[發(fā)明專利]一種適用于儲能電池的光纖Bragg測電壓方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110191732.3
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN113009214B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚德華;王嘉興
• 申請（專利權(quán)）人: 傲普（上海）新能源有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 徐軍科

本發(fā)明公開了一種適用于儲能電池的光纖Bragg測電壓方法，包括ASE寬帶光源、隔離器、分路器、多串光纖Bragg、F?P可調(diào)諧濾波器、鋸齒波驅(qū)動電路、光電轉(zhuǎn)換電路、MCU、被動均衡電路。BMS測電壓系統(tǒng)因具有耐腐蝕性可方便的用于各種化學(xué)電池的任意位置如儲能行業(yè)常見的磷酸鐵鋰電池的外部和內(nèi)部或者液流電池的外部和內(nèi)部，而且其具有精度高和抗電磁干擾等眾多優(yōu)點，利用STM32F103ZET6為主控芯片結(jié)合可調(diào)諧F?P濾波器解調(diào)技術(shù)實現(xiàn)FBG傳感器的測壓系統(tǒng)；系統(tǒng)便攜小巧，價格低，性價比高。本系統(tǒng)可方便和現(xiàn)有BMS系統(tǒng)集成替代國外長期壟斷的電池前端采集芯片AFE。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光纖Bragg測電壓方法，具體為一種適用于儲能電池的光纖Bragg測電壓方法，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光纖Bragg傳感器是近些年光纖傳感領(lǐng)域研究的熱點。它不受電磁干擾、絕緣性能高、防爆性能好、耐腐蝕等優(yōu)點。

光纖Bragg傳感器解調(diào)的方法主要包括干涉法、光譜儀法、波長可調(diào)諧光源法、光柵色散解調(diào)法、濾波法等。其中，可調(diào)諧F-P濾波法具有靈敏度高、調(diào)諧范圍大等優(yōu)點。

現(xiàn)有BMS測電壓系統(tǒng)采用電池前端采集芯片AFE，該芯片長期被國外壟斷，比如LTC公司的LTC6811芯片,NXP公司的MC33771芯片，TI公司的BQ76PL455和BQ76940,Maxim公司的MAX17823等。

而市場上的現(xiàn)有的光纖Bragg測電壓系統(tǒng)常常價格昂貴，體積較大，主控芯片非主流芯片開源性和可移植性差，不方便與現(xiàn)有的BMS系統(tǒng)集成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決問題而提供一種適用于儲能電池的光纖Bragg測電壓方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：一種適用于儲能電池的光纖Bragg測電壓方法，所述方法應(yīng)用于測電壓系統(tǒng)中；所述測電壓系統(tǒng)包括：

ASE寬帶光源：該模塊的主要功能是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，產(chǎn)生功率足夠、頻譜比較寬的光波信號，以便于光波在光纖中傳輸；

隔離器：使光波沿著光纖在一個方向上傳輸，防止反射回來的光波到達寬帶光源，以免損傷光源；

分路器：實現(xiàn)光纖信號的分路，如果采用是：一個輸入，兩個輸出的分路器，該分路器將輸入的一路光波信號分成兩路光波信號輸出；

多串光纖Bragg：多串的光纖Bragg傳感器，每一個傳感器貼在一個儲能電池上；

F-P可調(diào)諧濾波器：用于在鋸齒波驅(qū)動電壓的作用下，掃描反射回來的光波信號；

鋸齒波驅(qū)動電路：提供鋸齒波信號，從而驅(qū)動濾波器；

光電轉(zhuǎn)換電路：將微弱的光信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號，并將電信號進行放大，同時抑制外界的噪聲；

MCU：處理光電轉(zhuǎn)換而來的電信號，并通過內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對儲能電池電壓的采集；

被動均衡電路：將實時采集的電壓信號通過光纖Bragg傳感器測電壓的被動均衡來實現(xiàn)儲能電池的電壓采集和電壓的被動均衡。

所述方法包括以下步驟：

步驟1：光波由寬帶光源發(fā)出，當(dāng)儲能電池的電壓產(chǎn)生變化時，則其通過光纖Bragg傳感器返回的波長也會發(fā)生變化；

步驟2：反射回來的光信號通過分路器傳輸給F-P可調(diào)諧濾波器的F-P腔；

步驟3：鋸齒波驅(qū)動電路輸出鋸齒波電壓，使得F-P可調(diào)諧濾波器的腔長發(fā)生相應(yīng)的變化，這樣穿過F-P腔的光波也會發(fā)生變化；

步驟4：當(dāng)光纖Bragg傳感器的反射波長和F-P腔的波長重合時，光電轉(zhuǎn)換電路探測到相應(yīng)的光信號；