本发明涉及电动汽车电池管理系统技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车电池管理系统的高压检测电路。
背景技术：
近年来，电动汽车作为新能源领域的重要组成部分得到了快速发展，电池包是电动汽车的重要部件。电动汽车的电池管理系统需要对汽车电池包进行电压检测，例如会有如下多路电压需要检测：pack正负两端电压，link正负两端电压，dccharge正负两端电压。电池包的电压通常高达1000vdc，被检测电压经过分压电阻，以及跟随器等前端处理电路，进入a/d转换模块，a/d转换模块与mcu通过数字信号进行通信，由于检测电路与电池包直接连接，属于高压电路，需要与低压电路即mcu控制电路进行隔离，包括电源，控制信号，通信信号的隔离，隔离等级取决于电池包电压等级，一般采用光耦隔离。
现有技术中电动汽车电池管理系统的高压检测电路的框图如图一所示，该电路能检测三路待检测电压(hv1,hv2,hv3)。对应的每一路待检测电压，需要设置对应的采样电路(u10、u20、u30)，ad转换模块(u12、u22、u32)、光耦(u11、u21、u31)以及供电、外围电路等(图中未示出)。由于电池包电压高达1000vdc，这就说明对光耦耐压要求很高，此类光耦价格昂贵，而且每一路高压检测都需要用到采样电路、ad转换模块、光耦，不仅元器件的成本昂贵、电路复杂，pcb板面积也需要做得很大，难以满足客户的价格和尺寸要求。
因此，需要开发一种电路简单、成本较低、产品尺寸较小的用于电动汽车电池管理系统的高压检测电路。
技术实现要素：
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种电路简单、成本较低、产品尺寸较小的用于电动汽车电池管理系统的高压检测电路。
本发明公开了一种用于电动汽车电池管理系统的高压检测电路，包括：第一开关模块，可选择地与至少两路待检测电压中一路的正电平端连接；第二开关模块，可选择地与至少两路待检测电压中一路的负电平端连接；采样电路，第一端与所述第一开关模块连接，第二端与所述第二开关模块连接；a/d转换模块，与所述采样电路连接；光耦，与所述a/d转换模块连接；控制模块，第一端与所述光耦连接，第二端同时与所述第一开关模块和所述第二开关模块连接；mcu，与所述光耦连接；
所述mcu发出控制信号经过所述光耦输入到所述控制模块，所述控制模块根据所述控制信号控制所述第一开关模块和所述第二开关模块连接到需要进行检测的一路待检测电压的正、负电平端；待检测电压经过所述采样电路分压，之后经过所述a/d转换模块转换为数字信号，并通过所述光耦传送到所述mcu，mcu接收所述数字信号，实现对待检测电压的检测。
优选地，所述a/d转换模块为带有通信功能的a/d转换芯片。
优选地，所述a/d转换模块包括a/d转换芯片和通信芯片。
优选地，所述a/d转换模块通过所述光耦与所述mcu通信，通信方式为spi、i2c或uart。
优选地，所述a/d转换模块通过所述光耦与所述mcu通信，通信方式为串行通信方式。
优选地，所述光耦为双向光耦。
优选地，所述光耦具有电源隔离模块。
优选地，所述高压检测电路中包括电源隔离电路。
优选地，所述控制模块为译码器或移位寄存器。
优选地，所述采样电路包括至少两个串联的电阻，所述a/d转换模块的输入端连接到一个或多个电阻的两端。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.简化电路设计，减小产品尺寸；
2.节省了产品的成本；
3.降低电路复杂度，提高电路可靠性；
4.节省了软件资源，不需要为每一路高压检测配置控制口。
附图说明
图1为现有技术中电动汽车电池管理系统的高压检测电路的框图；
图2为本发明一实施例中电动汽车电池管理系统的高压检测电路的框图。
附图标记：
u10、u20、u30-采样电路，u11、u21、u31-光耦，u12、u22、u32-a/d转换模块，u13-控制模块，u14-第一开关模块，u15-第二开关模块，hv1、hv2、hv3-待检测电压，r11、r12、r13、r21、r22、r23、r31、r32、r33-电阻。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
参见附图2，本发明公开了一种用于电动汽车电池管理系统的高压检测电路，包括：
-第一开关模块u14
