一种多通道电压和温度集合采集系统技术方案

本实用新型专利技术属于电池管理技术领域，尤其涉及一种多通道电压和温度集合采集系统，包括：电池组；设置在每节电池正负极上的电压采集线；以及采集芯片；还包括：温度传感器，温度传感器为热敏电阻并设置在对应的电池上，温度传感器的一端与对应的电池的一个电极连接，另一端设置有分压采集线，分压采集线连接在对应的电压采集端口上；设置在采集芯片内部的基准电压和基准电阻，基准电阻的一端连接在基准电压上，另一端连接在与分压采集线相连的电压采集接口上，使得基准电压、基准电阻和温度传感器构成一个回路；采集芯片采集温度传感器上的分压或基准电阻上的分压，获取电池的温度信息。本实用新型专利技术能对每节电池的温度信息进行监测，且减少线束使用。且减少线束使用。且减少线束使用。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道电压和温度集合采集系统


[0001]本技术属于电池管理
，尤其涉及一种多通道电压和温度集合采集系统。

技术介绍

[0002]新能源领域如电动汽车、储能电站的快速发展，使大量的锂离子动力电池或铅酸蓄电池等电化学电池被应用。电动汽车、储能电站等环境均需要采用大量的电池组成高压，为适应电池组安全运行，配备相应的电池管理系统是必不可少的。由于电动汽车、储能电站设计、使用环境等原因，电池数量多，必然会采用大量的电池管理模块。特别在大容量储能电站使用过程中，首先有大量电池先并联后串联，或仅串联形成电池簇，再有多个电池簇并联形成电池堆，多个电池堆形成储能电池系统。
[0003]无论是电动汽车、电力变电站、通信/IDC机房、通信基站、铁路/轨道交通信号系统或是不间断电源（UPS），电池管理系统BMS都起着极其重要的作用，而对电池信息的监控极为关键。几乎所有的电池数据采集都是通过采集芯片实现的。
[0004]目前，主流电池管理主要采集电池的电压、电流、温度等物理量，排除电池的异常运行，使电池在正常电压、电流范围内运行。但是与电池的电压监测相比，目前电池的温度并不是像电压一样对每一节电池进行监测，这就导致了监控盲区的产生。同时，原有的NTC温度传感器，还存在随着使用数量的增加，采集线束的数量也相应增加的问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本技术的目的是提供一种多通道电压和温度集合采集系统，在每节电池上都设置温度传感器，并将温度传感器与采集芯片内部的基准电阻和基准电压连接，实现电池的温度采集，并且减少了线束的使用。
[0006]为本技术的目的，采用以下技术方案予以实施：
[0007]一种多通道电压和温度集合采集系统，包括：
[0008]由多节电池串联形成的电池组；
[0009]设置在每节电池正负极上的电压采集线；以及
[0010]采集芯片，采集芯片上设置有电压采集端口，所述的电压采集线连接在对应的电压采集端口上，使采集芯片采集电池的电压信息；还包括：
[0011]温度传感器，温度传感器为热敏电阻并设置在对应的电池上，温度传感器的一端与对应的电池的一个电极连接，另一端设置有分压采集线，分压采集线连接在对应的电压采集端口上；以及
[0012]设置在采集芯片内部的基准电压和基准电阻，基准电阻的一端连接在基准电压上，另一端连接在与分压采集线相连的电压采集接口上，使得基准电压、基准电阻和温度传感器构成一个回路；采集芯片采集温度传感器上的分压或基准电阻上的分压，获取电池的温度信息。
[0013]作为优选，采集芯片内部还设置有逻辑控制单元，基准电压连接在逻辑控制单元上。
[0014]作为优选，相邻两节电池的连接处共用一条电压采集线。
[0015]作为优选，温度传感器的一端与对应的电池的负极相连。
[0016]作为优选，温度传感器为NTC。
[0017]综上所述，本技术将基准电阻和温度采集基准电压设置到采集芯片内部，可以带来以下好处：由于设置在采集芯片的内部，不会随时消耗电池电量；当不需要电池电压、温度采集时，可关闭基准电压，采集芯片进入休眠状态；温度采集通过基准电压可更精准的对基准电阻与温度传感器进行分压，以便获得更精准的温度传感器实际的电阻。
附图说明
[0018]图1为现有技术中采集芯片和采集电路的结构示意图。
[0019]图2为本技术中采集芯片和采集电路的结构示意图。
