适用于多串并电池组间的数字沟通接口制造技术

一种适用于多串并电池组间的数字沟通接口，使用通用异步序列传输接口，并利用电压隔离组件所建构的上传及下传电路，直接串接于每一电池组的数字接口中的电池芯低电压保护信号及过电压保护信号，并同时搭配通用异步序列传输的接收与传输信号，以及用于唤醒电池组保护板微处理器的强制唤醒信号。如此建构的电池监控系统，允许同规格的电池组直接串接监控电池所需要的数字信号，方便多电池组的串、并接使用，并可在维修保养中，任意更换必要的电池组，可大幅降低电池电力设计、维护的成本。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

适用于多串并电池组间的数字沟通接口
本技术是关于一种适用于多串并电池组间的数字沟通接口 ，特别是 指 一种可应用于电池监控系统中，可允许同规才各的电池组直4妻串接监控电池 所需要的数字信号，方便多电池组的串、并接4吏用的数字沟通接口 。
技术介绍
在现有电动车辆的电池使用中，常常会使用到数字沟通^矣口 ，用以作为 电动车电力系统中充、放电的管制，并监控电池的残电量及其它工作状况。 但在电动车辆发展的过程中，随着电池容量及电池功率的逐渐提升，在最佳 电池容量组合的考虑下，多串、并电池组的使用，俨然以成为电动车辆电力 系统发展的必然趋势，而多串、并电池组中的更换维护，也成为数字监控系 统必须考虑的项目之一。先前与电池管理相关的数字接口专利，在数字信息整合接口中，多使用适用于控制网络连接(Network Connection )或星状连 接(Star Connection )的单线式(One-Wire, Maxim / HDQ Bus, Ti)或双线式 (Smart Management Bus, Intel / CAN-Bus， Controller Area Network)]专專lr冲妄 口，这一类的传输接口虽然没有主、从(Master/Slave)设定上的困扰，但在 使用中却免不了发生多串、并系统中的传递延迟问题，以及传递延迟所产的 呼叫碰撞等问题(Collision )。另外在多串电池组的使用中，因为电池电压的 提升，各个电池组的接口电压位准不同，这也是在多串、并电池组必须考虑 的重点。因此，提供一种适用于多电池组的串、并接使用的，无传递延迟问题的，: 方便更换维护的适用于多串并电池组间的数字沟通接口实为必要。
技术实现思路
本技术的目的即在于提供一种适用于多串并电池组间的数字沟通 接口，是在解决多串、并电池组在数字沟通信号连接时，由于串接时电池组 的保护板工作参考电压不同，且随着串接电压的升高，工作参考电压差可能 高达三、五百伏特，现有的网状连接网络或星状连接网络已无法使用。更由 于网状连接网络或星状连接网络的传输呼叫模式中，多半没有预先决定传输 中主从模式，在多组连接时，容易产生传输碰撞的状况。再考虑电池保护板 的工作，在不使用中断干扰电池保护板对电池监控的要求下，多数要求实时 响应的网状连接网络或星状连接网络，都不适用于多串、并电池组的数字沟 通接口 。Asynchronous Receiver/Transmitter, RS-232 )，并利用电压隔离组件所建构的 上传(Up-Link)及下传(Down-Link)电路，直接串接每一 电池组的数字接 口中的电池芯低电压保护信号(Low Voltage Protection, LVP )、过电压保护 信号(Over Voltage Protection, OVP )、通用异步序列传输的才姿收与传输信号， 以及用于唤醒电池组保护板微处理器(MCU)的强制唤醒信号。由于微处理 器内建的通用异步序列传输接口，本身具有传输緩冲设计，多串接的电压隔 离组件的传递延迟时间，并不会造成信号传输上的错误，只要在电路设计中 考虑信号波形上升(Rising Time )、下降(Falling Time )时间的差异，或使 用较低传输速率(Baud Rate)即可免除传递上的问题。使用筒单的指拨开关(DIP Switches )作为同 一 串、并电池组的识別编 号，有限量的识别编码，使得监控整体的电力系统不必对识别编码做任何预 先设定的动作，只需对有限编码做循序扫描，即可完成所有电池保护系统的 设定工作。更由于编码方式为人眼可见的指拨开关，在维^保养作业需要时， 只需依原有指拨开关的设定，便可完成电池模块的更换作业，大幅减少维修 保养作业的技术负担。在各个电池保护板完成识别编码之后，监控系统可以对单一 电池模块的 保护板进行呼叫，而对应识别编码的保护板则应回送预先定义的冲莫块数插及状态信号。