[0001] 本申请涉及BMS采样电路技术领域，具体地涉及一种基于隔离式高压采样的车辆BMS高压采样系统。

[0002] 当前电池包高压采样，需要特定的高压采样MCU，通过数字隔离的方式将高压采样数据上传至低压MCU，采样逻辑复杂，需要复杂的软件策略进行解析采样，使用稳定性相对较差；不太适配只需要单路或双路采样回路的项目，采样端口资源和硬件资源较浪费；传统的高压采样电路需要大量的隔离器件，占用大面积的PCB布局空间，使用成本较高。

[0029] 以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

[0030] 除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本文中，“电性连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”例如可以是电极或布线，或者是晶体管等开关元件，或者是电阻器、电感器或电容器等其它功能元件等。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

[0031] 在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

[0032] 如背景技术所述，电池包高压采样，需要特定的高压采样MCU，通过数字隔离的方式将高压采样数据上传至低压MCU，采样逻辑复杂，需要复杂的软件策略进行解析采样，使用稳定性相对较差；不太适配只需要单路或双路采样回路的项目，采样端口资源和硬件资源较浪费；传统的高压采样电路需要大量的隔离器件，占用大面积的PCB布局空间，使用成本较高。

[0033] 针对上述内容，发明人提供了一种基于隔离式高压采样的车辆BMS高压采样系统，如图1所示，该采样系统包括分压模块，分压模块与BMS电压采集端口电性连接，用于对BMS采集的电压进行分压后输出，还包括隔离运放模块，隔离模块与分压模块电性连接，分压模块输入分压后的电压至隔离运放模块，隔离运放模块将输入的电压由差模电压转换为共模电压后输出，还包括运算放大模块，运算放大模块与隔离运放模块电性连接，隔离运放模块输入共模电压至运算放大模块，运算放大模块将输入的共模电压转换为差模的AD电压值，并输出AD电压值数据，还包括低压控制模块，低压控制模块与运算放大模块电性连接，运算放大模块将AD电压值数据输入至低压控制模块，低压控制模块采集AD电压值并发送至车辆的整车控制单元。

[0034] 本申请简化双高压采样系统架构，提高高压采样的稳定性；减少高低压隔离器件使用，提高了高低压电气隔离的能力降低了实际使用的成本；支持单路高压采样，兼容性强支持高压需要双地的采样系统。

[0035] 接下来，结合图2对本申请进行示例性描述。

[0036] 本申请一实施例提供了一种基于隔离式高压采样的车辆BMS高压采样系统，如图2所示，该高压采样系统包括：

[0037] 分压模块，分压模块用于对BMS采集的电压进行分压后输出，分压模块由多个分压电阻组成，通过多个分压电阻分压后从分压节点输出，分压模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5，BMS采集的电压通过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5的分压节点A后输入隔离运放模块模块，分压节点A与隔离运放模块电性连接，且在分压节点A与隔离运放模块连接的电路上设置有第六电阻R6,第六电阻R为限流电阻；

[0038] 隔离运放模块，分压模块输入分压后的电压至隔离运放模块，隔离运放模块将输入的电压由差模电压转换为共模电压后输出，隔离运放模块包括隔离运放芯片U1，隔离运放芯片U1上设置有分压输入引脚VI N、共模电压输出引脚一OUTPN以及共模电压输出引脚二OUTP，其中，

[0039] 分压输入引脚VI N与分压节点A电性连接，共模电压输出引脚一OUTPN和共模电压输出引脚二OUTP与运算放大模块电性连接；

[0040] 另外，隔离运放芯片U1上还设置有引脚VDD1，引脚VDD1接入HV‑5V，引脚GND1接地，引脚VDD2接入电源，采样DCDC隔离电源，将低压的5V通过DCDC隔离芯片为高压采样模块进行供电，引脚GND2接地；

[0041] 运算放大模块，隔离运放模块输入共模电压至运算放大模块，运算放大模块将输入的共模电压转换为差模的AD电压值，并输出AD电压值数据，

[0042] 运算放大模块包括运算放大芯片U2，运算放大芯片U2设置有共模电压输入引脚一I N‑2,、共模电压输入引脚二I N+2、AD电压值输出引脚OUT2，其中，

[0043] 隔离运放芯片U2的共模电压输出引脚一OUTPN与运算放大芯片U3的共模电压输入引脚一I N‑2电性连接，且在两者连接的电路上设置有第七电阻R7，隔离运放芯片的共模电压输出引脚二OUTP与运算放大芯片U3的共模电压输入引脚二I N+2电性连接,且在两者连接的电路上设置有第八电阻R8，运算放大芯片的AD电压值输出引脚OUT2与低压控制模块电性连接,

[0044] 还包括低压基准电压源VERF_2.5V,低压基准电压源VERF_2.5V与运算放大芯片的共模电压输入引脚一I N‑2电性连接，且在两者之间连接的电路上设置有第九电阻R9,通过第九电阻R9上拉电阻，将U2运算放大芯片输入参考低从0电为上拉至2.5V，当输入电压为0V时，输出OUT电压为2.5V，当输入电压低压2.5V时，通过公式反推算输入电压为负值，负压采样范围可通过调整高压采样分压电阻分压比。

[0045] 运算放大芯片U2的AD电压值输出引脚OUT2与低压控制模块连接的电路上设置有第十电阻R10，第十电阻R10为限流电阻，低压控制模块包括低压MCU芯片U3，

[0046] 低压MCU芯片U3包括AD电压值输入引脚AD1，AD电压值输入引脚AD1与运算放大芯片的AD电压值输出引脚OUT2电性连接；

[0047] 还设置有反馈电路，反馈电路的一端连接至R8与I N+2之间，反馈电路的另一端连接至OUT2与R10之间，反馈电路上设置有第十一电阻R11。

[0048] 高压采样计算公式如下：

[0049]

[0050] 式中：

[0051] HV为BMS电压采集端口电压值，

[0052] AD为低压MCU芯片采集的AD电压值，

[0053] VERF_2.5为低压基准电压源电压值，

[0054] R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值，R3为第三电阻的阻值，R4为第四电阻的阻值，R5为第五电阻的阻值。

[0055] 以下表1为高压采集计算表：

[0056] AD采集值(V) 基准电压(1.25V) 高压采集分压电阻比例 高压输入值(V)0 2.5 401 ‑1002.5 
0.5 2.5 401 ‑802 
1 2.5 401 ‑601.5 
1.5 2.5 401 ‑401 
2 2.5 401 ‑200.5
2.5 2.5 401 0
3 2.5 401 200.5 
3.5 2.5 401 401 
4 2.5 401 601.5 
4.5 2.5 401 802 
5 2.5 401 1002.5

[0057] 表1

[0058] 上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡如本申请精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。