BMS开发课程笔记-BMS电压采样电路概述

开垦者

前言

本文介绍了BMS硬件中的电压采样电路，分别阐述了单体电压采样电路及高压采样电路的方案及要求。

单体电压采样

对于一个电池系统而言，是由若干电池单体通过串并联的方式组合而成。对于电池模组，如下图所示，其电压采集时，需要将各电池单体的正负极连接至从控（对于集中式BMS是直接连接至ECU）。

电池模组的首先连接至选通开关，后经由滤波电路传输至A/D采样，将电池单体的电压转化为脉冲序列，最后传送到系统单片机上。



单体电压采样电路的要求

【1】需要具备较高的耐压性能

由于电池模组是通过单体串联的方式构成，其共模电压较高，要求电压采样电路具备较高的耐压性能。

【2】需要具备较高的测量精度

目前对单体电压采样要求已达到±2mV。电池的单体电压被用于SOC估计、SOP估计、SOE估计等，单体电压的测量精度直接影响到系统状态的评估，进而影响到整车功能及性能的管理。

例如在SOC估计中，我们需要通过开路电压查询电池初始SOC。在电池系统的SOC-OCV曲线中，中间段的变化趋势通常比较平缓。如果此时单体电压测量精度较差，会导致查表所得初始SOC的存在较大误差，进而导致BMS系统估算的SOC的产生较大误差。


【3】高采样速率要求
目前通常要求BMS具有电池单体一致性分析及状态监控等功能，需要在相同的电流工况下测量的电池单体电压，所以要求系统具备同步采样的能力。

此外，目前许多BMS系统具有精确管理的要求（即管理至单体），例如对单体SOC的计算，需要系统同步采样单体的电压及电流数据。其中电流只需要测得流经电池模组回路的电流即可，但对于单体电压，需要第次的进行测量。所以需要电压测量的频率尽可能高，这样才能等效的认为测得的电流及电压是同步的。
【4】高可靠性
对于单体信息的采样，可靠性的要求非常高。因为单体保护所需要的信息直接来源于单体信息采样模块，当单体采样电路失效，系统无法有效的监控单体信息，也就无法基于有效的信息进行单体保护。

高压采样

高压采样主要是完成电池系统电压的采样，常用的方案有浮地方案及固定地方案。

浮地方案中，由于没有固定地，所以B+、B-、P+、P-的电压均需要采集，采集后的电压经过差分放大器处理后发送给ADC采样。ADC端的电压按下式计算：



其中K为差分放大器的放大倍数。





固定地方案中采样电路中的参考地就是电池的负极，所以B-点位的信息无需采集。同时无需做差分放大，只需要在回路上做分压即可。





高压采样电路设计要求

【1】高压采样需考虑冗余设计，通常需采集电池两端、继电器两端多路电压

【2】耐压及绝缘：HV+及HV-对系统地应具备至少500Ω/V的绝缘阻值；采样回路需满足耐压测试

【3】一般要求：电压测量范围-500V~500V；输入阻抗＞1MΩ；采样精度±0.5%FSR；低通滤波截止带宽1KHz；静态电流＜50uA。

cengjili

本文介绍了电池管理系统（BMS）中的电压采样电路，重点阐述了单体电压采样电路及高压采样电路的设计方案和性能要求。单体电压采样电路是电池模组中的重要组成部分，其主要功能是将各电池单体的电压进行采集和传输。在采样过程中，电路需要具有较高的耐压性能，以保证电路在电池模组的高压下正常工作。同时，采样电路还需要具备高精度、高可靠性和良好的抗干扰能力，以确保采集到的电压数据准确可靠。本文为BMS开发提供了重要的参考依据，有助于提高电池管理系统的性能和安全性。

落叶纷飞

BMS开发课程笔记关于BMS电压采样电路概述如下：本文详细介绍了单体电压采样电路和高压采样电路的方案和实施要求。在电池系统中，电池单体通过串并联组合形成电池模组。电压采样是监测电池模组状态的关键环节。单体电压采样电路需确保高压环境下的稳定性和安全性，具有较高的耐压性能。同时，电路需要确保电压采样的准确性，避免因干扰导致的误差。此外，电路的抗干扰能力和响应速度也是关键要求，以保证系统性能的可靠性和实时性。整体而言，电压采样电路的设计和实现对于保障电池系统的安全运行具有重要意义。

sxq0201

本文概述了BMS硬件中的电压采样电路，特别是单体电压采样电路及高压采样电路的相关内容。单体电池电压采样是电池管理系统中的关键部分，涉及电池模组与采样电路的连接方式，以及采样电路的具体要求和功能实现。针对单体电压采样电路，其要求包括较高的耐压性能，以应对电池模组串联产生的高电压。此外，采样电路还需要具备高精度、高稳定性和良好的抗干扰能力，以确保采集到的电压数据准确可靠。针对高压采样电路，应充分考虑电路的安全性和可靠性，确保在高压环境下的稳定运行。总的来说，电压采样电路是BMS中至关重要的部分，对于电池系统的性能和安全具有重要影响。

lixinfu

好的，关于您提到的BMS开发课程中关于电压采样电路的概述，以下是我的回复：

该课程内容详实，对单体电压采样电路和高压采样电路进行了深入的阐述。单体电压采样电路是电池管理系统中的关键部分，负责对电池模组中的每个电池单体进行电压检测。其工作流程是将电池单体的正负极连接至从控或ECU，经过选通开关、滤波电路和A/D采样，将电压转化为数字信号，最终传输到系统单片机上。对于采样电路，首要的要求是具备较高的耐压性能，以应对电池模组的高电压环境。此外，该电路还需要具备高精度、高稳定性和良好的抗干扰能力，以确保电压采样的准确性和可靠性。总的来说，该课程内容对于理解和开发BMS电压采样电路具有重要意义。

sxq0201

本文介绍了电池管理系统（BMS）中的电压采样电路，重点阐述了单体电压采样电路及高压采样电路的原理和要求。针对单体电压采样，本文将电池单体与从控或ECU相连接，通过选通开关、滤波电路和A/D采样等环节，将电池单体电压转化为脉冲序列并传送到系统单片机上。针对单体电压采样电路，其首要要求是具备较高的耐压性能，以适应电池模组的高电压环境。此外，该电路还需要具备高精度、高可靠性和良好的抗干扰性能，以确保准确采样电池单体电压，为电池系统的安全、高效运行提供可靠保障。

baoshijie

回复如下：

BMS开发课程笔记——BMS电压采样电路概述

本文详细阐述了电池管理系统（BMS）中的电压采样电路，其中重点介绍了单体电压采样电路和高压采样电路的基本原理和具体实现。单体电压采样电路是电池管理系统中的重要组成部分，其主要作用是对电池模组中的每个电池单体进行电压检测。

单体电压采样电路需要将电池单体的正负极连接至从控或ECU，通过选通开关、滤波电路和A/D采样等环节，将电池单体的电压转化为脉冲序列，并传输至系统单片机上。对于该电路的设计，首要考虑的是其耐压性能，因为电池模组中的单体电压较高，需要采用具有高耐压性能的元件和材料。此外，该电路还需要具备高精度、高可靠性和良好的抗干扰性能等特点。在实际应用中，还需要根据具体需求和场景进行优化和改进。

以上是本次课程笔记的主要内容，希望对广大同行和学员有所帮助。