一种高精度单体电池电压监测装置，用于测量蓄电池组中各单体电池的电压，所述装置包括顺次相连的采样模块、信号选择模块、电压跟随器、AD转换器和单片机，所述采样模块包括与所述各单体电池对应的若干个采样单元，各采样单元的一输入端与蓄电池组的公共端相连，另一输入端则依次与所述各单体电池的正极相连，其中，第一块单体电池的负极被定义为所述蓄电池组的公共端，所述各采样单元均由分压电路构成，所述信号选择模块包括并联的若干个多选一模拟开关。该装置能够对电池组中多个单体电池的端电压同时进行测量，降低测量成本，简化测量过程，提高备用电源系统的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子领域，特别地，涉及用于蓄电池组单体电池的电压监测装置。
技术介绍
在通信、电力等行业，常采用成本低廉、性能稳定的蓄电池组作为备用电源，而串联放电是蓄电池组常用的使用方法。由于木桶效应的存在，串联蓄电池组的整体性能取决于电池组中性能最差的单体电池，当蓄电池组中出现哪怕是一个落后单体，整组电池的性能也会迅速下降。为了能够对蓄电池组的能量使用进行有效管理，需要实时监控串联电池组中单体电池的状态。在表征电池状态的参数中，电池的端电压最能体现其工作状态，因此，精确采集电池组中各个单体电池电压十分重要。在通信基站和电站中，通常采用定期维护的方式对备用蓄电池组进行现场巡检，也就是说，由维护人员定期携带设备到基站现场进行检测、维护工作。这种检测方式存在很大问题，首先，人工测量的精度完全依赖于人员的责任心和技术能力，且受人体生理极限的影响，因此存在较大的测量误差，且误差不可控；其次，由于是定期巡检，无法做到对单体电池状态的实时监测，不能及时发现电池的异常状态，从而影响对落后单体的准确评估。针对上述问题，市场上也出现了相应的单体检测设备，但目前市售的单体检测设备多为四路并发测量，即一套设备只能检测4块单体电池。而通信或电力基站中常用两组备用蓄电池组，每组蓄电池组有多达24块的单体电池，一套这种市售的检测设备远远达不到使用要求，退而求其次的办法是使用六套这样的装置同时测量。由于24个单体电池是串联结构，测量时需采用同一测量基准才能保证一致性，满足精度要求。而使用六套设备意味着存在六路测量信号，则每增加一路测量信号，就会对其他单体的测量带来干扰，影响测量的精度。此外，若测量一组电池需要多台设备，势必给实际操作带来困难，因为设备多，连线复杂，易出错。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种电池组单体电压监测装置，能够实现多路并发检测，即对一个蓄电池组中的多块单体电池的端电压进行监测，而且测量结果可靠、精度高。一种高精度单体电池电压监测装置，用于测量蓄电池组中各单体电池的电压，其特征在于，所述装置包括顺次相连的采样模块、信号选择模块、电压跟随器、AD转换器和单片机，所述采样模块包括与所述各单体电池对应的若干个采样单元，各采样单元的一输入端与蓄电池组的公共端相连，另一输入端则依次与所述各单体电池的正极相连，其中，第一块单体电池的负极被定义为所述蓄电池组的公共端，所述各采样单元均由分压电路构成，所述信号选择模块包括并联的若干个多选一模拟开关。具体地，采样单元与单体电池是一一对应的关系，模拟开关用于在采样模块获取的多路信号中选择一路送入AD转换器进行模数转换，模拟开关的型号、数量可以视单体电池块数而定。优选地，所述各采样单元还设有用于高频滤波的电容器，所述电容器分别与相应分压电路中的采样电阻并联连接。优选地，还包括连接在电压跟随器和AD转换器之间的低通滤波器。优选地，所述低通滤波器由RC滤波电路构成。优选地，还包括连接在低通滤波器与AD转换器之间的另一电压跟随器。优选地，所述单片机内置有AD转换模块。优选地，还包括连接在低通滤波器与单片机之间的辅助放大器，所述辅助放大器与所述AD转换器并联连接。优选地，所述辅助放大器的输入端连接有RC滤波电路。优选地，所述单片机的输出端连接有无线发射模块，所述无线发射模块通过安装在下位机上的无线接收模块与下位机进行无线通信，将测得的各单体电压数据传输至下位机。优选地，所述下位机通过以太网或者GPRS与远程的上位机通信，将数据传输至上位机。相比现有技术方案，本专利技术的有益效果在于，采用本专利技术的监测装置，能够实现使用一台装置便能同时对任意数目的单体电池电压进行测量，从而简化测量过程，降低测量成本，提高备用电源系统的可靠性，而且测量精度高。【附图说明】通过结合附图的以下详细描述，本公开的上述及其他目的、特征和优点将变得更为明显。在附图中:图1为本专利技术单体电池电压监测装置的结构框图；图2为本专利技术单体电池电压监测装置的一种实施方式的电气原理图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术单体电池电压监测装置的系统结构框图，该监测装置包括顺次相连的采样模块、信号选择模块、电压跟随器、AD转换器和单片机，用于测量电池组中单体电池I?单体电池η的电压，其中采样模块由与单体电池一一对应的η个采样单元组成。信号选择模块用于在采样模块获取的η路信号中选择一路送入AD转换器进行模数转换，模拟信号经AD转换器变换成数字信号之后送入单片机进行后续的存储、显示、发送等处理。其中，模拟信号在进入AD转换器之前需经过电压跟随器。电压跟随器的特点是输入阻抗高，输出阻抗低，具有缓冲、隔离的作用，在本专利技术中，其作用在于使前级的信号选择模块与后级的AD转换器之间互不影响。这里以单体电池电压监测装置在通信基站中的应用为例，对本专利技术的一种实施方式进行详细描述。通信基站中使用的备用电源通常是两组蓄电池组，每一组由24块单体电池(2V)串联成组，提供48V的电压。如图2所示，BI?Β24为一组蓄电池组中串联的24块单体电池，每个单体对应一个采样单元，采样模块I包括相应的24个采样单元。所述采样单元均为分压电路，例如，BI的采样单元为由采样电阻IRl和分压电阻2R1构成的分压电路，依此类推。采样单元的一个输入端与蓄电池组的公共端相连，另一输入端则依次与单体电池的正极相连，其中，第一块单体电池BI的负极被定义为所述蓄电池组的公共端。实际上，第一个采样单元获取的是第一块单体电池BI的端电压信号V01，而第二个采样单元获取的是单体BI与单体B2的端电压之和V02，依次类推，第i个采样单元获取的是单体BI到Bi的端电压之和，且第24个采样单元获取的是整个电池组的端电压V24。因此，通过减法运算即可算出第i块单体电池Bi的端电压。必须注意的是，由于测量范围发生当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高精度单体电池电压监测装置，用于测量蓄电池组中各单体电池的电压，其特征在于，所述装置包括顺次相连的采样模块、信号选择模块、电压跟随器、AD转换器和单片机，所述采样模块包括与所述各单体电池对应的若干个采样单元，各采样单元的一输入端与蓄电池组的公共端相连，另一输入端则依次与所述各单体电池的正极相连，其中，第一块单体电池的负极被定义为所述蓄电池组的公共端，所述各采样单元均由分压电路构成，所述信号选择模块包括并联的若干个多选一模拟开关。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：仝勖峰，杨振江，张利峰，
申请(专利权)人：西安煜邦电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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