【技术实现步骤摘要】
本技术属于电源，尤其涉及一种均衡采集模块。
技术介绍
1、单体电池容量小，两端电压低，实际应用系统如电动汽车、储能电站等都需要采用多块电池进行串、并联后组成高压系统才能应用。而单体电池的非线性，一致性差异以及安全使用范围等非理想因数，使得电池系统需要维护和实时管理。电池维护和管理的目的是保持所有单体电池的soc一致，保证电池都在安全范围内工作，避免出现过放电、过充、过流、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。电池充放电的可接受电流与soc、soh和温度相关，为了提升电池功率，延长寿命，提高安全性能，bms需要实时采集计算电池的电压、温度、soc和soh等数据，并进行均衡管理。
2、现有技术方案参见图1所示，各个电池组都配备一个从控，采集电池电压、温度并进行均衡管理，系统用一个主控10收集各从控30采样的数据，进行soc、soh、均衡等各种算法计算，并对主回路进行充放电管理、热管理等。主控10和从控30之间用can总线通信，各个从控30通过辅助电源进行能量交换实现电池均衡功能。
3、从控30包括afe对电池电压进行采集；afe通过gpio(兼具adc功能)对电池温度进行采集，由于afe的gpio数量有限，通过模拟开关扩展通道数；mcu通过隔离芯片u1与afe通信；mcu通过隔离芯片u2控制开关矩阵的开闭；mcu通过2个使能脚控制均衡电路(双向dc/dc)的充放电状态与辅助电源交换能量；mcu通过can总线与其他从控和主控通信；dc/dc从辅助电源取电，稳压后给mcu供电
4、现有技术至少存在缺点：
5、1)每个从控都需要有mcu，有dc/dc电源给mcu供电，有can隔离和收发器，成本高，系统复杂；
6、2)afe和开关矩阵都在电池系统的高压侧，mcu在辅助电源的低压侧，u1、u2两个隔离芯片需要高隔离电压，成本高，特别是目前行业趋势，电池系统的电压越来越高，隔离芯片的耐压难以满足需求，难以选择且成本高昂；
7、3)开关矩阵的支路数为电池串数+1，数量大，需要多个隔离芯片，成本高；
8、4)软件升级时，每个从控都要升级，现场操作麻烦，效率低下；
9、5)一个mcu管理多个afe时，mcu的io口资源不够，且修改afe个数时，整个系统要重新修改，不通用，开发工作量大；
10、6)can通信为异步通信，各个从控之间在时间定时上有差异，难以处理有时序要求的高级算法。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种均衡采集模块，包括afe、io扩展器、模拟开关、隔离驱动、开关矩阵、均衡电路和隔离电源，其中，
2、所述afe通过脉冲变压器，与上下级模块组成菊花链结构通信；
3、所述io扩展器与afe连接，对afe进行io口数量通信扩展；
4、所述模拟开关与io扩展器连接，通过模拟开关扩展模拟通道数，实现对多路模拟量输入；
5、所述隔离驱动设置在io扩展器与开关矩阵之间，afe依次经过io扩展器和隔离驱动控制开关矩阵；
6、所述均衡电路由io扩展器通过2个使能脚控制充放电工作状态；
7、所述隔离电源对隔离驱动供电。
8、优选地，所述io扩展器与afe通过i2c或spi方式进行通信。
9、优选地，所述均衡电路采用隔离拓扑结构的双向dcdc电路。
10、优选地，所述均衡电路采用非隔离拓扑结构的双向dcdc电路。
11、优选地，所述隔离驱动采用光耦。
12、优选地，所述隔离驱动采用数字隔离芯片。
13、优选地，所述隔离驱动采用驱动变压器。
14、优选地，所述隔离电源从均衡母线取电。
15、优选地，所述隔离电源从电池组取电。
16、优选地，所述隔离电源从均衡电路的辅助绕组取电。
17、与现有技术相比较，本技术至少具备以下有益效果：
18、1.从控缩减到均衡采集模块，没有mcu、dc/dc电源、can通信及其线束，没有高低压之间的高耐压隔离芯片需求，大大降低成本和体积；
19、2.开关矩阵的驱动虽然还需要隔离，但是因为io扩展芯片本身就在高压侧，隔离耐压要求大大降低，降低成本和体积；
20、3.均衡采集模块内部都是高压侧，可以解决隔离芯片耐压限制电池系统继续往高压发展的瓶颈；均衡采集模块之间的菊花链通信，由于都是连接在相邻的电池组之间，也无需高隔离耐压；
21、4.只有主控有软件，均衡采集模块没有软件，大大减少软件的开发工作量和现场升级维护工作量；
22、5.电池串联的数量修改时，无需修改均衡采集模块，只要适当增加模块数量即可，设计无需修改；
23、6.菊花链通信为同步通信，各个模块之间的延时可以忽略，数据采集的同步性好，可以进行有时序要求的高级算法。
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1.一种均衡采集模块，其特征在于，包括AFE、IO扩展器、模拟开关、隔离驱动、开关矩阵、均衡电路和隔离电源，其中：
2.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述IO扩展器与AFE通过I2C或SPI方式进行通信。
3.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述均衡电路采用隔离拓扑结构的双向DCDC电路。
4.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述均衡电路采用非隔离拓扑结构的双向DCDC电路。
5.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述隔离驱动采用光耦。
6.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述隔离驱动采用数字隔离芯片。
7.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述隔离驱动采用驱动变压器。
8.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述隔离电源从均衡母线取电。
9.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述隔离电源从电池组取电。
10.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述隔离电源从均
...【技术特征摘要】
1.一种均衡采集模块，其特征在于，包括afe、io扩展器、模拟开关、隔离驱动、开关矩阵、均衡电路和隔离电源，其中：
2.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述io扩展器与afe通过i2c或spi方式进行通信。
3.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述均衡电路采用隔离拓扑结构的双向dcdc电路。
4.根据权利要求1所述的均衡采集模块，其特征在于，所述均衡电路采用非隔离拓扑结构的双向dcdc电路。
5.根据权利要求1所述的均衡采集模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：奚淡基，黎夏，徐海明，汪耿耿，
申请(专利权)人：杭州衡驰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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