本發(fā)明涉及微電子領(lǐng)域，特別是涉及一種電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路、方法、電池管理系統(tǒng)及車輛。

背景技術(shù)：

1、測量電壓是微電子領(lǐng)域最常規(guī)和最基本的操作，電壓測量值的精度直接影響后續(xù)電路的判斷和執(zhí)行結(jié)果，因此，需要確保電壓測量值的高精度；尤其在車規(guī)級電池管理系統(tǒng)芯片(bms?ic，battery?management?system)中，對于電池包中電芯的電壓測量精度的絕對值要求較高(一般<±5mv)，以此從安全角度滿足電池工作狀態(tài)監(jiān)測的要求，并從使用效率方面滿足電池電量估算準(zhǔn)確性等的要求。

2、車規(guī)級電池管理系統(tǒng)芯片在使用過程中存在著高溫度范圍(一般>100℃)的使用場景。高溫度范圍的使用場景會導(dǎo)致電壓測量時參考電壓因電路中器件的溫度系數(shù)(temperature?coefficient)而發(fā)生溫度漂移效應(yīng)(temperature?drift)，從而導(dǎo)致電壓測量得到的數(shù)字碼(digital?code)與對應(yīng)的實(shí)際理想值產(chǎn)生偏差，最終導(dǎo)致測量得到的電壓值存在誤差、精度低。

3、因此，如何避免或降低參考電壓溫度漂移的影響，實(shí)現(xiàn)(尤其是車規(guī)級電池管理系統(tǒng)芯片中)電壓的高精度測量，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

4、應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本發(fā)明的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路、方法、電池管理系統(tǒng)及車輛，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中參考電壓溫度漂移影響電壓測量精度的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路，所述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路至少包括：

3、溫度檢測模塊、采樣模塊、參考電壓產(chǎn)生模塊、量化模塊、補(bǔ)償參數(shù)計算模塊及溫度效應(yīng)修正模塊；

4、所述溫度檢測模塊對所述參考電壓產(chǎn)生模塊的工作環(huán)境溫度進(jìn)行檢測，并輸出溫度檢測信號，所述溫度檢測信號為數(shù)字信號；

5、所述采樣模塊連接待測電壓，對所述待測電壓進(jìn)行采樣；

6、所述參考電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生參考電壓；

7、所述量化模塊連接于所述采樣模塊及所述參考電壓產(chǎn)生模塊的輸出端，基于所述參考電壓將所述采樣模塊輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

8、所述補(bǔ)償參數(shù)計算模塊連接于所述溫度檢測模塊及所述參考電壓產(chǎn)生模塊的輸出端，基于至少三組溫度檢測信號與對應(yīng)參考電壓的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次擬合，計算得到補(bǔ)償參數(shù)；

9、所述溫度效應(yīng)修正模塊連接于所述溫度檢測模塊、所述量化模塊及所述補(bǔ)償參數(shù)計算模塊的輸出端，基于當(dāng)前溫度下溫度檢測信號及補(bǔ)償參數(shù)確定溫度補(bǔ)償系數(shù)，并對當(dāng)前溫度下所述量化模塊的輸出信號進(jìn)行修正，得到修正后的電壓檢測信號。

10、可選地，所述溫度檢測模塊包括溫度傳感器及量化器，所述溫度傳感器檢測所述參考電壓產(chǎn)生模塊的工作環(huán)境溫度，并得到相應(yīng)的電壓值；所述量化器連接于所述溫度傳感器的輸出端，將所述溫度傳感器輸出的電壓值轉(zhuǎn)換為所述溫度檢測信號。

11、可選地，所述補(bǔ)償參數(shù)計算模塊基于dsp或mcu實(shí)現(xiàn)。

12、可選地，所述溫度效應(yīng)修正模塊包括乘法器，所述乘法器將所述量化模塊的輸出信號與所述溫度補(bǔ)償系數(shù)相乘，進(jìn)而得到所述電壓檢測信號。

13、更可選地，所述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路還包括非易失存儲模塊，所述非易失存儲模塊連接于所述補(bǔ)償參數(shù)計算模塊的輸出端與所述溫度效應(yīng)修正模塊的輸入端之間，用于儲存所述補(bǔ)償參數(shù)。

14、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)方法，基于上述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)方法至少包括：

15、s1：進(jìn)行一次全溫度范圍掃描，并記錄至少三組分散溫度點(diǎn)對應(yīng)的溫度檢測信號及參考電壓的數(shù)據(jù)；對三組數(shù)據(jù)進(jìn)行二階擬合，計算得到補(bǔ)償參數(shù)；

16、s2：對待測電壓進(jìn)行測量時，根據(jù)所述補(bǔ)償參數(shù)及當(dāng)前工作環(huán)境溫度下的溫度檢測信號計算得到當(dāng)前溫度下的溫度補(bǔ)償系數(shù)；采集所述待測電壓并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，基于所述溫度補(bǔ)償系數(shù)對所述待測電壓的數(shù)字信號進(jìn)行修正，得到溫度補(bǔ)償后的電壓檢測信號。