所述第一开关模块u14可选择地与至少两路待检测电压中一路的正电平端连接，具体地，可以连接到某一路待检测电压正电平端，也可以不与任何一路待检测电压的正电平端连接。在图2的实施例中，第一开关模块u14可以与待检测电压hv1、hv2、hv3中任一路的正电平端(hv1 、hv2 或hv3 )连接导通，也可以同时不与这三路待检测电压的正电平端连接导通。优选地，所述待检测电压可以为电池包内pack正负两端电压，link正负两端电压，dccharge正负两端电压。
-第二开关模块u15
所述第二开关模块u15可选择地与至少两路待检测电压中一路的负电平端连接，具体地，可以连接到某一路待检测电压负电平端，也可以不与任何一路待检测电压的负电平端连接。在图2的实施例中，第二开关模块u15可以与待检测电压hv1、hv2、hv3中任一路的负电平端(hv1-、hv2-或hv3-)连接导通，也可以同时不与这三路待检测电压的负电平端连接导通。这里需要说明的是，当第一开关模块u14和第二开关模块u15与待检测电压的正、负电平端连接时，两者连接到的是同一路待检测电压的正、负电平端。
-采样电路u10
所述采样电路u10的第一端与所述第一开关模块连接，第二端与所述第二开关模块连接。优选地，所述采样电路u10包括至少两个串联的电阻，用于分压。优选地，所述采样电路u10还可以包括跟随器等其它部件，这些并非本申请的主要内容，这里不详细阐述。在图2的实施例中，采样电路u10包括串联的电阻r11、电阻r12、电阻r13，其两端分别与第一开关模块u14、第二开关模块u15连接，用于对待检测电路的电压进行分压。应当注意的是，电阻r11、r12、r13不限于单个电阻，也不限阻值，可以由多个电阻串联成，只要能够满足分压需求即可。
-a/d转换模块u12
所述a/d转换模块u12的输入端与所述采样电路u10连接。优选地，所述a/d转换模块u12为带有通信功能的a/d转换芯片。在一些实施例中，所述a/d转换模块u12包括单独的a/d转换芯片和通信芯片。所述a/d转换模块u12的输入端连接在采样电路u10的一个或多个电阻的两端，用于将分压后的电压信号转换为数字信号，并向外输出。在图2的实施例中，a/d转换模块u12的输入端连接在采样电路u10的分压电阻r12的两端。优选地，所述a/d转换模块u12还包括前端的信号处理电路。
-光耦u11
所述光耦u11具有第一输入端、第一输出端、第二输入端、第二输出端。在图2的实施例中，光耦u11的第一输入端与所述a/d转换模块u12的输出端连接，光耦u11的第一输出端与mcu连接，a/d转换模块u12与mcu通过光耦进行通信，光耦u11用于实现通信信号的隔离。a/d转换模块u12与mcu的通信方式可以为spi、i2c或uart，在一些实施例中，通信方式也可以为其它合适的串行通信方式。所述光耦u11的第二输入端与所述mcu连接，所述光耦u11的第二输出端与控制模块u13连接，mcu通过光耦向控制模块u13发送控制信号，所述光耦u11用于实现控制信号的隔离。光耦u11可以为双向光耦。在一些实施例中，光耦u11可以包括两个单向光耦。进一步地，在一些实施例中，光耦u11还包括电源隔离模块，用于提供隔离电源，给高压电路(包括第一开关模块u14、第二开关模块u15、采样电路u10、a/d转换模块u12、控制模块u13等)供电。在另一些实施例中，电源隔离不通过光耦实现，通过在高压检测电路中单独设置电源隔离电路来实现，通过单独的电源隔离电路提供隔离电源，给高压电路供电。隔离电源的来源可以是低压电路，优选地，为mcu控制电路。
-mcu
所述mcu(microcontrollerunit)的输入端与所述光耦u11的第一输出端连接，用于接收a/d转换模块u12转换后的数字信号，并分析计算得到待检测电压的电压值。所述mcu的输出端与所述光耦u11的第二输入端连接，用于通过光耦u11向控制模块u13发送控制信号。
-控制模块u13
所述控制模块u13的第一端与所述光耦u11连接，第二端同时与所述第一开关模块u14和所述第二开关模块u15连接，所述控制模块u13用于通过光耦u11接收mcu发出的控制信号，并根据该控制信号控制所述第一开关模块u14和所述第二开关模块u15连接到需要进行检测的一路待检测电压的正、负电平端，用于根据需要实现对指定的某一路待检测电压的检测。具体地，在图2的实施例中，当控制模块u13根据mcu发出的控制信号控制所述第一开关模块u14和所述第二开关模块u15分别连接到待检测电压hv1的正负电平端(hv1 ，hv1-)时，高压检测电路实现了对待检测电压hv1的电压检测。所述控制模块u13为能实现译码功能的器件，具体地，在一些实施例中，所述控制模块u13可以为译码器，在另一些实施例中，所述控制模块u13可以为移位寄存器。
