔离电压；
[0028]基于所述第二隔离电压计算得到所述电池簇总电压。
[0029]在本公开的一个实施例中，所述基于所述第二隔离电压计算得到所述电池簇总电压，包括：基于第二隔离电压计算得到所述第二中间电压，基于所述第二中间电压计算得到所述第一中间电压，基于所述第一中间电压计算得到所述电池簇总电压。
[0030]在本公开一个或多个实施例中，利用依次连接的一级分压电路、二级分压电路、模拟信号隔离电路、ADC采样芯片、磁隔离芯片和处理芯片，一级分压电路对电池簇总电压进
行分压获得第一中间电压；二级分压电路对第一中间电压进行分压获得第二中间电压；模拟信号隔离电路对第二中间电压进行隔离处理获得第一隔离电压；ADC采样芯片基于第一隔离电压获得采样电压；磁隔离芯片对采样电压进行隔离处理获得第二隔离电压；处理芯片基于第二隔离电压计算得到电池簇总电压，在这种情况下，利用一级分压电路、二级分压电路对电池簇总电压进行分段采样提高了电池簇总电压的采样精度，另外通过模拟信号隔离电路、磁隔离芯片进行两级隔离处理，提高了储能BMS装置的安全性。
[0031]本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
[0032]本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三段式双隔离电压采样储能BMS装置，其特征在于，包括依次连接的一级分压电路、二级分压电路、模拟信号隔离电路、ADC采样芯片、磁隔离芯片和处理芯片，其中，所述一级分压电路与电池簇连接，所述一级分压电路，用于对电池簇总电压进行分压获得第一中间电压；所述二级分压电路，用于对所述第一中间电压进行分压获得第二中间电压；所述模拟信号隔离电路，用于对所述第二中间电压进行隔离处理获得第一隔离电压；所述ADC采样芯片，用于基于所述第一隔离电压获得采样电压；所述磁隔离芯片，用于对所述采样电压进行隔离处理获得第二隔离电压；所述处理芯片，用于基于所述第二隔离电压计算得到所述电池簇总电压。2.如权利要求1所述的三段式双隔离电压采样储能BMS装置，其特征在于，所述一级分压电路与所述电池簇并联，所述一级分压电路由第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻串联形成。3.如权利要求2所述的三段式双隔离电压采样储能BMS装置，其特征在于，所述二级分压电路包括依次串联的第四分压电阻、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻、第八分压电阻和第九分压电阻，所述第四分压电阻和所述第五分压电阻与所述第一分压电阻并联，所述第六分压电阻和所述第七分压电阻与所述第二分压电阻并联，所述第八分压电阻和所述第九分压电阻与所述第三分压电阻并联。4.如权利要求3所述的三段式双隔离电压采样储能BMS装置，其特征在于：所述模拟信号隔离电路包括第一模拟隔离器、第二模拟隔离器、第三模拟隔离器，所述第四分压电阻两端连接所述第一模拟隔离器，所述第六分压电阻两端连接所述第二模拟隔离器，所述第八分压电阻两端连接所述第三模拟隔离器。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋吉硕，刘明义，王鹏程，王成瑞，李作才，吴国栋，裴杰，曹曦，曹传钊，王宁，雷浩东，颜云岭，韦宇，陈文博，
申请(专利权)人：华能泰山新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：