[發明專利]一種高壓采樣系統和方法

有效

• 申請號: 201810042623.3
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108562786B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 楊鵬
• 申請（專利權）人: 廣州小鵬汽車科技有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/04;G01R15/14
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種高壓采樣系統和方法，該系統包括第一電壓采樣電路，用于對待測電壓的電壓信號進行隔離降壓，然后對降壓后的電壓信號進行信號調理，并輸出第一采樣信號；第二電壓采樣電路，用于對所述待測電壓的電壓信號進行分壓和信號調理，并輸出第二采樣信號，或者用于直接對所述待測電壓的電壓信號進行隔離采樣，并輸出第二采樣信號；MCU，用于根據第一采樣信號和第二采樣信號確定待測電壓的輸出電壓。本發明通過兩種不同物理原理的采樣方式對待測電壓的電壓進行采樣，在保證了采樣實時性的同時，避免了共因失效，因此本發明具有較強的可靠性，滿足了ISO26262功能安全的冗余安全要求。本發明可以廣泛應用于電壓檢測技術領域。

技術領域

本發明涉及電壓檢測技術領域，尤其是一種高壓采樣系統和方法。

背景技術

在新能源汽車電機控制器或者電池管理系統等，均需要對動力電池電壓進行采樣以作為軟件控制的參數輸入。一般在中低速電動車(指電池電壓不大于72V的電動車)采用的是非隔離采樣，也就是直接通過一個分壓電路把電池電壓降低到MCU的A/D轉換單元可以承受的電壓范圍，然后MCU通過軟件算法計算出電池的電壓。但是在新能源電動汽車的動力電池系統里，普遍電壓都較高(一般不小于144V)，在這種情況下，出于安全的考慮，會把電池電壓采樣電路設計成隔離采樣電路。

目前，行業內普遍在不同的電池電壓等級下分別采用上述兩種高壓采樣方式，雖然能夠滿足系統控制的需求，但是由于僅僅采用了一種電壓采用電路策略，無法應對道路車輛功能安全規范的要求，也就是系統無法做到保證這唯一的采樣電路安全可靠，比如說該采樣電路失效，該采樣電路的采樣結果不準等。此外，也有部分企業采用相同電路進行備份冗余以求降低失效率，或者通過外部電池或整車控制器經CAN總線傳來的電池數據進行內部采樣結果的校對。首先第一種采用相同電路進行備份冗余的方案，在某些時候的確起到了降低電路失效率的效果，但是無法解決因為相同的問題引起的電路失效，也就是所謂的共因失效。而第二種方案是經過外部信號將高壓電池電壓信號傳送到系統的，存在被動性、通訊遲滯或通訊異常等的不確定因素，無法滿足系統控制的實時性，同時，第二種方案也無法避免共因失效的問題。

綜上所述，現有技術存在可靠性差的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于：提供一種可靠性強的高壓采樣系統和方法。

本發明所采取的第一種技術方案是：

一種高壓采樣系統，包括：

第一電壓采樣電路，用于對待測電壓的電壓信號進行隔離降壓，然后對降壓后的電壓信號進行信號調理，并輸出第一采樣信號；

第二電壓采樣電路，用于對所述待測電壓的電壓信號進行分壓和信號調理，并輸出第二采樣信號，或者用于直接對所述待測電壓的電壓信號進行隔離采樣，并輸出第二采樣信號；

MCU，用于根據第一采樣信號和第二采樣信號確定所述待測電壓的輸出電壓；

進一步，所述第一電壓采樣電路，包括斬波電路、高頻變壓器和第一信號調理電路，所述斬波電路對待測電壓的電壓信號進行斬波，輸出一個PWM波到高頻變壓器的原邊繞組，所述PWM波從高頻變壓器的原邊繞組耦合到高頻變壓器的第一副邊繞組，產生第一輸出信號，所述第一信號調理電路對所述第一輸出信號進行信號調理，并輸出第一采樣信號。

進一步，所述高頻變壓器還包括第二副邊繞組，所述高頻變壓器的第二副邊繞組連接有電源輸出電路。

進一步，所述第二電壓采樣電路，包括分壓電路和第二信號調理電路，所述分壓電路連接在待測電壓的兩端對待測電壓的電壓信號進行分壓，并產生第二輸出信號，所述第二調理電路對所述第二輸出信號進行信號調理，并輸出第二采樣信號。