电动车辆动力电池组电压采集电路设计

电池管理系统电压采样电路的设计与研究倪红军;陈祥;朱建新;吕帅帅;储爱华【摘要】As the power battery is taken as the whole or partial power source of the hybrid electric vehicle(HEV),real-time acquirement and monitoring of the single-cell voltage have great significance. A voltage sampling circuit of battery manage-ment system(BMS)was designed. The voltage sampling principle is analyzed. The battery box is used to simulate the single-cell voltage. The program is compiled to control the voltage sampling of the single module. The voltage sampling accuracy is com-pared at different voltages. The test results show that the voltage sampling accuracy of the circuit is high,and the circuit can meet the design requirements of voltage sampling.%动力电池作为混合动力汽车的全部或部分动力源,对动力电池单体电压的实时采集、监控具有重要意义.设计一种电池管理系统(BMS)电压采样电路,分析电压采样原理,通过电池箱模拟单体电池电压,编写软件控制单个模块电压采样,比较不同电压下的电压采样精度.测试结果表明,电压采样精度较高,满足电压采样设计要求.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)010【总页数】3页(P158-160)【关键词】混合动力汽车;电池管理系统;单体电压;电压采样【作者】倪红军;陈祥;朱建新;吕帅帅;储爱华【作者单位】南通大学机械工程学院,江苏南通 226019;南通大学机械工程学院,江苏南通 226019;科力远混合动力技术有限公司,上海 200240;南通大学机械工程学院,江苏南通 226019;南通大学机械工程学院,江苏南通 226019;科力远混合动力技术有限公司,上海 200240【正文语种】中文【中图分类】TN710.4-34动力电池是混合动力汽车上不可或缺的动力源，动力电池主要用于汽车制动能量的回收与利用，以提高混合动力汽车工作时的能量效率，降低污染等。

一种电池管理系统电压采集电路的优化设计电池管理系统的电压采集电路是电池管理系统中非常重要的一环，主要作用是对电池的电压进行采集并转换成数字信号，通过数字信号的处理来实现对电池状态的监测和管理。

因此，电压采集电路的优化设计对于提高电池管理系统的性能和准确性至关重要。

首先，电压采集电路的设计应考虑到电路的高精度、高灵敏度和抗干扰能力。

在采集电路中加入滤波器，控制电磁干扰和噪声的干扰可以有效地提高电路的稳定性和精度。

此外，可通过增加前置放大器等器件来增加电路的灵敏度，提高电路的精度和灵敏度。

其次，为了保证电路的可靠性，应考虑电路的安全性和可靠性。

对于无源元器件的选择、封装和焊接应严格按照要求进行。

在电路布局方面，应采用尽可能简洁的布局方式，将电路元件尽可能远离电磁干扰源，保证电路的稳定性和可靠性。

最后，为了方便整个系统的控制和管理，电压采集电路的设计应考虑到其与整个电池管理系统的连接与通讯。

采用常见的串口通讯协议如SPI、IIC等通讯协议进行数据传输，方便与其他子系统之间的信息交互。

总之，电池管理系统电压采集电路的优化设计需要全面考虑到电路的精度、灵敏度、抗干扰能力、安全性和可靠性等要素，设计出稳定可靠、性能优良的电路，保证了系统的性能和准确性。

除了上述提到的电路设计要素，电池管理系统电压采集电路的优化设计还应考虑到以下方面：一、选择合适的集成电路当前市场上常见的电池管理系统电压采集电路集成电路有MAX17048、LTC299/LTC2945、TMP235等。

