[實用新型]帶振動和溫濕度檢測的鋰電池組分布式檢測裝置

有效

• 申請號: 201220579388.1
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN202929177U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 謝長君;全書海;王姣;鄧堅;黃亮;孫曉明;王樹明;程洪
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G08C19/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

技術領域

本實用新型屬于一種鋰電池組分布式檢測方法，具體的說是一種帶振動和溫濕度檢測的鋰電池組分布式檢測裝置。

背景技術

鋰電池由于其具有高能量密度、長壽命、低自放電率、無污染等優點，迅速成為現代混合動力車研發的熱點。混合動力對蓄電池電壓的要求多在300～400V之間，也有個別電動汽車由于動力的需求會使蓄電池總電壓達到500多伏。一般單片鋰電池充滿電為3.32V以上，要達到幾百伏動力源需要一百多片鋰電池單片串聯，鋰電池系統在運行過程中由于各種內部或者外部的原因可能會使鋰電池單片工作出現異常，從而影響整個鋰電池系統的性能與安全，為了確保鋰電池的正常工作并評估其性能，應對運行參數進行實時監控。在應用于混合動力系統的過程中，很多常見因素會影響鋰電池工作，如由路面崎嶇、撞車、翻車等引起的車體內鋰電池振動可能會致使電池系統工作性能受到影響；鋰電池組在工作過程中會因為發熱在電池箱內形成一定的溫度梯度，當溫度過高時會使電池的性能嚴重下降，甚至燒毀電池；鋰電池中水分的存在不但能夠導致鋰電池電解液中鋰鹽的分解并對正負極材料、集流體都有一定的腐蝕破壞作用，而且也導致電池循環性能及安全性能降低，水分子過高也會造成電池容量衰減。因此振動狀況、溫濕度信息的檢測也是鋰電池的檢測中非常重要的部分。

一種帶振動和溫濕度檢測的鋰電池組分布式檢測方法作為一種新型的鋰電池組檢測方法，在傳統的檢測方式中不僅加入了極為重要的振動和溫濕度的檢測而且在電壓檢測上做出了改進，傳統檢測方式中以多個電池單體為一組組成電池模塊，測量模塊電壓，一般模塊電壓有二十伏左右（以五個電池單體組成電池模塊為例），電壓較高，一般需要隔離才能輸出到下一級，這種方式不僅不能具體的知道每片單體電池的性能（只能知道電池模塊的性能），而且還使檢測單元更加復雜。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種簡單可靠、可擴展性強的帶振動和溫濕度檢測的鋰電池組分布式檢測裝置，以克服現有技術的不足。

為了實現以上目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種帶振動和溫濕度檢測的鋰電池組分布式檢測裝置，包括若干個檢測單元，每個檢測單元以多個串聯的鋰電池單體進行測量，每個檢測單元對每個鋰電池單體進行檢測，其特點是：所述每個檢測單元包括：繼電器選通陣列、譯碼器選通單元、信號調理單元、撥碼開關、微處理器MCU以及自供電電源模塊，所述繼電器選通陣列通過譯碼器選通單元與微處理器MCU相連，所述微處理器MCU還分別與信號調理單元和撥碼開關相接，微處理器MCU通過CAN總線與鋰電池包主控單元相連接，所述自供電電源模塊輸入端連接鋰電池包，其輸出端給整個裝置供電。

還包括振動傳感器模塊和溫濕度傳感器模塊，所述振動傳感器模塊和溫濕度傳感器模塊的輸入端分別與鋰電池包相連，所述振動傳感器模塊和溫濕度傳感器模塊的輸出端分別與所述微處理器MCU相連接。

所述信號調理單元通過精密基準電壓源電路與微處理器MCU相連接。

所述串聯的鋰電池單體為16個，檢測m片單電池串聯的鋰電池包時，采用m/16個檢測單元。

所述譯碼器的輸入端與微處理器MCU的I/O口連接。

所述繼電器陣列由16個繼電器組成，每個鋰電池單體對應一個繼電器，每一個繼電器中含有兩個單繼電器，兩個單繼電器分別與鋰電池單體的正負極相連接。

所述信號調理單元包括精密軌到軌運放構成的電壓跟隨器、電壓反相器、差分比例放大電路、精密電阻R1～R6、電容C1～C2以及穩壓管，其中單片電壓信號的輸入端與差分比例放大電路的同相端相連接，所述精密基準電壓源經過電壓反相器與差分比例放大電路的反相端相連接，信號調理單元的輸出端設置有電容與穩壓管組成的限幅輸出保護電路。

與現代諸多電池檢測系統相比，本實用新型引入了振動信號和溫濕度信號的檢測，增強了電池系統應用的可靠性。為了實現目的，首先采用了freescale公司的加速度傳感器MMA7455L采集振動信號，MMA7455L提供了I²C和SPI數字接口，這使微控制器MCU可以通過主控同步串行端口與外圍模塊相連。檢測單元的微控制MCU通過I²C總線得到振動信號之后，對振動信號進行判斷分級（分為嚴重振動和輕微振動）。其次對于溫濕度的采集采用了奧松公司的AM2303，這是一款數字式集成溫濕度傳感器，精度高，不需要A/D轉換器，只需要通過簡單的I/O口給微控制器MCU傳遞信息。