锂电池组温度与电压监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种锂电池模组温度与电压监测系统，包括控制器、锂电池组、温度采集电路、电压采集电路、A/D转换电路、通信模块、存储器以及电源，其中，所述锂电池组包括多个连接的锂电池；所述温度采集电路包括温度传感器阵列、第一信号调理电路以及第一切换控制电路，所述电压采集模块包括开关阵列、第二切换控制电路以及电压转换电路，所述开关阵列包括多个开关，该多个开关分别连接到每个所述锂电池的正极端以及负极端；所述第二切换控制电路与所述开关阵列连接，控制所述开关，并采集待检测的所述锂电池的正极端电压以及负极端电压；所述电压转换电路将待检测的所述锂电池所述正极端电压以及负极端电压形成的差分电压转换成单端电压。
【专利说明】锂电池组温度与电压监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于锂电池组的温度与电压监测系统。
【背景技术】
[0002]随着电动车的研究,动力电池如锂电池组的需求越来越大,锂电池组通常由多个锂电池串联而成，大量的锂电池串联可以提供较大的输出电压，然而，锂电池组的热特性以及电特性还不太稳定，从而在锂电池组的机械结构以及电路结构设计时如何考虑锂电池模组的散热性、绝缘性能以及耐压性能是一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，确有必要提供一种可以对动力电池中锂电池组的结构设计起到指导作用的锂电池模组温度与电压监测系统。
[0004]一种锂电池模组温度与电压监测系统，包括控制器、锂电池组、温度采集电路、电压采集电路、A/D转换电路、通信模块、存储器以及电源，其中，所述锂电池组包括多个相互连接的锂电池；所述温度采集电路包括温度传感器阵列、第一信号调理电路以及第一切换控制电路，所述温度传感器阵列包括多个温度传感器，设置于所述相邻锂电池之间，用于采集每个所述锂电池的温度信息，所述第一信号调理电路用于将采集到的所述温度信息转化成标准电信号，所述第一切换控制电路用于在各个温度传感器与第一信号调理电路之间切换以实现一个或多个所述锂电池的温度采集。所述电压采集模块包括开关阵列、第二切换控制电路以及电压转换电路，所述开关阵列包括多个开关，该多个开关分别连接到每个所述锂电池的正极端以及负极端；所述第二切换控制电路与所述开关阵列连接，控制所述开关，并采集待检测的所述锂电池的正极端电压以及负极端电压；所述电压转换电路将待检测的所述锂电池所述正极端电压以及负极端电压形成的差分电压转换成单端电压。所述A/D转换电路用于将采集到的所述锂电池的电压以及温度信号进行模数转换后分别作为该锂电池的温度数据以及电压数据输入到所述控制器中，所述通信模块与所述控制器连接，用于传输所述温度数据与电压数据，所述存储器与所述控制器连接，用于存储所述温度数据与电压数据；所述电源为该锂电池组温度与电压监测系统提供电力。
[0005]与现有技术相比较，本发明实施例提供的锂电池组温度与电压监测系统可同时实时地检测锂电池组中每个锂电池的温度以及电压信息，从而可以较好地监控该锂电池组的热特性以及电特性来为采用锂电池组的动力电池的结构设计提供了较好的指导作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明实施例提供的锂电池组温度与电压监测系统的功能结构框图。
[0007]图2为本发明实施例提供的锂电池组温度与电压监测系统中的温度采集电路的功能连接框图。
[0008]图3为图2所述温度采集电路中的第一切换控制电路34部分电路图。[0009]图4为本发明实施例提供的锂电池组温度与电压监测系统中的电压采集电路的功能连接框图。
[0010]图5为本发明实施例提供的电压采集电路的部分电路图。
[0011]图6为本发明实施例提供的锂电池组温度与电压监测系统中的信号隔离处理电路的部分电路图。
[0012]图7为本发明实施例提供的锂电池组温度与电压监测系统中的通道拓展电路的部分电路图。
[0013]主要元件符号说明
【权利要求】
1.一种锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，包括: 控制器； 锂电池组，包括多个相互连接的锂电池； 温度采集电路，该温度采集电路包括: 温度传感器阵列，所述温度传感器阵列包括多个温度传感器，设置于所述相邻锂电池之间，用于采集每个所述锂电池的温度信息； 第一信号调理电路，用于将采集到的所述温度信息转化成标准电信号，以及第一切换控制电路，用于在各个温度传感器与第一信号调理电路之间切换以实现一个或多个所述锂电池的温度采集； 电压采集电路，该电压采集电路包括: 开关阵列，包括多个开关，该多个开关分别连接到每个所述锂电池的正极端以及负极端; 第二切换控制电路，与所述开关阵列连接，控制所述开关，并采集待检测的所述锂电池的正极端电压以及负极端 电压； 电压转换电路，将待检测的所述锂电池所述正极端电压以及负极端电压形成的差分电压转换成单端电压； A/D转换电路，用于将采集到的所述锂电池的电压以及温度信号进行模数转换后分别作为该锂电池的温度数据以及电压数据输入到所述控制器中； 通信模块，与所述控制器连接，用于传输所述温度数据与电压数据； 存储器，与所述控制器连接，用于存储所述温度数据与电压数据；以及 电源为该锂电池组温度与电压监测系统提供电力。