在选用时应综合考虑采集精度、价格、功耗和通讯接口等因素，选择最适合自己系统的集成电路。

二、电路校准电压采集电路在使用过程中难免会出现偏差，因此需要对电路进行校准。

校准可以采用温度矫正、全电路偏移量调整等方法。

校准过程需要在实验室条件下进行，准确性要求高，建议定期进行。

三、环境适应性电池管理系统电压采集电路应能适应各种恶劣的工作环境。

如低温、高温、高湿、强电磁干扰等。

电动汽车动力锂电池组电源管理系统设计张辉;李艳东;李建军;赵丽娜【摘要】电动汽车的快速发展,对于动力锂电池进行管理是必不可少的.在电池进行充电时,对电池状态的监控及均衡充电可很好地保护电池的寿命和安全.在需要对大量电池进行管理时,可以通过CAN通信将需要监控的电池进行统一管理.为了更好的管理电池,采用了液晶显示器和上位机对电池进行监控.当电池充电发生故障或者电池充满时,通过电压组的均衡来保护电池组,并发出相应的提示信号.在控制设计方面,主控制处理器采用的是DSP处理器,芯片采用的是C语言编程,通信方式运用了SCI、SPI、CAN等传输形式.上位机是在LabVIEW开发平台上进行设计.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)007【总页数】5页(P1407-1411)【关键词】DSP;电池管理;上位机;CAN总线【作者】张辉;李艳东;李建军;赵丽娜【作者单位】齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔大学理学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006【正文语种】中文【中图分类】TM912为了缓解全国环境污染问题，纯电动汽车得到了快速的发展。

而纯电动汽车发展的瓶颈之一却又在动力蓄电池方面，这给纯电动汽车在续航、动力和安全方面带来了很多麻烦，在蓄电池技术没有很大改进的前提下，对纯电动汽车提升性能方面目前最有效的方法是对电池的管理，使其在电池寿命、安全、续航等方面得到很大的改善，所以说一个好的电池管理方案对纯电动汽车是至关重要的[1]。

人们很早就对电池的管理开始进行了研究，并且取得了很大的成就。

早在1997年日本青森工业研究中心就开始对BMS的实际应用进行研究，美国Villanova大学和USNanocorp公司已经合作多年对各种类型的电池SOC进行基于模糊逻辑的预测，丰田、本田及通用汽车公司等都把BMS纳入技术开发重点[2-3]。

电池管理系统电压采样电路的设计与研究作者：倪红军陈祥朱建新吕帅帅储爱华来源：《现代电子技术》2017年第10期摘要：动力电池作为混合动力汽车的全部或部分动力源，对动力电池单体电压的实时采集、监控具有重要意义。

设计一种电池管理系统（BMS）电压采样电路，分析电压采样原理，通过电池箱模拟单体电池电压，编写软件控制单个模块电压采样，比较不同电压下的电压采样精度。

测试结果表明，电压采样精度较高，满足电压采样设计要求。

关键词：混合动力汽车；电池管理系统；单体电压；电压采样中图分类号： TN710.4⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2017）10⁃0158⁃03Abstract： As the power battery is taken as the whole or partial power source of the hybrid electric vehicle （HEV）， real⁃time acquirement and monitoring of the single⁃cell voltage have great significance. A voltage sampling circuit of battery management system （BMS） was designed. The voltage sampling principle is analyzed. The battery box is used to simulate the single⁃cell voltage. The program is compiled to control the voltage sampling of the single module. The voltage sampling accuracy is compared at different voltages. The test results show that the voltage sampling accuracy of the circuit is high， and the circuit can meet the design requirements of voltage sampling.Keywords： hybrid power automobile； battery management system； single⁃cell voltage；voltage sampling动力电池是混合动力汽车上不可或缺的动力源，动力电池主要用于汽车制动能量的回收与利用，以提高混合动力汽车工作时的能量效率，降低污染等。

