一种动力电池电流监测系统的制作方法

本发明属于动力电池技术领域，具体地涉及一种动力电池电流监测系统。

背景技术：

近年来,电动汽车作为解决能源、环境问题的一个重要发展方向得到了大力发展,而动力电池作为电动汽车的重要组成部分,一直是制约电动汽车规模发展的技术瓶颈。据统计,使用3年以上的动力电池有0.1%～1%失效。因此有效地监控和管理电池便尤为重要。而精确实时检测电池各项参数,是有效管理电池的基础。其中电流参数的检测尤其重要,不仅是因为电流参数的测量准确性直接影响电池SOC估算的准确性,而且电流在电动汽车运行的一系列过程中变化很大,从静止状态下的mA级,到平稳运行时的工作电流在几十A之间,再到车辆启动或短时加速时过百A的电流,所有这些都必须精确检测出来,这就对电流检测的范围和精度提出了很高的要求,需要一种宽量程高精度的监测系统。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种配电柜柜内温度异常报警系统；本发明具有功耗低、可靠性高等优点，有较好的工程意义和广阔的发展前景。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种动力电池电流监测系统，采用LIN总线通信协议，包括充电机、电池组模块、负载、分流电阻模块、电流监测单元、LIN收发器、主控单元、上位机、RS232总线；其结构要点是：所述充电机的输出端连接电池组模块的输入端，所述电池组模块的输出端分为两路，一路连接负载，另一路连接分流电阻模块；所述分流电阻模块的输出端连接电流监测单元，所述电流监测单元的信号输出端通过LIN总线与LIN收发器相互连接通信，所述LIN收发器的信号输出端与主控单元的信号输入端相连接；所述主控单元通过RS232总线与上位机相连。

作为本发明的一种优选方案，所述分流电阻模块采用100μΩ极低阻值分流电阻, 所述分流电阻采用锰铜合金制作。

作为本发明的另一种优选方案，所述电流监测单元采用智能电池传感器MM912J637, 所述电流监测单元为从节点。

作为本发明的另一种优选方案，所述LIN收发器采用TJA1020。

作为本发明的另一种优选方案，所述主控单元采用单片机MC9S12XS128, 所述主控单元为主节点。

本发明的有益效果是。

1、本发明提供一种动力电池电流监测系统，以智能电池传感器MM912J637 为核心的电动汽车电池电流监测系统,通过LIN总线传输实时监测数据；以主控单元MC9S12XS128为核心设计了LIN总线的主节点,实时接收电流数据,进而对电池的充放电过程进行有效监测。对于该系统的主要参数进行了试验验证。本发明动力电池电流监测系统能够有效实现电池电流数据的监测和采集,并具有一定的功能扩展性。本发明动力电池电流监测系统基于智能电池传感器MM912J637为从节点和单片机MC9S12XS128为主节点,采用LIN通信；具有小于1.5%的相对误差,接近8ms的测量速率,较好的测试可重复性。

附图说明

图1是本发明一种动力电池电流监测系统的总体组成框图。

图2是本发明一种动力电池电流监测系统的主控单元接口电路图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种动力电池电流监测系统的总体组成框图。图中，采用LIN总线通信协议，包括充电机、电池组模块、负载、分流电阻模块、电流监测单元、LIN收发器、主控单元、上位机、RS232总线；其结构要点是：所述充电机的输出端连接电池组模块的输入端，所述电池组模块的输出端分为两路，一路连接负载，另一路连接分流电阻模块；所述分流电阻模块的输出端连接电流监测单元，所述电流监测单元的信号输出端通过LIN总线与LIN收发器相互连接通信，所述LIN收发器的信号输出端与主控单元的信号输入端相连接；所述主控单元通过RS232总线与上位机相连。

所述电流监测单元采用智能电池传感器MM912J637, 所述电流监测单元为从节点；所述MM912J637可以同时高精度测量电池电流和电压以及其他参数,工作温度范围宽达-40～125℃，芯片内部集成S12微控制器,这使得测量数据的处理、存储以及传输等功能可以在本地完成，片上集成了LIN2.1接口,可实现电池监测功能的通信和控制。本发明所述MM912J637和一般的汽车电池检测方案相比,这个芯片的最大特点就是高度集成,它内部集成了滤波器、自动控制的PGA等,这样采用专用硬件模块承担软件的任务,不仅降低了软件的复杂性,也使得测量的结果准确且实时。

本发明所述主控单元采用单片机MC9S12XS128, 所述主控单元为主节点；所述单片机MC9S12XS128为飞思卡尔系列单片机，该芯片是针对汽车电子市场的高速低耗16位单片机，具有丰富的片上资源,其中包括1个MSCAN模块，2个支持LIN 协议的的异步串行SCI 接口，1个串行外设SPI接口。因此仅需在该CPU的基础上配置少量外围电路即可实现LIN通信主节点的功能，不仅简化了系统复杂度，而且可提高系统的可靠性。

本发明采用智能电池传感器MM912J637作为电流监测系统核心,负责实时数据的采集；采用MC9S12XS128单片机为监测系统主控芯片,负责数据的接收,共同组成了高精度动力电池电流监测系统。结合图1所示，电流监测单元与主控芯片之间采用LIN通信,监测数据结果由主控芯片进行相应的处理,并可以通过RS232 总线在上位机上实时显示。

所述分流电阻模块采用100μΩ极低阻值分流电阻, 所述分流电阻采用锰铜合金制作。所述LIN收发器采用TJA1020。

目前电流检测方式主要有2种：电阻分流法和霍尔传感器法；在电动汽车这一特殊应用场合中，电阻分流法比霍尔传感器法更具有优势，霍尔传感器体积较大，线性和温度特性不理想，在测量范围低端的线性度很难保证；本发明采用分流电阻法检测电流，考虑到在大电流情况下的功耗问题, 本发明采用的是100μΩ极低阻值分流电阻,该精密电阻采用锰铜合金制作,具有很低的温度系数和热电动势,同时极低的阻值也减少了测量过程中的功率损耗。

如图2所示，为本发明一种动力电池电流监测系统的主控单元接口电路图。从图中可看出，包括主控单元MC9S12XS128、MAX232芯片、LIN收发器TJA1020、LIN接口电路、RS232接口电路；所述主控单元MC9S12XS128的信号端口连接有电源模块LM2940和晶振模块，所述主控单元MC9S12XS128的PS0/RXD0端口连接LIN收发器TJA1020的1/RXD端口，MC9S12XS128的PS1/TXD0端口连接TJA1020的4/TXD端口，MC9S12XS128的PM6端口连接TJA1020的2/EN端口，TJA1020的6/LIN端口连接LIN接口电路；所述MC9S12XS128的PS3/TXD1端口连接MAX232的11/T1IN端口，MC9S12XS128的PS2/RXD1端口连接MAX232的12/R1OUT端口，所述MAX232的7/T2OUT端口和8/R2IN端口连接RS232接口电路。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。