多串及变串数电池下电参数检测方法转让专利
申请号 : CN202011006029.2
文献号 : CN112114267B
文献日 : 2022-02-01
发明人 : 张兴旺 , 孙君光 , 赖前程 , 秦茂 , 杨康佳 , 解建伟
申请人 : 广州擎天实业有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.多串及变串数电池下电参数检测的装置,包括:主控制器(1)、电压采集模块(2)、连接组件(3)和化成模块(4),其特征在于:主控制器(1)的一侧设置有两个以上的电压采集模块(2),电压采集模块(2)之间以菊花链的形式电连接,首个电压采集模块(2)通过通用异步收发器接口与主控制器(1)电连接;
所述电压采集模块(2)包括模拟数字转换器(21),模拟数字转换器(21)上间隔设置有
17个采集引脚,采集引脚用于进行电压采集;采集引脚上呈交替状电连接有采集正极引线(22)和采集负极引线(23);
相邻的电压采集模块(2)之间并联连接有两个连接组件(3),连接组件(3)用于实现相邻的电压采集模块(2)之间的双向通信;
电压采集模块(2)上分别电连接有化成模块(4);所述的化成模块(4)由一个以上的化成子模块(41)串联构成,相邻的化成子模块(41)之间串联连接有串联开关(42),相邻的化成子模块(41)之间并联连接有并联开关(43);所述的化成子模块(41)的数量为8个,化成子模块(41)包括化成正极引线(411)和化成负极引线(412),化成正极引线(411)和化成负极引线(412)分别电连接在待化成的电池(5)两端;
所述的电压采集模块(2)实时采集电池电压并发送给主控制器(1)分析,具体为:模拟数字转换器(21)通过采集正极引线(22)和采集负极引线(23)获得电池(5)的电压,且模拟数字转换器(21)还可以获得电池(5)的过压、欠压、过热和通信故障的故障状态,电压采集模块(2)通过通用异步收发器接口将电压信息发送给主控制器(1);
所述主控制器(1)接收到电压信息后,将其与额定的电压值进行对比,确定电池(5)的当前状态,当电池(5)的电压达到额定值时,将对应的电池(5)断路,具体为:打开串联开关(42),闭合并联开关(43),使电池(5)从供电回路上断开,停止对电池(5)的供电。
2.根据权利要求1所述的多串及变串数电池下电参数检测的装置,其特征在于:所述的电压采集模块(2),还包括采集正极引线(22)、采集负极引线(23)、第一二极管(24)和第二二极管(25),采集正极引线(22)和采集负极引线(23)之间并联连接有第一二极管(24)和第二二极管(25)。
3.根据权利要求2所述的多串及变串数电池下电参数检测的装置,其特征在于:所述的采集正极引线(22)和采集负极引线(23)上分别串联连接有保护电阻(26),保护电阻(26)一侧的采集正极引线(22)和采集负极引线(23)上分别电连接有旁路电容(27),旁路电容(27)的一端接地。
4.根据权利要求1所述的多串及变串数电池下电参数检测的装置,其特征在于:所述的连接组件(3),包括电阻R1、R2、R3和R4、电容C1和C2、二极管D1、D2、D3和D4,电阻R1和电阻R2之间串联连接有电容C1,电阻R3和电阻R4之间串联连接有电容C2,电阻R1、电阻R2、电容C1和电阻R3、电阻R4、电容C2之间并联连接有二极管D1、二极管D2和二极管D3、二极管D4,其中,二极管D1和二极管D2串联连接,二极管D1和二极管D2之间接地,二极管D3和二极管D4串联连接,二极管D3和二极管D4之间接地。
说明书 :
多串及变串数电池下电参数检测方法
技术领域
背景技术
优点,已在多个领域得到广泛的应用。电池在制造完成后,需要通过充放电的方式将电芯内
部的正负极物质激活,改善电池的自放电、充放电和储存的性能,该过程被称为电池的“化
成”工序。
大,且电池检测设备的电源部分与安放电池的针床部分有一定的距离,导致连接电缆多、成
本高、充放电效率低;此外,不同电池通道输出的电流精度不完全一致,导致电池的化成效
果也不完全一致,难以使电池质量保持一致。
流的一致性,且提高了工作效率;对于串联起来的动力电池,在化成过程中需要实时采集单
体电池的电压,以便根据采集到的电池电压来判断电池的状态,当电池的电压达到设定值
时,需要及时从充放电主回路退出,避免电池过充和过放。
导致成本较高,此外,现有的电压采集装置受到电路结构的限制,其采集精度较低,工作可
靠性差,因此需要一种新的电压采集的方法及装置来解决上述的不足。
发明内容
池下电参数检测方法。
块,电压采集模块之间以菊花链的形式电连接,首个电压采集模块通过通用异步收发器接
口与主控制器电连接,相邻的电压采集模块之间并联连接有两个连接组件,电压采集模块
上分别电连接有化成模块。
交替状电连接有采集正极引线和采集负极引线,采集正极引线和采集负极引线之间并联连
