[發明專利]一種分布式電池組溫度采集裝置和方法

在審

• 申請號: 201710390206.3
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107014500A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 石雪倩;陳金玲;黎朝暉;劉政;瞿仕波;魯純
• 申請（專利權）人: 湖南利能科技股份有限公司
• 主分類號: G01K1/02
• 分類號: G01K1/02;G01K13/00;H01M10/48
• 代理公司: 長沙思創聯合知識產權代理事務所(普通合伙)43215
• 代理人: 肖戰勝,俞航

技術領域

本發明涉及電子技術領域，特別涉及一種分布式電池組溫度采集裝置和方法。

背景技術

隨著電動汽車、家庭儲能、大規模商業儲能的發展，電池組的應用越來越廣泛。電池的充放電過程是電池內部化學反應的過程，勢必會導致電池溫度的變化。當電池短路、斷路或開路時，電池的溫度會發生巨大的變化導致電池過熱爆炸或過冷失效，嚴重影響電池使用壽命及系統的安全有效運行。此外，電池溫度信息是電池組SOC估算、SOH估算的重要參數，對于整個系統運行狀態的監測至關重要的意義。因此，必須對電池的溫度進行精確的檢測，在電池工作狀態異常時及時報警并進行相應保護措施。

目前電池組的溫度檢測多采用熱敏電阻、熱電偶等模擬傳感器，通過AD采樣電阻值反推出溫度值。該種溫度采集系統只能對溫度進行單點檢測，存在很多弊端。一方面，每一個采樣點需要一路AD采樣口，占用大量MCU的接口資源，甚至采樣點較多時需采用外部AD或多路復用選擇器，且需要復雜的調理放大電路及濾波電路，需要額外提供AD采樣的基準電壓源，硬件電路復雜、成本較高；另一方面，通過電阻值反推出溫度值，需要在軟件中查詢RT表并做相應的算法處理，程序編碼量大、算法復雜、系統可靠性和智能化欠缺。

例如，專利CN101251424A提出了混合動力汽車用動力電池組的溫度檢測系統，該系統使用熱電偶作為溫度傳感器，每一個檢測通道包括一個電池溫度采集模塊、一個多路轉換開關、一個A/D轉換模塊、一個數據處理及控制模塊和一個通訊模塊。溫度采集模塊將熱電偶的輸出進行補償放大，通過多路轉換開關選擇相應的AD采樣通道，AD采樣值送入數據處理及控制模塊進行處理轉換成溫度值；專利CN105811037A提出了電池溫度檢測模塊的檢測裝置及其檢測方法，該專利中提出的電池管理系統的溫度檢測模塊通過溫度檢測排線連接于多個數字電位器，數字電位器分別連接于單片機的控制單元，根據傳感器的阻溫表將數字電位器輸出的電阻值轉化為溫度值；專利CN103234655A提出了一種采用熱敏電阻的BMS溫度檢測電路，該電路包括若干個熱敏電阻及信號采集單元、供電單元，還包括一段并聯設置的開關陣列及分壓電阻；上述專利均為單點式溫度采集，有多少個采樣點就需要多少個采樣通道，大大浪費了硬件資源，且需要對傳感器進行放大調理，外圍電路復雜；此外，數據處理的算法復雜，占用CPU資源，而且，通過電阻值反推出溫度值，需要在軟件中查詢RT表并做相應的算法處理，程序編碼量大、算法復雜、系統可靠性和智能化欠缺，影響系統運行的實時性和高效性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種分布式電池組溫度采集裝置和方法，其無需外圍電路設計，大大簡化了硬件電路，節約了成本。

本發明的解決方案是這樣實現的：一種分布式電池組溫度采集裝置，包括：

分布式溫度傳感網絡，由單總線溫度傳感器組成；

ID讀取模塊，用于讀取所有掛接在單總線上的溫度傳感器的ID號；

ID匹配模塊，用于匹配需要通訊的溫度傳感器；

溫度采集模塊，用于順序發送所有溫度傳感器的ID號，與ID匹配模塊中的ID號匹配的溫度傳感器啟動溫度采集。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，還包括采樣濾波模塊，所述采樣濾波模塊與溫度采集模塊連接，將溫度采集模塊輸入的原始采樣溫度值進行濾波處理。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述分布式溫度傳感網絡中包括若干溫度傳感器，所有的溫度傳感器均掛接在同一個總線上，每一個溫度傳感器均分配有一個唯一的ID號。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述ID讀取模塊通過溫度傳感器的ID號選擇需要采集的溫度傳感器。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，本發明還提供了一種分布式電池組溫度采集方法，包括以下步驟：

S1、MCU通過單總線發送廣播命令ID讀取指令，所有的溫度傳感器接收到指令以后發送自己的ID號到總線上；

S2、通過二叉樹算法對單總線上的數據進行分類辨析，從而解析出完整的ID號并保存至數組中，判斷是否讀取完畢所有的ID，讀取完畢則啟動溫度采集，否則繼續運用二叉樹算法讀取ID；

S3、獲取到所有溫度傳感器的ID之后，MCU順序發送ID到單總線中，與ID相匹配的溫度傳感器即做出響應，返回溫度采集值到單總線中；與ID不匹配的溫度傳感器則不做出響應。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，在所述步驟S3之后，還包括步驟S4，將讀取的溫度值進行濾波處理。