本发明专利技术一种新型电池及组合电池的测温控制装置及其方法，用于各种电池及其电池组的静态及动态温度测试，包括感温前端、温度信号采集计算模块、电池管理模块、通讯模块、终端及独立显示模块，电池组供电，感温前端、温度信号采集计算模块、电池管理模块、通讯模块和终端及独立控制模块顺次相连，独立供电模块分别与温度信号采集计算模块和电池管理模块相连，电池组与电池管理模块相连，该感温前端包括光纤或光栅传感器，通过导热固定件设在电池组上。具有布设方便，操作简便且测温精度高，能实时有效的监测每一节和每一区域电池的温度变化，检测点连续、范围广，不带电，抗射频和电磁干扰，防燃，防爆，抗腐蚀，耐高压，能在各种环境中开展工作。
【技术实现步骤摘要】
新型电池及组合电池的测温控制装置及其方法
本专利技术涉及一种新型电池及组合电池的测温控制装置及其方法，属于电池安全保护领域。
技术介绍
随着动力电池及组合电池在日常工作生活中不断得到应用，应用环境也在不断发生变化，电池及组合电池就需要一套更安全温度控制系统。新能源的不断发展，电池及组合电池数量不断增加，工作温度检测点也随之不断增加，常规测温方式已不再适合，例如热敏电阻，热电偶等感温前端，每一节电池都需要一个感温前端，300节电池就需要300个感温前端，需要600根导线连接到感温前端，可整个覆盖住电池组，不利于电池组散热，造成电池上的连接线走线复杂，在测试方式上使用弱电信号极易受到电磁干扰，造成安全故障及事故，在安装过程中容易造成短路，断路，绝缘损伤，在多电池及电池组的级联后高压情况下易被击穿，与高压设备的绝缘度不够，检修困难，在带电情况下不易检修或更换配件。从上述常规测试方式存在以下缺陷和不足：（a）由于它们都使用金属导线，在线皮损伤的情况下造成短路；（b）由于测试点太多安装时必须对每一个点进行温度校准，而且测试时误差大；（c）由于他们都是采用弱点模拟电压的变化来进行信号测量，在受到射频和电磁干扰时形成测试误差或误触发信号；（d）由于它们采用的是金属导电材料，金属导线易受到腐蚀，造成测量故障；（e）由于线材太多，不利于被测物体本体的散热；（f）由于他们外部采用塑胶材料（聚烯烃、尼龙、聚氨酯、橡胶）制成，在遇到电解液腐蚀时，不能被检测到所处状态，易造成他们与电池的短路引起火灾；（g）由于它们在高压情况下易被击穿，造成检测线路的损坏，造成安全事故。所以针对以上所述，必须要选用一种新型电池及组合电池的测温控制装置，它不带电，抗射频和电磁干扰，防燃，防爆，抗腐蚀，耐高压，耐辐射，能在各种有害环境中开展工作，测试电池及组合电池的温度。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种新型电池及组合电池的测温控制装置。不带电，抗射频和电磁干扰，防燃，防爆，抗腐蚀，耐高压，耐辐射，能在各种有害环境中开展工作，测试电池及组合电池的温度。本专利技术的再一目的在于提供上述的测温控制方法。本专利技术目的通过下述技术方案实现：一种电池的测温控制装置，包括感温前端、温度信号采集计算模块、电池管理模块、通讯模块、终端及独立显示模块，电池组供电，所述的感温前端、温度信号采集计算模块、电池管理模块、通讯模块和终端及独立控制模块顺次相连，独立供电模块分别与温度信号采集计算模块和电池管理模块相连，电池组与电池管理模块相连，其中，所述的感温前端包括光纤或光栅传感器，通过导热固定件设置在电池组上，将电池温度变化转化为光信号，不受射频和电磁干扰影响；所述的温度信号采集计算模块至少包括光纤滤波器、光电耦合器、激光发射器、光电探测器、光电调理器、信号放大器、信号处理器和信号传输模块，光纤滤波器与感温前端相连，光纤滤波器、光电耦合器和激光发射器顺次连接；同时，光纤滤波器、光电探测器、信号放大器、光电调理器和光电耦合器顺次连接，所述信号