聊聊BMS上的几种负电压产生场景与采样方案
今天一起看下BMS上需要进行负电压采集的一些场景与实现的方案。
低压电路上的负电压
典型的例子是2015+的充电导引电路上，具体如下图（参照GB/T 18487.5-2024），在车辆端增加了CC1检测电路（检测点3），CC2检测电路也做了更新。
在2015+标准中有一个PE线断线检测的功能（车辆接口处），可以使用CC2的检测点2来实现PE线断线诊断（小问题，使用CC1的检测点3可以吗？）；PE线断线后，电路简化如下：由于PE线中间断开了，导致U1的回流会通过U2这个路径返回，具体如下图红色箭头标注，如果S3断开时，在检测点2上就会产生一个负电压。
通过仿真，当PE线断线后，如果S3开关还是闭合的，此时检测点2的电压典型值为7.2V，检测点3的电压典型值为4.8V。
如果PE线断线后，S3开关又是断开的，此时检测点2的电压典型值为-12V，检测点3的电压典型值为接近0V。
所以我们需要检测点2能够识别出这个负电压，典型的实现方案为反向比例放大电路即可，类似如下图，为了正负压都可以采集，在运放同向输入端增加一个偏置电压即可。
高压电路上电负电压
在高压电路上，典型出现负电压的地方就是负极继电器后端的采样点，具体如下图：例如针对负极继电器后端的a点电压，一般常见的高压采样方案会从a点连接一串电阻到内部的电池总负来采集其电压，但是这个a点相对于电池的负极来讲，是有可能出现负电压的。
具体负压出现的场景我们一起分析下，如下仿真图：假设是电池包准备充电的场景，充电桩的输出电压要大于电池包的电压，继电器还处于断开状态，R1为a点的分压检测电阻，此时可以发现a点（主负继电器外侧）的电压就是负值；究其原因，是因为充电桩的电压从内外部的绝缘电阻网络灌入到电池端，从而从R1上有一个反向压降。
假设然后我们改小充电桩的输出电压，如下图：此时a点的电压就变成了正值，因为此时是电池的电压灌入到充电桩端，从而在R1的压降是一个正值。
当然，这个负电压的大小与检测电阻大小有关系，我们改小R1的电阻值，如下图：就发现这个负电压也变小了，逻辑与上面分析是一致的。
针对这个负电压，我们也希望能准确识别，在ADBMS2950上就有推荐这样一种采集方案，如下图所示：将高压采样电阻串的参考地改为参考1.25V(VREF1P25)，同时BJB内部ADC的参考地也通过软件配置成1.25V，这样实际就可以将负电压转为正电压，满足AD口输入要求了，这个是ADBMS2950特别具有的功能。
如果BJB没有上述的功能，也不用担心，我们可以人为在采样电阻处增加一路上拉参考电源来实现，列个方程，算一下匹配电阻，具体电路不赘述了哈。
总结：
最近想把后面的工作重心逐步调整到硬件需求分解上面，系统地从全貌角度梳理下，看看有哪些不同的风景；以上所有，仅供参考。