当需要对某一路待检测电压进行检测时，所述mcu发出控制信号经过所述光耦u11输入到所述控制模块u13，所述控制模块u13根据所述控制信号控制所述第一开关模块u14和所述第二开关模块u15分别连接到需要进行检测的待检测电压的正、负电平端；待检测电压经过所述采样电路u10分压，之后经过所述a/d转换模块u12转换为数字信号，并通过所述光耦u11传送到所述mcu，mcu接收所述数字信号，并对其分析计算，实现对待检测电压的检测。当不需要进行电压检测时，所述mcu发出控制信号经过所述光耦u11输入到所述控制模块u13，所述控制模块u13根据所述控制信号控制所述第一开关模块u14和所述第二开关模块u15断开，不与任何待检测电压的正、负电平端连接。
应当注意的是，在上述的实施例中，各器件均包含其本身的外围电路，a/d转换模块的前端信号处理电路、供电、接地等外围电路未详细叙述，可根据实际需求设计。
本申请的技术方案，通过设计采用一路公共的高压采集电路，来实现对多路高压进行测量，通过开关将需要检测的电压正负端接入检测电路即可实现对指定电压的检测，不再需要为每一路高压检测都设置采样电路、ad转换模块、光耦，简化电路设计，降低电路复杂度，提高电路可靠性；减小了检测电路占用pcb板的面积，减小了产品尺寸；减少了元器件的数量，节省装置的成本；此外还节省了软件资源，不再需要为每一路高压检测配置控制口。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
1.一种用于电动汽车电池管理系统的高压检测电路，其特征在于，包括：
第一开关模块，可选择地与至少两路待检测电压中一路的正电平端连接；
第二开关模块，可选择地与至少两路待检测电压中一路的负电平端连接；
采样电路，第一端与所述第一开关模块连接，第二端与所述第二开关模块连接；
a/d转换模块，与所述采样电路连接；
光耦，与所述a/d转换模块连接；
控制模块，第一端与所述光耦连接，第二端同时与所述第一开关模块和所述第二开关模块连接；
mcu，与所述光耦连接；
所述mcu发出控制信号经过所述光耦输入到所述控制模块，所述控制模块根据所述控制信号控制所述第一开关模块和所述第二开关模块连接到需要进行检测的一路待检测电压的正、负电平端；待检测电压经过所述采样电路分压，之后经过所述a/d转换模块转换为数字信号，并通过所述光耦传送到所述mcu，mcu接收所述数字信号，实现对待检测电压的检测。
2.如权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，所述a/d转换模块为带有通信功能的a/d转换芯片。
3.如权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，所述a/d转换模块包括a/d转换芯片和通信芯片。
4.如权利要求2或3所述的高压检测电路，其特征在于，所述a/d转换模块通过所述光耦与所述mcu通信，通信方式为spi、i2c或uart。
5.如权利要求2或3所述的高压检测电路，其特征在于，所述a/d转换模块通过所述光耦与所述mcu通信，通信方式为串行通信方式。
6.如权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，所述光耦为双向光耦。
7.如权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，所述光耦具有电源隔离模块。
8.如权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，所述高压检测电路中包括电源隔离电路。
9.如权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，所述控制模块为译码器或移位寄存器。
10.如权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，所述采样电路包括至少两个串联的电阻，所述a/d转换模块的输入端连接到一个或多个电阻的两端。
技术总结