放大器、信号处理器和信号传输模块顺次连接，其中，激光发射器受信号处理器频率调制发出激光，激光经光电耦合器耦合射入光纤滤波器后进入光纤或光栅传感器；所述的电池管理模块包括电池组充电管理模块、主控处理器、电磁环境传感器、电流采样模块、MEMS传感器模块、通讯隔离模块和电压采样模块，电池组充电管理模块分别与主控处理器和电池组相连，电压采样模块分别与主控处理器和电池组相连，主控处理器分别与信号传输模块、电磁环境传感器、电流采样模块、MEMS传感器模块和通讯隔离模块相连，所述的通讯模块受主控处理器控制；所述的通讯模块包括通讯管理线路、下行接口和下行接口线路，由通讯管理线路通过SPI/CANBUS通讯协议与主控处理器相连；所述的终端及独立控制模块包括上行接口线路、终端、独立显示器、无线收发模块、安全控制模块和报警模块，上行接口线路与下行接口线路相连，与终端通过互联网相连，分别与独立显示器、无线收发模块、安全控制模块、包括警示灯、蜂鸣器和/或喇叭的报警模块通过互联网相连，所述的无线收发模块通过低频或高频信号实现与终端或独立显示器之间的通讯；所述的独立供电模块包括辅助电池充电管理线路、辅助电池、辅助电池管理模块、低压稳压模块和高压稳压模块，所述的辅助电池充电管理线路分别与辅助电池和辅助电池管理模块相连且构成回路，辅助电池管理模块分别与低压稳压模块和高压稳压模块相连，独立供电模块向温度信号采集计算模块提供低压直流电源，向电池管理模块提供高压直流电源。在上述方案基础上，所述的感温前端还包括导热固定件和连接器，所述的光纤或光栅传感器通过导热固定件固定在电池组上，与电池组表面相接触，并通过连接器与光纤滤波器相连。光纤滤波器就是从众多的波长中挑选出所需的波长，而除此波长以外的光将会被拒绝通过，用于波长选择、光放大器的噪声滤除、增益均衡、光复用/解复用；光电耦合器是以光作为媒介传输电信号的一种电—光—电转换器件，由发光源和受光器两部分组成，把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离；激光发射器是利用激光二极管作为发射光源，利用信号处理器对激光进行频率调制。光纤滤波器对光信号进行滤波处理，光电耦合器接收检测信号，传输调制脉冲信号，激光发射器输出调制脉冲信号，光电探测器和光电调理器处理光电信号、信号放大器将信号放大，信号处理器对温度信号进行处理，信号传输模块将温度信号传输至电池管理模块。电池管理模块对电池组进行安全保护，对电池电压、电流、容量和温度进行保护，并对温度信号进行处理，根据预设电池安全工作温度范围，驱动安全控制模块和报警模块，实施安全保护，提供温度预警；电磁环境传感器用于检测电磁干扰状况；MEMS传感器模块用于测试电池组振动状况；电压采样模块用于检测电池组的电压及电压均衡。独立供电模块利用辅助电池作为DC输入源，稳压输出直流高压和直流低压。通讯模块使用多种通讯协议将电池管理模块处理过的温度信号，实时传输至装置外部的终端和独立显示器、无线收发模块、安全控制模块和报警模块。在上述方案的基础上，所述的光纤或光栅传感器为一根以上且不含金属材料，可以任意弯曲分布在电池组或其他被测物体的表面或组合结构内部。在上述方案的基础上，所述的导热紧固件由导热胶或其他绝缘导热材料制成。在上述方案的基础上，所述的测温方式很好的用于汽车、中大型储能，通讯基站、冷链车区域温度监控、远洋船舶环境监控等。由于感温前端整体使用绝缘材料，不会造成电池组短路，耐腐蚀，可以很容易使用在高压，高电磁辐射的恶劣环境中。在上述方案的基础上，所述的电池组为铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、镍锌电池、锂离子电池或钠硫电池，数量为一颗以上。在上述方案的基础上，所述的主控处理器使用32位MCU芯片。