高压母线监控单元hrmu-vz_v3.1_数据手册190321

高压母线监控单元HRMU-VZ(V3.1)数据手册修订记录日期 版本 修订说明2019-03-21V1.0初始版本目录一、产品特点 ......................................................... 1 二、产品概述 ......................................................... 1 三、典型应用 ......................................................... 2 四、绝对最大额定值 ................................................... 3 五、电气特性 (3)六、结构框图 (5)七、功能描述 ......................................................... 5 八、接口定义 ......................................................... 7 九、外形尺寸 ......................................................... 9 十、通信协议 ......................................................... 9 十一、典型特性 ...................................................... 12 十二、安装注意事项 .. (16)一、产品特点● 电流测量分辨率和量程：0.01A(±3000A)，最高精度0.01A。

● 电压测量范围：0V-630V，最高精度<0.1V。

● 绝缘电阻检测范围：0-200 MΩ,最高精度：0.01MΩ，可分别测量正端和负端对低压系统的绝缘阻值。

● 电流、电压测量周期：8ms。

● 绝缘检测周期：2-3s。

● 同时6路电压测量：1路主通道精度<0.1V；5路辅助通道精度1V。

● 低压供电电压范围：8.5V-33V，供电电源具有输入反接保护功能。

● 低压系统防护等级：IP67。

● 高、低压系统隔离耐压：3500Vrms/60s。

● 通过CAN 总线更新程序和参数标定。

二、产品概述高压母线监控单元（HRMU）是专门设计用于监控电池组高压母线的电流、电压、绝缘电阻等关键信息的模块。

模块采用CAN 总线通讯，易于安装，布线简单，母线电流、电压检测精度高、速度快，绝缘电阻在线实时测量，特别适合于新能源汽车（EV、PHEV）的高压母线检测，以及其它具有高低压隔离系统的高压部分母线监控。

模块名称：高压母线监控单元 型号：HRMU-VZ(V3.1) 功能测量方法测量周期 通道 数据传输 A/D 精度 电流测量 分流器 8ms1个 CAN 2.0B 16位 电压测量 电阻分压主通道8ms，辅助通道1～3为100ms，辅助通道4、5为25ms6个CAN 2.0B 16位绝缘检测 高压注入法 2-3s 2个 CAN 2.0B 16位图1 高压母线监控单元实物(HRMU)三、典型应用本产品主要应用于电动汽车和混合动力汽车，典型应用如图2所示。

四、绝对最大额定值● 低压供电电压最大● 高压母线电压最大● 高压母线电流最大● 高压母线电流最大● 工作温度范围（工作温度范围（● 高压/低压系统五、电气特性测试条件：环境温度25图2 高压母线监控单元(HRMU)典型应用最大值……………………………………最大值……………………………………最大连续值……………………………最大瞬时值……………………………（关闭绝缘检测）…………………-40（打开绝缘检测）…………………-40系统隔离耐压…………………………3500V 25℃。

………33V ………630V ……±350A ……±3000A 40～85℃ 40～70℃00Vrms/60s参数 限值 单位 条件 最小 典型 最大 低压供电电压8.5 12 33 V —低压供电电流—180—mA低压供电电压为12V —150—mA低压供电电压为12V，绝缘检测功能禁止 高压系统主电压通道工作电流—0.40 1.5 mA低压供电电压为12V，绝缘检测功能使能，母线电压为360V —0.38 — mA低压供电电压为12V，绝缘检测功能禁止，母线电压为360V 高压静态耗电电流 — — 1 μA 低压供电电压为0V高压母线电压测量范围 0 — 630 V —高压母线电压测量精度 — — 0.1 V 主通道— — 1 V 辅助通道高压母线电流测量范围 -3000 — 3000 A —高压母线电流测量精度 — 0.01 — A 电流小于10A — 1‰ — A 电流大于10A高压母线电压和电流更新周期— 8 — ms — 绝缘电阻测量范围—200 MΩ—绝缘电阻测量精度5 1020 K Ω正端或负端单侧绝缘阻值0-100K Ω，母线电压为360V，电压稳定 5 10 20 %正端或负端单侧绝缘阻值100K Ω-50M Ω，母线电压为360V，电压稳定 5 20 40K Ω两端绝缘阻值0-100K Ω，母线电压为360V，电压稳定绝缘电阻测量响应时间 绝缘电阻测量需求的高压母线电压六、结构框图HRMU 结构框图七、功能描述2.1:电流测量HRMU 使用的电流测量的方法。

测量数据说明见1020 50 %2 —3 s 60—630V图3 高压母线监控单元结构框图流测量方法为高精度采样电阻匹配16位高说明见下表。

两端绝缘阻值100K Ω-50MΩ，母线电压为360V，电压稳定— —位高精度A/D 转换器量程范围 精度 数据格式 数据范围 系数(分辨率) 偏移量 ±3000A 1‰ 24位无符号 0—600000 0.01A -3000HRMU 的测量数据为24位无符号数，系数（分辨率）0.01A,偏移量-3000。

