动力电池管理系统单体信息采样装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动力电池管理系统单体信息采样装置，包括采样主控模块、多个采样控制芯片和多个采样芯片。各个采样芯片与每个单体电池电连接，各个采样芯片相互独立地采集并且输出对应单体电池的采样数据。所述采样控制芯片通过SPI接口同时与各个采样芯片双向电连接，使得所述采样控制芯片同时获取各个采样芯片所采集的采样数据。所述采样控制芯片通过CAN总线与采样主控模块双向电连接，使得所述采样主控模块同时获取各个采样控制芯片所汇总的各个采样芯片的采样数据。本发明专利技术公开的动力电池管理系统单体信息采样装置，节省采样主控模块所占用的电池包内部空间，在提高动力电池采样精度的同时降低成本。

Single information sampling device for power battery management system

The invention discloses a single cell information sampling device for a power battery management system, which comprises a sampling master control module, a plurality of sampling control chips and multiple sampling chips. Each sampling chip is electrically connected to each single cell, and each sampling chip collects and outputs the sample data of the corresponding cell independently. The sampling control chip is electrically connected with each sampling chip through the SPI interface at the same time, so that the sampling control chip simultaneously obtains the sampled data collected by each sampling chip. The sampling control chip is electrically connected with the sampling master control module through the CAN bus, so that the sampling master control module simultaneously obtains the sampling data of each sampling chip gathered by each sampling control chip. The single cell information sampling device of the power battery management system disclosed by the invention saves the battery pack inner space of the sampling main control module, improves the sampling accuracy of the power battery and reduces the cost at the same time.

