[實用新型]一種鋰電池參數采集系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN206930763U
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 雷良育;劉兵;李雪原;董亮;李林豐
• 申請（專利權）人: 杭州金秋汽車儲能科技有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 浙江杭知橋律師事務所33256
• 代理人: 王梨華,陳麗霞

技術領域

本實用新型涉及動力電池技術領域，尤其涉及了一種鋰電池參數采集系統(tǒng)。

背景技術

近年來，因為汽車數量的增加導致大量汽車尾氣的排放，環(huán)境污染日趨嚴重，能源枯竭、霧霾加重，而電動汽車等新能源設備能夠有效的解決能源問題與環(huán)境污染，同時鋰電池以其高能量密度、高比容量、可充電、無污染逐漸成為新能源汽車、輪椅等的主要動力來源。電子及化學產業(yè)的高速發(fā)展使得鋰離子電池行業(yè)發(fā)展十分迅速。鋰離子電池是一個高品質要求、高安全性能的產品、使用者使用時電池的效率往往達不到理想目標，有時甚至盲目使用還會引起電池爆炸事件的發(fā)生，人身安全也會受到威脅，因此需要實時檢測電池的運行狀態(tài)，及時發(fā)現隱患。現有技術中大多數只能將測得數據進行顯示，非本領域專業(yè)人員無法對數據進行解讀。另外，現有技術中對電池狀態(tài)的控制過程也只限于在電池運行異常時的緊急應對，無法防患于未然。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術中無法自動判斷電池運行狀態(tài)，及時發(fā)現電池潛在問題的缺點，提供了一種鋰電池參數采集系統(tǒng)。

本實用新型解決了無法自動判斷電池運行狀態(tài)的問題，本設計方案利用了設定好的BP神經網絡和采集電路，來對電池運行狀態(tài)數據進行采集和分析，判斷電池當前的運行狀態(tài)，并通過預先設定的程序電池管理電路根據判斷結果作出相應響應，達到了實時得到電池運行狀態(tài)，精確地對電池狀態(tài)進行控制的目的。有效節(jié)省使用者時間和精力，工作效率更高。

為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決：

一種鋰電池參數采集系統(tǒng)，與待測的鋰電池組和電池冷卻裝置電連接，包括中央處理器、數據采集模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊和上位機；中央處理器控制各模塊工作，接收各模塊數據并與上位機進行通訊；數據采集模塊與中央處理器和鋰電池組電連接，采集鋰電池組中各單體電池的電參數數據并將數據傳輸至中央處理器；電壓檢測模塊與中央處理器電連接，檢測鋰電池組輸出電壓并將檢測值傳輸至中央處理器；電流檢測模塊與中央處理器電連接，檢測鋰電池組輸出電流并將檢測值傳輸至中央處理器；上位機與中央處理器電連接，接收中央處理器數據并實時顯示電池狀態(tài)，通過BP神經網絡分析接收到的數據從而對電池狀態(tài)進行判斷，根據判斷結果向中央處理器下達相應控制指令。BP神經網絡具有生物神經系統(tǒng)的基本特征，在一定程度上反映了人腦功能的若干反映，是對生物系統(tǒng)的某種模擬，具有大規(guī)模并行、分布式處理、自組織、自學習等優(yōu)點。由于人工神經網絡的快速發(fā)展，它已經成為模式識別的強有力的工具，在本實用新型中采BP神經網絡來識別電池的運行狀態(tài)，能夠更加準確地為上位機提供下達控制指令的依據。

作為優(yōu)選，還包括數據通訊模塊、安全管理模塊、熱管理模塊和均衡管理模塊；數據通訊模塊負責中央處理器與各模塊之間以及中央處理器與上位機之間的數據傳輸過程；安全管理模塊與中央處理器和鋰電池組電連接，監(jiān)控電池狀態(tài)并在狀態(tài)異常時切斷電路；熱管理模塊與中央處理器和電池冷卻裝置電連接，控制電池冷卻裝置工作；均衡管理模塊與中央處理器和鋰電池組電連接，控制鋰電池組中單體電池放電。熱管理模塊和電池冷卻裝置連接，電池冷卻裝置類型為風冷型或液冷型，用于在電池溫度過高時對電池進行降溫，避免電池自燃等危險。

作為優(yōu)選，數據采集模塊包括溫度采集電路，溫度采集電路包括至少三個熱敏電阻和至少一個數字控制的模擬電子開關，熱敏電阻設置于鋰電池組單體電池表面以及單體電池之間，熱敏電阻電路與模擬電子開關電連接，模擬電子開關接收中央處理器信號并接通相應通道，將采集到的模擬量傳輸至中央處理器。電路中采用熱敏電阻測量電池溫度，同時會連接有上拉電阻來和熱敏電阻配合分壓，提升輸出的電壓信號精度。為了節(jié)約端口，采用模擬電子開關連接所有的熱敏電阻，采用此設計能夠只用一條通道就能讀取到最多8個熱敏電阻上的電壓值。

作為優(yōu)選，數據通訊模塊包括電平轉換電路，電平轉換電路將中央處理器中的TTL電平信號轉換成上位機中對應的電壓信號并將電壓信號傳輸至上位機中。中央處理器的核心為單片機，上位機通常為PC機，兩者之間的信號形式不相同，為了能夠進行通信，需要進行信號的轉換。

作為優(yōu)選，均衡管理模塊包括均衡電路，均衡電路包括控制芯片、MOS管和功率電阻，控制芯片控制MOS管進行鋰電池組中單體電池的放電。均衡管理模塊的主要作用是當電池組中的某節(jié)電池的電壓過高時，可以用來對電池進行放電操作。

作為優(yōu)選，均衡電路中MOS管的源極與電池正極連接，MOS管柵極串聯(lián)功率電阻后與控制芯片連接。本設計綜合考慮了芯片所能承受的最大放電量，能夠有效控制內部放電過程。