数据示例1：电流数据为543543，则系统实际的电流值为： I =543543×0.01-3000=2435.43A。

数据示例2：电流数据为123123，则系统实际的电流值为：I =123123×0.01-3000=-1768.77A。

2.2：电压测量HRMU 模块可以同时采集6路电压信号：一个主通道和五个辅助通道，电压采集通过高精度分压电阻进行分压后，通过双重修正方法保证电压的测量精度:电压测量使用16位的A/D 转换，产品下线后对HRMU 进行二次修正，充分保证电压采集的准确性。

数据示例：主通道电压数据为1234，则实际的电压值V=1234 0.1=123.4V，辅助通道电压数据为123，则实际的电压值为V=123V。

2.3：绝缘电阻测量HRMU 模块中测量绝缘电阻使用的是本公司自主研发的母线电压注入法，通过使用该方法可以高效、可靠测量出系统高压、低压之间的绝缘电阻。

绝缘检测功能首先要求模块的高压母线电压在正常范围内，即J1接口对RS+/RS-的电压应满足绝缘检测需求。

如果用户不使用绝缘检测功能，请用CAN 总线的相关命令（具体的命令见后面的协议介绍）关闭HRMU 系统绝缘检测，关闭绝缘检测后并不影响电压、电流的测量精度和速度。

通道量程范围 精度数据格式数据范围系数(分辨率) 通道总数 主通道 630V 0.1V 16位无符号 0—10000 0.1V 1 辅助通道 630V 1V12位无符号 0—10001V 5RS-九、外形尺寸图6 高压母线监控单元外形尺寸十、通信协议HRMU 模块中使用的CAN 通讯协议为CAN2.0B，默认的通讯速率为250Kbps，同时也可以接受用户的定制通讯速率（125Kbps—1Mbps）。

目前模块中通讯和命令数据使用的是标准帧，共有三条报文数据，CV_ID、IS_ID、CM_ID,其中CV_ID 用来传输电流、电压采样的同步数据；IS_ID 用来传输绝缘电阻测量数据，CM_ID 则是其它控制器发送的命令数据可以使能或禁止HRMU 的绝缘检测电路。