接有第一二极管和第二二极管。
阻R2、电容C1和电阻R3、电阻R4、电容C2之间并联连接有二极管D1、二极管D2和二极管D3、二
极管D4,其中,二极管D1和二极管D2串联连接,二极管D1和二极管D2之间接地,二极管D3和
二极管D4串联连接,二极管D3和二极管D4之间接地。
来进行电压采集,主控制器接收到电压信息后,将其与额定的电压值进行对比,即可确定电
池的当前状态,以便在达到额定电压时将相应的电池从充电回路上断开,该装置结构紧凑,
显著减少了外围电路,元器件占用的PCB板面积较小,节约了生产成本,且通过主控制器与
模拟数字转换器的交互来提高了工作精度,解决了现有的电压采集装置存有的外围电路复
杂、成本较高和采集精度较低的技术缺陷,满足了电池化成的需要。
附图说明
4、化成模块,41、化成子模块,411、化成正极引线,412、化成负极引线,42、串联开关,43、并
联开关,5、电池。
具体实施方式
处理器(型号为Cortex‑M3),主控制器1上设置有控制和通信接口,包括但不限于USB接口、
CAN接口、以太网接口和SPI接口等,作为本发明一种较佳的实施方式,所述主控制器1还连
接有上位机,以便将工作信息传输给上位机。
数字转换器21上集成有高速接口、差分接口和电容隔离式通信接口,可监视和检测电池5的
故障状态;模拟数字转换器21上间隔设置有两个以上的采集引脚,采集引脚用于进行电压
采集,具体的,所述采集引脚的数量为17个,模拟数字转换器21上的各采集引脚由下至上依
次标记为VSENSE0、VSENSE1…VSENSE16。
VSENSE7、VSENSE9、VSENSE11、VSENSE13和VSENSE15采集引脚上;采集正极引线22的数量为9
个,各采集负极引线23分别电连接在VSENSE0、VSENSE2、VSENSE4、VSENSE6、VSENSE8、
VSENSE10、VSENSE12、VSENSE14和VSENSE16采集引脚上,其中,除VSENSE16采集引脚所连接
的采集负极引线23外,其余的采集正极引线22和采集负极引线23均为一一配对,依次为:
VSENSE0与VSENSE1、VSENSE2与VSENSE3…VSENSE14与VSENSE15,共计8对,每一对采集正极
引线22和采集负极引线23可对单个电池5进行电压采集工作,即,可同时对8个电池5进行电
压采集。
护电阻26一侧的采集正极引线22和采集负极引线23上分别电连接有旁路电容27,旁路电容
27的一端接地,以便消除电信号对采集信号的影响,采集正极引线22和采集负极引线23之
间并联连接有第一二极管24和第二二极管25,第一二极管24和第二二极管25用于防止在工
作过程中出现电压击穿的情况。
模块2之间可进行双向通信,以使信号能在整条链上传输,首个电压采集模块2通过通用异
步收发器接口与主控制器1电连接,该设置的优点在于:主控制器1只需要与单个的电压采
集模块2连接,然后通过菊花链传递数据,无需与各个电压采集模块2分别建立连接,该结构
显著缩小了电压采集装置的外围电路,且无需大面积的PCB板,节省了生产成本,且简化了
传输逻辑,提高了工作精度。
二极管D1、D2、D3和D4,电阻R1和电阻R2之间串联连接有电容C1,电阻R3和电阻R4之间串联
连接有电容C2,电阻R1、电阻R2、电容C1和电阻R3、电阻R4、电容C2之间并联连接有二极管
D1、二极管D2和二极管D3、二极管D4,其中,二极管D1和二极管D2串联连接,二极管D1和二极
管D2之间接地,二极管D3和二极管D4串联连接,二极管D3和二极管D4之间接地。
子模块41串联构成,具体的,所述化成子模块41的数量为8个,各化成子模块41分别容纳一
个电池5,相邻的化成子模块41之间串联连接有串联开关42,相邻的化成子模块41之间并联
连接有并联开关43,化成子模块41包括化成正极引线411和化成负极引线412,化成正极引
线411和化成负极引线412分别电连接在待化成的电池5两端,化成正极引线411与采集正极
引线22电连接,化成负极引线412与采集负极引线23电连接,以使模拟数字转换器21能获取
到各个电池5的电压。
字转换器21还可以获得电池5的多种故障状态,包括过压、欠压、过热和通信故障,电压采集
模块2通过通用异步收发器接口将信息发送给主控制器1。
并联开关43,使化成模块4保持连通。
息后,将其与额定的电压值进行对比,即可确定电池5的当前状态,以便在达到额定电压时
将相应的电池5从充电回路上断开,该装置结构紧凑,显著减少了外围电路,元器件占用的
PCB板面积较小,节约了生产成本,且通过主控制器1与模拟数字转换器21的交互来提高了
工作精度,解决了现有的电压采集装置存有的外围电路复杂、成本较高和采集精度较低的
技术缺陷,满足了电池化成的需要。
等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。