2.如权利要求1所述的锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，选取热敏电阻作为所述温度传感器，所述第一切换控制电路包括作为切换模块的AQW214芯片、限流电阻R1、保护电阻R2、精密分压电阻R3、保护电阻R4、电容Cl以及电容C2，该AQW214芯片包括8个引脚，该第一切换控制电路中，热敏电阻RTl的一端与所述AQW214芯片的引脚5连接，热敏电阻RT2的一端与引脚7连接，所述热敏电阻RTl的另一端与热敏电阻RT2的另一端连接并接地，所述热敏电阻RTl的两端并联所述电容Cl，所述热敏电阻RT2的两端并联所述电容C2，所述AQW214芯片的引脚8作为输出端AIO输出采集到的某一所述锂电池的温度信息，电源电压VCC通过串联的所述限流电阻Rl和保护电阻R2进入所述AQW214芯片的输入端引脚I和引脚3，所述电源电压VCC经过串联的精密分压电阻R3以及保护电阻R4接所述AQW214芯片的输出端ΑΙ0。
3.如权利要求1所述的锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，所述温度采集电路进一步包括一运算放大电路，该运算放大电路与将所述第一信号调理电路连接，将所述第一信号调理电路处理后的信号进一步滤波放大以输入到所述A/D转换电路中。
4.如权利要求1所述的锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，采集每一所述锂电池的正极端电压以及负极端电压的所述第二切换电路包括两个作为切换控制模块的AQW214芯片、限流电阻R5以及保护电阻R6，所述AQW214芯片具有8个引脚，电源电压VCC通过串联的所述限流电阻R5和保护电阻R6连接到每一个所述AQW214芯片的输入端引脚I和引脚3，每一个所述AQW214芯片的引脚7与该AQW214芯片的引脚5连接，该引脚5作为电压输出端，每个所述AQW214芯片的引脚2和引脚4作为选通通道以确定采集某一所述锂电池的正极端电压以及负极端电压。
5.如权利要求1所述的锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，所述电压转换电路包括放大器U1、电容C3、电阻R7、R8以及R9，其中，该放大器Ul用于将差分电压转换为单端电压，该放大器Ul具有8个引脚，其中引脚2为反相输入端、引脚3为正相输入端，前端采集到的所述正极端电压从该放大器Ul的正相输入端输入，所述负极端电压从该放大器Ul的反相输入端输入，所述电阻R7和电容C3并联并跨接在该放大器Ul的正相输入端与反相输入端之间，该放大器UI的引脚I和引脚8之间串接所述电阻R8，该放大器UI的引脚6作为输出端通过所述电阻R9输出所述单端电压，所述引脚4接地，引脚7接电源电压VCC。
6.如权利要求5所述的锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，所述电压采集电路进一步包括一第二信号调理电路，该第二信号调理电路用于将所述单端电压进行隔离运放并转换成适合所述A/D转换电路转换的标准电压，该第二信号调理电路包括隔离运算放大器U3A、电阻RIO、Rll以及稳压管DZl，其中，该隔离运算放大器U3A具有5个引脚，其中引脚3作为正相输入端接所述单端电压，引脚2作为反相输入端与作为输出端的引脚I连接，引脚4接地，引脚5接电源电压VCC，电阻RlO的一端接所述隔离运算放大器U3A的输出端，另一端作为采集电压的输出端AIl与所述A/D转换电路连接，所述电阻Rll的一端与稳压管DZl的正极端连接并接地，所述电阻Rll的另一端与稳压管DZl的负极端连接并连接到所述输出端All。
7.如权利要求6所述的锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，所述隔离运算放大器U3A为OPA2335运算放大器。
8.如权利要求1所述的锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，进一步包括电流采集电路连接于所述锂电池组与所述A/D转换电路之间，该电流采集电路采用一取样电阻来实现，该取样电阻跨接在每个所述锂电池的正极端与负极端之间。
9.如权利要求1所述锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，进一步包括一信号隔离处理电路以对该锂电池组温度与电压监测系统中各个电路或元件产生的输入、输出以及电源信号进行隔离，该信号隔离处理电路包括ADUM1401数字隔离器。
10.如权利要求1所述锂电池组温度与电压监测系统，其特征在于，进一步包括通道拓展电路，用于扩展采集所述锂电池组多路电压以及温度所需的通道数量，所述通道拓展电路采用74HC154译码器。
【文档编号】H01M10/48GK104007391SQ201410178496
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】承浩, 周立峰, 何向明, 李建军, 鲁怀敏, 欧阳明高 申请人:江苏华东锂电技术研究院有限公司, 沙洲职业工学院, 清华大学