动力电池电芯的电压采样原理
动力电池电芯的电压采样原理主要基于高压采样电路的设计。

高压采样电路的主要功能是对电池系统中的电压进行高精度的采集和监测，以确保整个电池系统的正常运行。

高压采样电路的设计涉及到多个方面，包括电压分压精度、抗干扰能力以及隔离效果等。

在采样过程中，首先通过高压分压原理，利用串联电阻将高压电路分压到合适的范围。

接着，通过运算放大电路将分压后的电压信号放大，然后输出到AD转换器进行数字信号转换，最终得到高精度的电压采样结果。

为了提高采样电路的抗干扰能力，通常会增加抗干扰器件，以降低电路噪声和干扰。

同时，采样电路与电池系统之间需要建立完全隔离的电路连接，以确保采样电路的安全性和稳定性。

这通常通过使用隔离放大器来实现。

此外，电芯电压采样也涉及到电压传感器的选择，需要选择具有高精度、高稳定性、低噪声和低失真的电压传感器，以保证采样结果的准确性和可靠性。

总的来说，动力电池电芯的电压采样原理是通过高压采样电路对电池系统中的电压进行高精度的采集和监测，同时考虑到抗干扰能力和隔离效果，以确保采样结果的准确性和稳定性。

动力电池电芯的电压采样原理
《动力电池电芯的电压采样原理》
动力电池电芯的电压采样是指对电池电芯的电压进行采样和监测的过程。

电压采样原理是通过测量电池电芯的电压来获取电池的状态信息，从而为电池管理系统提供必要的数据支持。

动力电池电芯的电压采样原理主要基于电压测量电路。

电池电芯的电压测量电路一般由电压测量集成电路、电压分压电路、A/D转换器和微控制器组成。

电压测量集成电路用于对电池电芯
的电压进行测量，电压分压电路用于将高电压分压成适合A/D转换器输入的低电压信号，A/D
转换器用于将模拟电压信号转换成数字信号，微控制器则用于采集和处理电池电芯的电压信息。

在电池管理系统中，电压采样原理通过对电池电芯的电压进行周期性采样，获得电池电芯的实时电压值。

通过对电池电芯的电压进行实时监测和采样，可以获取电池的工作状态和性能参数，从而实现对电池的有效管理和保护。

电压采样原理对于动力电池的安全性和可靠性具有重要意义。

通过对电池电芯的电压进行实时监测和采样，可以及时发现电池的异常情况，如过压、欠压等，从而采取相应的措施进行处理，确保电池的安全运行。

同时，电压采样还可以为电池的SOC和SOH等状态参数提供准确的数
据支持，为电池管理系统提供科学的决策依据。

综上所述，电压采样原理是动力电池电芯管理的基础，通过对电池电芯的电压进行实时监测和采样，可以获得电池的状态信息，为电池管理系统提供必要的数据支持，从而实现对动力电池的有效管理和保护。

DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.06.018基于FSEC电动赛车电池模组采集板的设计邱晗斌，田甜，左佑，李康伟（广州城市理工学院汽车与交通工程学院，广东广州510800）摘要：基于中国大学生电动方程式汽车大赛（FSEC）电动赛车动力电池包的电池管理系统，设计了一款电池模组采集板，可以对动力电池的温度、电压等进行监测，且采集板每根铜导线上都有保险丝进行限流保护，一旦动力电池采集温度电压的电路出现短路情况就能立即切断连接，降低动力电池的危险性，在成本和抗振效果上也具有绝对优势。

同时，可以将采集板与各汽车制造企业的电池管理系统采集板相连接，能够显著减小模组质量与体积，且能精准采集到动力电池的电压、温度等，并与电池管理系统进行数据传输处理。

关键词：FSEC；电池模组；采集板；电池管理系统中图分类号：TP274 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）06-0065-04随着国家对电动汽车的大力推广和普及，动力电池的发展也如火如荼。

近年来，常有电动汽车安全事故的发生，引起各方关注[1]。

动力电池作为电动汽车的核心储能装置，其安全运作能为电动汽车提供安全行驶环境，保障驾驶人员的生命安全[2]，为此锂电池组数据的采集和分析能力可为汽车电池开发小组及相关整车部门对电池组的开发和升级提供强有力的数据支持[3]。

为了准确采集到电动汽车所需的电压与温度，需要设计PCB（印制线路板）进行采集任务。

本项目设计的PCB板可用于代替采集线束连接，对动力电池的温度、电压等进行监测，对比市场产品，具有生产效率高、设计成本低等特点，PCB板上的每根铜导线上都有保险丝进行限流保护，一旦出现动力电池电压采集回路短路等情况，回路中的保险丝都能做到立即切断回路，有效降低动力电池起火或爆炸等现象的发生率[4]。

由于动力电池温度、电压的采集使用的是PCB板进行连接，动力电池的电压、温度采集板变成一块“硬板”，只需把“硬板”放在动力电池的极耳或整体电芯上，再打上螺丝或通过其他方法进行固定后，即可完成动力电池模组采集模块的生产，也可以直接由程序编程后的机器手来进行生产，实现动力电池模组的全自动化生产。