具体实施方式
[0020]在现有技术中，电池管理系统采集芯片（AFE）只实现了多通道电压采集，无温度采集或仅有少量温度采集，且温度采集一般通过两根线实现采集。
[0021]在图1中示出了现有技术中采集芯片的结构示意图，其实现了12串电池（B1/B2
…
Bn）的电压采集（参见图1左侧），并通过GPIO1/GPIO2实现两通道温度采集（参见图1右侧）。
[0022]进行温度采集时，将NTC温度传感器（负温度系数热敏电阻）设置在待测的电池上，并在NTC（负温度系数热敏电阻）上串联基准电阻，通过测量NTC或基准电阻上的分压，可以得到NTC的电阻，然后根据NTC温度和电阻的对应关系，确定NTC对应的温度。上述的温度采集通过两线制实现，如果想实现和电压同等数量的温度采集，则需要额外增加多路复用器及通道选择电路。
[0023]如图1所示，现有技术中采集芯片的具体结构如下：电池电压V+通过LDO输出VREG电路为采集芯片内部各个单元提供稳定的电源，BANDGAP&IBIAS输出REF为ADC提供基准，电池电压采集信号C0/C1
…
C12通过多路复用器MUX传输到ADC采集单元，温度采集电路通过基准电阻RF1/RF2与温度传感器T1/T2分压输入到GPIO，VREG/GIPO/芯片内部温度DIE
‑
T通过多路复用器AUX MUX输出到ADC，然后通过数字通讯DIGI
‑
BUS到数字滤波DIGITAL FILTERS模块，逻辑控制单元LOGIC AND CONTR控制多路复用器，最终通过SPI通讯对外与主机设备通讯。
[0024]如图2所示为本技术的采集芯片和采集电路的结构示意图。
[0025]在现有技术的基础上，在采集芯片内部增加了CT1/CT2
…
CTn，这些输入引脚间隔设置在原有的CC0/ CC1
…
CC12之间，并且通过多通道选择开关MUX输入到内部16位ADC。另外，在采集芯片内部还设置有基准电阻（RF1/RF2
…
RFn），基准电阻（RF1/RF2
…
RFn）的阻值是已知的，基准电阻（RF1/RF2
…
RFn）与对应的基准电压（VRE1/VRE2
…
VREn）相连接，基准电压（VRE1/VRE2
…
VREn）通过逻辑控制单元LOGIC AND CONTR进行控制，进行相应的电压采集。
[0026]如图2所示，在每节电池的负极和正极上都连接有电压采集线，具体地说，在电池
的负极上连接有第一采集线，电池的正极上连接有第二采集线。
[0027]以第一节电池B1举例，第一采集线的左端连接在电池B1的负极上，第一采集线的右端连接在采集芯片的CC0端口上。第二采集线的左端连接在电池B1的正极上，第二采集线的右端连接在采集芯片的CC1端口上。因此，采集芯片只要采集CC0和CC1上的电压信号，就能获得电池B1的电压信息。
[0028]温度传感器T1（热敏电阻，最好为NTC）安装在电池B1上，温度传感器T1的下端连接在电池B1的负极上（也可以认为连接在第一采集线上），温度传感器T1的上端通过分压采集线连接在CT1端口上。CT1端口一方面与采集芯片内部的基准电阻RF1一端连接，另一方面与采集芯片内的多通道选择开关MUX上的CT1相连。基准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道电压和温度集合采集系统，包括：由多节电池串联形成的电池组；设置在每节电池正负极上的电压采集线；以及采集芯片，采集芯片上设置有电压采集端口，所述的电压采集线连接在对应的电压采集端口上，使采集芯片采集电池的电压信息；其特征在于，还包括：温度传感器，温度传感器为热敏电阻并设置在对应的电池上，温度传感器的一端与对应的电池的一个电极连接，另一端设置有分压采集线，分压采集线连接在对应的电压采集端口上；以及设置在采集芯片内部的基准电压和基准电阻，基准电阻的一端连接在基准电压上，另一端连接在与分压采集线相连的电压采集接口上，使得基准电压、基准电阻和...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏晨强，徐剑虹，郑益，王浩，钱程隆，
申请(专利权)人：杭州高特电子设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：