在上述方案的基础上，所述的通讯管理通过GPRS进行远程无线监控在上述方案的基础上，所述的通讯管理通过WiFI进行远程无线监控在上述方案的基础上，所述的通讯管理线路通过SPI/CANBUS通讯协议与主控处理器相连；所述的下行接口使用RS232、RS485、I2C、SPI、CANBUS和LINBUS通讯协议。在上述方案的基础上，所述的终端通过电脑来显示内容或进行控制。在上述方案的基础上，所述的终端通过手本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池的测温控制装置，包括感温前端（1）、温度信号采集计算模块（2）、电池管理模块（3）、通讯模块（4）、终端及独立显示模块（5），由电池组（7）供电，其特征在于：所述的感温前端（1）、温度信号采集计算模块（2）、电池管理模块（3）、通讯模块（4）和终端及独立控制模块（5）顺次相连，独立供电模块（6）分别与温度信号采集计算模块（2）和电池管理模块（3）相连，电池组（7）与电池管理模块（3）相连，其中，所述的感温前端（1）包括光纤或光栅传感器（11），通过导热固定件（12）设置在电池组（7）上；所述的温度信号采集计算模块（2）至少包括光纤滤波器（21）、光电耦合器（22）、激光发射器（23）、光电探测器（24）、光电调理器（25）、信号放大器（26）、信号处理器（27）和信号传输模块（28），光纤滤波器（21）与感温前端（1）相连，光纤滤波器（21）、光电耦合器（22）和激光发射器（23）顺次连接；同时，光纤滤波器（21）、光电探测器（24）、信号放大器（26）、光电调理器（25）和光电耦合器（22）顺次连接，所述信号放大器（26）、信号处理器（27）和信号传输模块（28）顺次连接，其中，激光发射器（23）受信号处理器（27）频率调制发出激光，激光经光电耦合器（22）耦合射入光纤滤波器（21）后进入光纤或光栅传感器（11）；所述的电池管理模块（3）包括电池组充电管理模块（31）、主控处理器（32）、电磁环境传感器（33）、电流采样模块（34）、MEMS传感器模块（35）、通讯隔离模块（36）和电压采样模块（37），电池组充电管理模块（31）分别与主控处理器（32）和电池组（7）相连，电压采样模块（37）分别与主控处理器（32）和电池组（7）相连，主控处理器（32）分别与信号传输模块（28）、电磁环境传感器（33）、电流采样模块（34）、MEMS传感器模块（35）和通讯隔离模块（36）相连，所述的通讯模块（4）受主控处理器（32）控制；所述的通讯模块（4）包括通讯管理线路（41）、下行接口（42）和下行接口线路（43），由通讯管理线路（41）通过SPI/CANBUS通讯协议与主控处理器（32）相连；所述的终端及独立控制模块（5）包括上行接口线路（51）、终端（52）、独立显示器（53）、无线收发模块（54）、安全控制模块（55）和报警模块（56），上行接口线路（51）与下行接口线路（43）相连，与终端（52）通过互联网相连，分别与独立显示器（53）、无线收发模块（54）、安全控制模块（55）、包括警示灯、蜂鸣器和/或喇叭的报警模块（56）通过互联网相连，所述的无线收发模块（54）通过低频或高频信号实现与终端（52）或独立显示器（53）之间的通讯；所述的独立供电模块（6）包括辅助电池充电管理线路（61）、辅助电池（62）、辅助电池管理模块（63）、低压稳压模块（64）和高压稳压模块（65），所述的辅助电池充电管理线路（61）分别与辅助电池（62）和辅助电池管理模块（63）相连且构成回路，辅助电池管理模块（63）分别与低压稳压模块（64）和高压稳压模块（65）相连，独立供电模块（6）向温度信号采集计算模块（2）提供低压直流电源，向电池管理模块（3）提供高压直流电源。...