电动汽车电池管理系统的多路电压采集电路设计摘要：本文介绍了电动汽车电池管理系统中多路电压采集电路设计的关键要点。

设计目标包括精确度和稳定性要求、抗干扰和抗高温能力、低功耗和小尺寸设计。

在电路拓扑选择中，单端输入和差分输入是两种常见选择。

多通道切换电路用于实现多个电压信号的切换和选择。

电路参数计算涉及放大器增益、带宽和滤波器设计。

电路布局中的关键措施包括电源隔离和抗干扰措施、线路长度匹配和阻抗控制。

通过综合考虑这些要点，可以设计出高性能和可靠的多路电压采集电路。

关键词：电动汽车；电池管理系统；多路电压采集电路；设计引言：随着电动汽车技术的快速发展，电池管理系统的重要性日益突显。

在这一系统中，多路电压采集电路的设计至关重要。

电路的精确度、稳定性和抗干扰能力直接影响到电池状态的监测和管理准确性。

同时，低功耗和小尺寸设计能够提高整体系统的效能和可扩展性。

本文旨在探讨多路电压采集电路的设计目标，包括电路拓扑选择、电路参数计算以及电路布局中的关键措施。

通过优化设计，我们可以实现高性能、可靠的电动汽车电池管理系统，推动电动汽车行业的进一步发展。

一、多路电压采集电路设计目标1.精确度和稳定性要求在电动汽车电池管理系统中，多路电压采集电路的设计目标之一是确保高精度和稳定性。

精确度要求电压采集的误差尽可能小，以准确监测电池状态。

稳定性要求电路对温度、噪声和干扰具有较好的抗扰能力，确保采集数据的一致性和可靠性。

通过选择合适的放大器增益、滤波电路和精密元件，以及采取温度补偿和防干扰措施，能够满足电压采集电路的精确度和稳定性要求，提高电池管理系统的性能和可靠性。

2.抗干扰和抗高温能力多路电压采集电路在电动汽车电池管理系统中还需要具备良好的抗干扰和抗高温能力。

由于电动汽车工作环境的复杂性，电路需要能够有效抵御来自电磁辐射、电源波动和其他噪声源的干扰。

此外，高温环境对电路元件和电子器件可能造成损坏或性能下降，因此电路需要具备抗高温能力。

专利名称：一种电动汽车电池电压采集电路专利类型：实用新型专利
发明人：刘飞,阮旭松,张寿励,刘震
申请号：CN201120362823.0
申请日：20110926
公开号：CN202210120U
公开日：
20120502
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种电动汽车电池电压采集电路，该电路包括通过导线连接于各电池组负极端的负极采集端以及连接于各电池组总正的正极采集端，两采集端通过AD芯片与电动汽车电池管理系统连接。

其中，负极采集端为具有圆孔的金属接头，圆孔稳定套于电池组负极上。

导线表面设置有双层铁氟龙层。

本电压采集电路专为电动汽车设计，采用电池组负极均设置电压采集端以及专用AD芯片方式进行电压测量，并采用了浮地电压检测电路方式，有效地解决了共地的问题，避免了累积误差，同时对不同温度下的漂移误差进行修正，使得电压检测的精度达到0.5%，检测每个单体电池时间＜
100ms，数据检测精度高、时间短、安裝维护方便等特点。

申请人：惠州市亿能电子有限公司
地址：516006 广东省惠州市仲恺高新技术开发区16号区
国籍：CN
代理机构：广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：任海燕
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专利名称：一种电动汽车电池的电压采集电路
专利类型：实用新型专利
发明人：黎杰,张南峰,于善虎,王欢,叶鸣,李星驰,蒋邵衡,陈龙凤,朱志成,付伟,郑天华,卢仲康
申请号：CN201520187938.9
申请日：20150331
公开号：CN204556799U
公开日：
20150812
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种电动汽车电池的电压采集电路，涉及新能源汽车技术领域，其结构包括可控选通电路和控制信号发生电路，可控选通电路设有多个输入端和两个输出端，相邻的两个输入端分别接于一节电池的正极和负极用于测该节电池两端的电压，可控选通电路设有数量至少与电池节数相同的受控端，控制信号发生电路设有数量至少与可控选通电路的受控端的数量相同的控制端，控制信号发生电路的控制端分别与可控选通电路的受控端一对一连接；可控选通电路的每个受控端均接于一个开关电路，每个开关电路均与一节电池串接，开关电路导通则可控选通电路的两个输出端输出与该开关电路串接的电池两端的电压；控制信号发生电路发出控制信号控制开关电路择一导通。

申请人：广州华工机动车检测技术有限公司,中华人民共和国广州出入境检验检疫局
地址：510640 广东省广州市天河区五山华南理工大学内
国籍：CN
代理机构：东莞市华南专利商标事务所有限公司
代理人：刘克宽
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