在本文所叙述的数字沟通接口中，也包含一般电池管理系统中常用的过电压保护信号(Over Voltage Protection, OVP )，以及^f氐电压保护信号 (Low Voltage Protection, LVP )，不同的是过电压保护4言号及低电压保护信 号是状态信号，在接口设计中只是让这两组状态信号依序在下一级显示，在 使用中只要任一电池模块异常，这两种状态信号便会传递至最后一级电池模 块，并显示在最后一级的数字接口上。本技术所提供的适用于多串并电池组间的数字沟通接口 ，与其它现 有技术相互比较时，更具有下列的优点本技术适用于多串并电池组间的数字沟通接口，可建构于电池监控 系统，可允许同规格的电池组直接串接监控电池所需要的数字信号。本技术适用于多串并电池组间的数字沟通接口 ，可方便的让多电池 组串、并接使用，可在维修保养中，任意更换必要的电池组，将可大幅降低 电池电力设计及维护的成本。本技术适用于多串并电池组间的数字沟通接口 ，可大幅降低现有多 电池组串、并接使用时的电路复杂度，并将数字沟通接口的电路面积有效的缩减。附图说明图l为本技术具有电压隔离的上传电路示意图2为本技术具有电压隔离的下传电路示意图3为该适用于多串并电池组间的数字沟通接口的实施架构示意图4为该适用于多串并电池组间的数字沟通接口的电池保护板示意图5为该适用于多串并电池组间的l史字沟通接口应用于四组串4姿的电 池保护板上的实施示意图。具体实施方式请参阅图1,为本技术具有电压隔离的上传电路示意图，由图中可知，该上传(Up-Link )电路11的设计中所使用的电压隔离组件13为 一光 耦合器(Photo-Coupler),由于通用异步序列传输信号在静止状态的电压位 准为，T，，为有效降低静止中的耗电量，在此电路中使用了反相接口信号， 也就是接口上所显示的信号与真实信号相差180。。电路中的电压隔离组件 13也可以 -使光耦合场效晶体管(Photo-MOSFET )或光耦合继电器 (Photo-Relay)来达成相似的电路目的。电路中的逻辑电3各14除了常用的 标准逻辑闸以外，藉由双极晶体管(Bio-Polar Transistor, BJT)、场效晶体管 (Field-Effect Transistor, FET ) 或金属氧化膜场效晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET )所建构的简 单逻辑电路，更可以有效的简化数字接口的电路尺寸。请参阅图2，为本技术具有电压隔离的下传电路示意图，由图中可 知，该具有电压隔离的下传(Down-Link)电路12,其电路构建几乎是图一 上传电路的相反电路，只是在考虑传递信号的正确性上，对于接口中的逻辑 电路做了合理的修正。请参阅图3,为本技术适用于多串并电池组间的数字沟通接口的实 施架构示意图，由图中可知，本技术的数字沟通接口 1，乃在于使用通 用异步序列传输才妻口 ( Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, RS-232 ), 并利用电压隔离组件13所建构的上传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于多串并电池组间的数字沟通接口，其特征在于，使用通用异步序列传输接口，并利用电压隔离组件所建构的上传电路及下传电路，直接串接每一电池组的数字接口中的电池芯低电压保护信号、过电压保护信号、通用异步序列传输的接收与传输信号，以及用于唤醒电池组保护板微处理器的强制唤醒信号。

【技术特征摘要】
1.一种适用于多串并电池组间的数字沟通接口，其特征在于，使用通用异步序列传输接口，并利用电压隔离组件所建构的上传电路及下传电路，直接串接每一电池组的数字接口中的电池芯低电压保护信号、过电压保护信号、通用异步序列传输的接收与传输信号，以及用于唤醒电池组保护板微处理器的强制唤醒信号。2. 如权利要求l所述的适用于多串并电池组间的数字沟通接口 ，其特征 在于，该电压隔离组件是指光耦合器、光耦合场效晶体管或光耦合继电器。3. 如权利要求1所述的适用于多串并电池组间的数字沟通接口 ，其特征 在于，该数字沟通接口的逻辑电路，可为标准逻辑闸、双极晶体管、场效晶 体管或金属氧化膜场效晶体管所建构的逻辑电路。4. 如权利要求1所述的适用于多串并电池组间的数字沟通接口 ，其特征 在于，该数字沟通接口具有直接串接兼容能力的接口。5. 如权利要求1所述的适用于多串并电池组间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒英豪，王奉垣，
申请(专利权)人：铨阳能源科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]