【技术实现步骤摘要】
动力电池管理系统单体信息采样装置
本专利技术属于动力电池管理
，具体涉及一种动力电池管理系统单体信息采样装置。
技术介绍
锂电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、充电速度快、高低温适应性强等优点，已被广泛应用于动力电池和储能等领域。在电动汽车电池组的运行过程中，为了安全监控，需要实时采集电池组中的每串电池的电压数据。电动汽车的电池包储能巨大，往往由成百上千个电池单元构成。通常将数十个至几十个电池单体并联形成一个电池模块，再将多个电池模块相互组合构成一个电池包。因此，单个电池包内部往往会有几十至上百节相互串联的单体电池，相应地需要众多电压采样通道。在这种情况下，对每个电池单元进行采样所需要的采样模块数量直线上升。在电池包内部空间紧凑的情况下，如果放入太多的采样模块会增加电池包结构的复杂性，并且显著地提高成本。此外，各个单体电池的运行状态需要被实时监控。通过获取电池的电压、电流、温度等参数来分析电池的实时状态，保证电池发挥最大性能的同时能够安全可靠地运行，因此对于采样精度提出了较高要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的状况，提供一种动力电池管理系统单体信息采样装置。本专利技术采用以下技术方案，所述动力电池管理系统单体信息采样装置包括采样主控模块、多个采样控制芯片和多个采样芯片，其中：各个采样芯片与每个单体电池电连接，各个采样芯片相互独立地采集并且输出对应单体电池的采样数据；所述采样控制芯片通过SPI接口同时与各个采样芯片双向电连接，使得所述采样控制芯片同时获取各个采样芯片所采集的采样数据；所述采样控制芯片通过CAN总线与采样主控模块双向电连接，使得所述采样主控模块同时获取各个采样控制芯片所汇总的各个采样芯片的采样数据。根据上述技术方案，上述采样数据包括但不限于电压数据、电流数据和温度数据。根据上述技术方案，所述动力电池管理系统单体信息采样装置还包括电池均衡电路，所述采样控制芯片同时与各个电池均衡电路电连接。根据上述技术方案，所述采样主控模块向各个采样控制芯片发送均衡命令，使得各个采样控制芯片根据所获取的均衡命令选择性地开启或者关闭电池均衡电路。根据上述技术方案，所述采样控制芯片根据预置的采样周期向各个采样芯片发送采样命令，使得各个采样芯片根据所获取的采样命令采集对应单体电池的采样数据，所述采样芯片同时将所采集的采样数据回传给采样控制芯片；所述采样控制芯片将多个采样芯片所回传的采样数据进行汇总后形成采样数据数据包，所述采样控制芯片向采样主控模块回传上述采样数据数据包。根据上述技术方案，上述预置的采样周期为100ms。根据上述技术方案，所述采样芯片采用LTC6811芯片。根据上述技术方案，所述采样控制芯片采用MC9S12G128芯片。本专利技术公开的动力电池管理系统单体信息采样装置，其有益效果在于，节省采样主控模块所占用的电池包内部空间，在提高动力电池采样精度的同时降低成本。附图说明图1是本专利技术优选实施例的系统框图。附图标记包括：1-采样控制芯片；2-采样芯片；3-采样主控模块。具体实施方式本专利技术公开了一种动力电池管理系统单体信息采样装置，下面结合优选实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。参见附图的图1，图1示出了所述动力电池管理系统单体信息采样装置的模块结构。优选地，所述动力电池管理系统单体信息采样装置包括采样主控模块3、多个采样控制芯片1和多个采样芯片2；其中，各个采样芯片2与每个单体电池电连接，各个采样芯片2相互独立地采集并且输出对应单体电池的采样数据，上述采样数据包括但不限于电压数据、电流数据和温度数据。优选地，所述采样控制芯片1通过SPI接口同时与各个采样芯片2双向电连接，使得所述采样控制芯片1同时获取各个采样芯片2所采集的采样数据。优选地，所述采样控制芯片1通过CAN总线与采样主控模块3双向电连接，使得所述采样主控模块3同时获取各个采样控制芯片1所汇总的各个采样芯片2的采样数据（经汇总形成的采样数据数据包）。优选地，在采样过程中，所述采样控制芯片1根据预置的采样周期向各个采样芯片2发送采样命令，使得各个采样芯片2根据所获取的采样命令采集对应单体电池的采样数据，所述采样芯片2同时将所采集的采样数据回传给采样控制芯片1；所述采样控制芯片1将多个采样芯片2所回传的采样数据进行汇总后形成采样数据数据包，所述采样控制芯片1向采样主控模块1回传上述采样数据数据包。优选地，上述预置的采样周期为100ms。优选地，所述动力电池管理系统单体信息采样装置还包括电池均衡电路，所述采样控制芯片1同时与各个电池均衡电路电连接。在平衡放电过程中，所述采样主控模块3向各个采样控制芯片1发送均衡命令，使得各个采样控制芯片1根据所获取的均衡命令选择性地开启或者关闭电池均衡电路。根据上述优选实施例，动力电池管理系统采用采样主控模块3对于各个单体电池进行采样。为了增加采样通道数并降低成本，将多个采样芯片2集成到一起组成一个采样模块（各个采样模块设有一个采样控制芯片1），这样在有限的面积和空间中增加了同时采样的通道数。一个电池包中可带有多个采样模块，各个采样模块以CAN总线方式与采样主控模块3实现连接通讯，形成一个电池组内部网络。采样模块将电流、电压、温度数据采集后，以特定协议格式通过CAN网络将采样数据发送至采样主控模块3。作为优选，采样芯片2对于单体电池的采样周期预置为100ms。其中，采样主控模块3对单体电池进行实时采样，将定期采样的电池电流电压和温度数据定时回传至采样主控模块3。采样主控模块3通过对各个单体电池进行实时监控，根据采集获取的采样数据对当前电池组的充放电进行控制，同时估算电池容量。保证电池组在安全运行的状态下发挥最大的效率。注意到电池组内部存在数量众多的单体电池，各个单体电池不可避免地存在差异。随着使用时间增长和充放电次数增加，各个单体电池之间的差异会越来越大。为了克服这个缺点，本专利技术还能实现单体电池差异纠正。在电池包内部增加了电池均衡电路，以串联电阻放电的形式，将当前相对高容量的电池电量放至与低容量电池一致的状态。优选地，所述采样芯片2优选采用LTC6811芯片。该芯片最大的电压采集通道数量为12个，具有低于1.2mv的最大总测量误差。测量范围在0V至5V，使其成为大多数电池采集系统组成的合适之选。为了实现对高噪声的抑制，可以选择较低的数据采集速率。LTC6811芯片还具备5个单独测量温度的通道，可以连接NTC传感器对电池温度进行实时监控。LTC6811芯片具有SPI和ISOSPI两种通信模式，支持双绞线级联方式，上传电压和温度信息并接收MOS检测和均衡命令。优选地，所述采样控制芯片1采用SPI通信方式。通过把多个LTC6811芯片串接起来，在高电压电池串中实现多个单体电池的同时监视，多个LTC6811芯片以SPI接口并联连接至采样控制芯片1，对每个采样周期进行个别寻址。由于芯片在睡眠模式下具有较低的电源电流，可直接采用隔离式电源来供电。优选地，所述采样控制芯片1优选采用MC9S12G128芯片。该芯片通过SPI通信接收LTC6811芯片所采集的采样数据，并通过CAN网络将接收到的信息上传至采样主控模块3。MC9S12G128芯片通过CAN网络接收均衡命令，并且通过SPI接口将均衡命令发送至LT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池管理系统单体信息采样装置，其特征在于，包括采样主控模块、多个采样控制芯片和多个采样芯片，其中：各个采样芯片与每个单体电池电连接，各个采样芯片相互独立地采集并且输出对应单体电池的采样数据；所述采样控制芯片通过SPI接口同时与各个采样芯片双向电连接，使得所述采样控制芯片同时获取各个采样芯片所采集的采样数据；所述采样控制芯片通过CAN总线与采样主控模块双向电连接，使得所述采样主控模块同时获取各个采样控制芯片所汇总的各个采样芯片的采样数据。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池管理系统单体信息采样装置，其特征在于，包括采样主控模块、多个采样控制芯片和多个采样芯片，其中：各个采样芯片与每个单体电池电连接，各个采样芯片相互独立地采集并且输出对应单体电池的采样数据；所述采样控制芯片通过SPI接口同时与各个采样芯片双向电连接，使得所述采样控制芯片同时获取各个采样芯片所采集的采样数据；所述采样控制芯片通过CAN总线与采样主控模块双向电连接，使得所述采样主控模块同时获取各个采样控制芯片所汇总的各个采样芯片的采样数据。2.根据权利要求1所述的动力电池管理系统单体信息采样装置，其特征在于，上述采样数据包括但不限于电压数据、电流数据和温度数据。3.根据权利要求1所述的动力电池管理系统单体信息采样装置，其特征在于，所述动力电池管理系统单体信息采样装置还包括电池均衡电路，所述采样控制芯片同时与各个电池均衡电路电连接。4.根据权利要求3所述的动力电池管理系统单体信息采样装置，其特征在于，所述采样主控模块向各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴东雷，肖岩，张洪雷，彭庆丰，
申请(专利权)人：浙江合众新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33