17、可選地，在步驟s1中二階擬合的方法包括：

18、s11：建立二階多項式模型，滿足：y＝(ax2+bx+c)·d，其中，y為參考電壓實(shí)際值，d為參考電壓理論值，x為溫度，a、b、c為所述補(bǔ)償參數(shù)；

19、s12：基于最小二乘法確定所述補(bǔ)償參數(shù)。

20、更可選地，所述溫度補(bǔ)償系數(shù)滿足：

21、r(t)＝at2+bt+c。

22、其中，r(t)為所述溫度補(bǔ)償系數(shù)，a、b、c為所述補(bǔ)償參數(shù)，t為當(dāng)前工作環(huán)境溫度下的溫度檢測信號。

23、更可選地，所述電壓檢測信號滿足：

24、dout_correct＝dout·r(t)；

25、其中，dout_correct為所述電壓檢測信號，dout為所述待測電壓的數(shù)字信號。

26、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)至少包括：

27、電池包、控制電路及上述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路；

28、所述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路連接所述電池包，對所述電池包中至少一電芯的電壓進(jìn)行采樣和校準(zhǔn)；

29、所述控制電路連接于所述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路的輸出端，基于所述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路輸出的電壓檢測信號控制所述電池包充放電和/或保護(hù)所述電池包的安全。

30、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種車輛，所述車輛至少包括：上述電池管理系統(tǒng)。

31、如上所述，本發(fā)明的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路、方法、電池管理系統(tǒng)及車輛，具有以下有益效果：

32、1、本發(fā)明的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路、方法、電池管理系統(tǒng)及車輛對于參考電壓產(chǎn)生模塊的性能要求降低，在模擬電路域內(nèi)無需增加復(fù)雜的電路設(shè)計，使設(shè)計更易實(shí)現(xiàn)。

33、2、本發(fā)明的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路、方法、電池管理系統(tǒng)及車輛對于工藝中器件溫度系數(shù)的要求降低，使技術(shù)方案可以應(yīng)用于多種不同工藝節(jié)點(diǎn)。

34、3、本發(fā)明的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路、方法、電池管理系統(tǒng)及車輛對于參考電壓溫漂效應(yīng)造成的誤差進(jìn)行數(shù)字后端校準(zhǔn)，在芯片出廠測試過程中只需要一次全溫度范圍掃描，不需要花費(fèi)大量的高低溫測試時間，有效節(jié)約成本。

技術(shù)特征：

1.一種電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路至少包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路，其特征在于：所述溫度檢測模塊包括溫度傳感器及量化器，所述溫度傳感器檢測所述參考電壓產(chǎn)生模塊的工作環(huán)境溫度，并得到相應(yīng)的電壓值；所述量化器連接于所述溫度傳感器的輸出端，將所述溫度傳感器輸出的電壓值轉(zhuǎn)換為所述溫度檢測信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路，其特征在于：所述溫度效應(yīng)修正模塊包括乘法器，所述乘法器將所述量化模塊的輸出信號與所述溫度補(bǔ)償系數(shù)相乘，進(jìn)而得到所述電壓檢測信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路，其特征在于：所述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路還包括非易失存儲模塊，所述非易失存儲模塊連接于所述補(bǔ)償參數(shù)計算模塊的輸出端與所述溫度效應(yīng)修正模塊的輸入端之間，用于儲存所述補(bǔ)償參數(shù)。

5.一種電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)方法，基于如權(quán)利要求1-4任意一項所述的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)方法至少包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)方法，其特征在于：在步驟s1中二階擬合的方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述溫度補(bǔ)償系數(shù)滿足：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述電壓檢測信號滿足：

9.一種電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池管理系統(tǒng)至少包括：

10.一種車輛，其特征在于，所述車輛至少包括：如權(quán)利要求9所述的電池管理系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種電壓測量溫度效應(yīng)校準(zhǔn)電路、方法、電池管理系統(tǒng)及車輛，包括：溫度檢測模塊，檢測并輸出溫度檢測信號；采樣模塊，對待測電壓進(jìn)行采樣；參考電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生參考電壓；量化模塊，將采樣模塊輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；補(bǔ)償參數(shù)計算模塊，二次擬合計算得到補(bǔ)償參數(shù)；溫度效應(yīng)修正模塊，對當(dāng)前溫度下量化模塊的輸出信號進(jìn)行修正，得到修正后的電壓檢測信號。本發(fā)明在模擬電路域內(nèi)無需增加復(fù)雜的電路設(shè)計，使設(shè)計更易實(shí)現(xiàn)；對于工藝中器件溫度系數(shù)的要求降低，使技術(shù)方案可以應(yīng)用于多種不同工藝節(jié)點(diǎn)；在數(shù)字后端進(jìn)行校準(zhǔn)，在芯片出廠測試過程中只需要一次全溫度范圍掃描，不需要花費(fèi)大量的高低溫測試時間，有效節(jié)約成本。

技術(shù)研發(fā)人員：牛漢,尤勇,羅丙寅,韓躍云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華潤微集成電路（無錫）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6