【技术特征摘要】
1.一种电池的测温控制装置，包括感温前端（1）、温度信号采集计算模块（2）、电池管理模块（3）、通讯模块（4）、终端及独立显示模块（5），由电池组（7）供电，其特征在于：所述的感温前端（1）、温度信号采集计算模块（2）、电池管理模块（3）、通讯模块（4）和终端及独立控制模块（5）顺次相连，独立供电模块（6）分别与温度信号采集计算模块（2）和电池管理模块（3）相连，电池组（7）与电池管理模块（3）相连，其中，所述的感温前端（1）包括光纤或光栅传感器（11），通过导热固定件（12）设置在电池组（7）上；所述的温度信号采集计算模块（2）至少包括光纤滤波器（21）、光电耦合器（22）、激光发射器（23）、光电探测器（24）、光电调理器（25）、信号放大器（26）、信号处理器（27）和信号传输模块（28），光纤滤波器（21）与感温前端（1）相连，光纤滤波器（21）、光电耦合器（22）和激光发射器（23）顺次连接；同时，光纤滤波器（21）、光电探测器（24）、信号放大器（26）、光电调理器（25）和光电耦合器（22）顺次连接，所述信号放大器（26）、信号处理器（27）和信号传输模块（28）顺次连接，其中，激光发射器（23）受信号处理器（27）频率调制发出激光，激光经光电耦合器（22）耦合射入光纤滤波器（21）后进入光纤或光栅传感器（11）；所述的电池管理模块（3）包括电池组充电管理模块（31）、主控处理器（32）、电磁环境传感器（33）、电流采样模块（34）、MEMS传感器模块（35）、通讯隔离模块（36）和电压采样模块（37），电池组充电管理模块（31）分别与主控处理器（32）和电池组（7）相连，电压采样模块（37）分别与主控处理器（32）和电池组（7）相连，主控处理器（32）分别与信号传输模块（28）、电磁环境传感器（33）、电流采样模块（34）、MEMS传感器模块（35）和通讯隔离模块（36）相连，所述的通讯模块（4）受主控处理器（32）控制；所述的通讯模块（4）包括通讯管理线路（41）、下行接口（42）和下行接口线路（43），由通讯管理线路（41）通过SPI/CANBUS通讯协议与主控处理器（32）相连；所述的终端及独立控制模块（5）包括上行接口线路（51）、终端（52）、独立显示器（53）、无线收发模块（54）、安全控制模块（55）和报警模块（56），上行接口线路（51）与下行接口线路（43）相连，与终端（52）通过互联网相连，分别与独立显示器（53）、无线收发模块（54）、安全控制模块（55）、包括警示灯、蜂鸣器和/或喇叭的报警模块（56）通过互联网相连，所述的无线收发模块（54）通过低频或高频信号实现与终端（52）或独立显示器（53）之间的通讯；所述的独立供电模块（6）包括辅助电池充电管理线路（61）、辅助电池（62）、辅助电池管理模块（63）、低压稳压模块（64）和高压稳压模块（65），所述的辅助电池充电管理线路（61）分别与辅助电池（62）和辅助电池管理模块（63）相连且构成回路，辅助电池管理模块（63）分别与低压稳压模块（64）和高压稳压模块（65）相连，独立供电模块（6）向温度信号采集计算模块（2）提供低压直流电源，向电池管理模块（3）提供高压直流电源。2.根据权利要求1所述的一种电池的测温控制装置，其特征在于：所述的感温前端（1）还包括导热固定件（12）和连接器（13），光纤或光栅传感器（11）通过导热固定件（12）固定在电池组（7）上，与电池组（7）...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛卫清，
申请(专利权)人：上海长园维安电子线路保护有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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