帧名称 帧ID 值 帧类型 周期 方向 内容 长度 CV_ID-1 0X1A 标准帧 8ms 发 电流、主通道电压等 8Byte CV_ID-2 0X1B 标准帧 25ms 发 辅助通道电压 8Byte IS_ID 0X50 标准帧 256ms 发 绝缘电阻等8Byte CM_ID0X20标准帧收使能/禁止绝缘检测8Byte报文的数据定义如下：1. HRMU 上传电压电流数据报文 CV_ID-1数 据数据位置 数据内容 分辨率偏移量取值范围BYTE BIT BYTE1 7-0 电流值高8位字节 0.01A -3000 24位无符号数， 取值范围： -3000～3000ABYTE2 7-0 电流值中8位字节 BYTE3 7-0 电流值低8位字节 BYTE4 7-0 主通道电压高字节 0.1V 0 0—1000VBYTE57-0 主通道电压低字节 BYTE61-0 (LSB)电流测量断线标志10 0x00：正常 0x01：断线报警 0x02：断线检测中7-2 （MSB）保留———— ——BYTE7 7-0 HRMU 版本号0.1 0 V3.1版本：0x1FBYTE8 7-0 HRMU 自由计数1 0 0—255（递加）2. HRMU 上传电压电流数据报文 CV_ID-2数 据数据位置 数据内容 分辨率偏移量 取值范围 BYTE BITBYTE17-0 辅助通道1电压值高8位 1V 0 12位无符号数， 取值范围： 0—1000V BYTE27-4 辅助通道1电压值低4位 3-0辅助通道2电压值高4位1V12位无符号数， 取值范围：BYTE3 7-0 辅助通道2电压值低8位 0—1000VBYTE47-0 辅助通道3电压值高8位 1V 0 12位无符号数， 取值范围： 0—1000V BYTE57-4辅助通道3电压值低4位 3-0辅助通道4电压值高4位 1V 012位无符号数， 取值范围： 0—1000VBYTE6 7-0 辅助通道4电压值低8位 BYTE7 7-0 辅助通道5电压值高8位 1V 012位无符号数， 取值范围： 0—1000VBYTE8 7-4 辅助通道5电压值低4位 3-0保留——————3. HRMU 上传绝缘电阻值等数据报文 IS_ID数 据数据位置 数据内容 分辨率 偏移量 取值范围 BYTE BITBYTE1 7（MSB）负端/正端绝缘阻值标志1 0 0：负端绝缘电阻值 1：正端绝缘电阻值6-0绝缘电阻值高7位 0.01MΩ 0 0—200MΩ BYTE2 7-0 绝缘电阻值低字节 BYTE3 7-0 参数标定用 —— —— —— BYTE4 7-0 参数标定用 —— —— —— BYTE5 7-0 参数标定用 —— —— —— BYTE6 7-0 参数标定用 —— —— ——BYTE7 7-0HRMU 版本号 0.1 0 V3.1版本：0x1F BYTE81-0 (LSB)绝缘检测内部故障1 0 0x00：正常 其他：故障2高压系统电压过高或过低，不能启动绝缘检测 1 0 0：正常 1：报警 5-3 保留 —— —— —— 6绝缘检测使能状态10：禁止 1：使能7 （MSB）绝缘检测故障状态 1 00：正常 1：故障 （说明：若Bit2 -Bit0全为0则Bit7为0，否则为1）4. HRMU 接收的命令报文 CM_ID数 据数据位置 数据内容 分辨率 偏移量 取值范围 BYTE BIT BYTE1 7-0 保留—— —— —— BYTE2 7-0 保留 —— —— —— BYTE3 7-0 保留 —— —— —— BYTE4 7-0 保留 —— —— —— BYTE5 7-0 保留 —— —— —— BYTE6 7-0 保留 —— —— —— BYTE6 7-0 保留—— —— ——BYTE87-0HRMU 绝缘检测功能使能指令10x01：禁止 其他：使能十一、典型特性图7 静态电压测试(主通道， 0V)-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.5时间(m s )5544.311104.21666422223.927783.733343.638903.444463.350023.155********.866702.772262.577822.383382.288942.194501.9100061.7105621.6111181.4116741.3122301.1127861133420.8138980.7144540.5150100.4155660.2161220.1166779.9172339.8177899.6183459.4电压(V)电压(V)图8 静态电压测试（电压323.9V ）图9 静态电流测试(0A)315317319321323325327329时间(m s )34006799.810199.813607.717007.620407.523807.427207.330607.234015.137********.944214.847614.751014.654422.657822.461222.464622.468022.271422.174830.678230.581630.385030.28843091829.895237.4主通道电压(V)辅助通道1电压（V ）辅助通道2电压（V ）辅助通道3电压（V ）辅助通道4电压（V ）辅助通道5电压（V ）-0.05-0.04-0.03-0.02-0.0100.010.020.030.040.05时间(m s )5643.911300.516955.622611.428267.333923.139579.245234.850890.656546.562202.367858.27351479169.884826.390481.596137.4101793.2107449.1113105.5118760.8124416.6130072.4135728.3141384.2147039.9152695.8158352.2164007.5169663.3175319.2180975电流(A)电流(A)图10 静态电流测试(4.50A)图11 动态电压电流测试44.14.24.34.44.54.64.74.84.95时间(m s )5536.311088.21664022191.827743.733295.638847.444399.249951.155502.961054.81599.97151.812703.618255.523807.329359.23491140462.946014.751566.657118.462670.368222.173********.884877.790429.595981.4101533.2172091.7177643.6183195.4电流(A)电流(A)-100-50050100150200250300200220240260280300320340360380400时间(m s )4855.99719.814583.119446.924310.729174.534038.338902.543766.548629.853493.658357.463221.268085.572949.177812.682676.487540.29240497268.3102131.7106995.5111859.3116723.1121586.9126450.7131314.5136178.3141042.3145906150769.8155633.6160497.4165361.2电压(V)电流(A)图12 正端单侧绝缘电阻实测值随阻值的变化关系（单位MΩ，电池电压360V ）图13 负端单侧绝缘电阻实测值随阻值的变化关系（单位MΩ，电池电压360V ）0.010.1110100100000.010.020.050.10.20.30.40.50.712510152050100150200Rp(Min)Rp(Max)0.010.1110100100000.010.020.050.10.20.30.40.50.712510152050100150200Rn(Min)Rn(Max)图14 正端负端两侧绝缘电阻测量误差随阻值的变化关系（x 轴表示为Rp ，Rn （单位MΩ），电池电压360V ）十二、安装注意事项1. 高压母线监控单元的电流采样接口应接在高压系统（如电池组）的负极，主通道电压采集接口应连接至高压系统（如电池组）的正极，以保证绝缘检测部分正常工作；2. 高压母线监控单元低压供电不应采用常电的方式，以免产生额外的高压系统或低压系统耗电；3. 请按照接口定义说明完成连线，避免接线错误致使高压母线监控单元损坏；4.建议将高压母线监控单元布置在利于散热的位置，避免环境温度过高或剧烈变化，这样可以提高产品的可靠性和使用寿命。