【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂电池组在线状态检测系统及方法，特别是涉及一种电池管理。
技术介绍
1、电池由于电化学反应的难以控制和活性材料在使用过程中会时刻变化，同时电池在使用过程中受到环境的影响，内外部因素均会对电池的使用带来安全隐患，主要包含电池组过充、过放和电池组高温；
2、因此，在使用电池的同时，必须配备电池管理系统进行管理，以确保电池组的安全运行，并帮助优化延长其使用寿命，电池管理系统需要实时检测电池组的单体电芯电压、温度和电流，并依检测数据判断并执行保护，防止过充、过放等故障对电池造成不可逆的损伤。
技术实现思路
1、专利技术目的：一个目的是提出一种锂电池组在线状态检测系统，以解决现有技术存在的上述问题；进一步目的是提出一种实现上述系统的方法。
2、技术方案：一种锂电池组在线状态检测系统，包括：
3、用于对电池组bat1的检测数据进行保护的存储器；
4、用于获取电池组bat1远程检测数据的通讯收发器；
5、用于获取远程控制电池组bat1信息的隔离收发器u1；
6、用于接入温度传感器对电池组bat1状态进行检测的输入接口；
7、用于获取电池组bat1信息量的电池检测模块；
8、用于对存储器、通讯收发器、隔离收发器和输入接口进行信息转换的mcu模块。
9、在进一步的实施例中，所述隔离收发器u1的输入和输出端串联有浪涌保护单元和收发保护单元，所述浪涌保护单元包括电阻r1、电阻r2
10、在进一步的实施例中，所述收发保护单元包括电阻r3、电阻r4、双向二极管d3、双向二极管d4、电容c2和电容c3，所述电阻r3一端与隔离收发器u1引脚5连接，所述电阻r3另一端分别与电容c2一端和双向二极管d3一端连接，所述电容c2另一端分别与双向二极管d3另一端、双向二极管d4一端、电容c3一端和隔离收发器u1引脚7连接，所述电容c3另一端分别与双向二极管d4另一端和电阻r4一端连接，所述电阻r4另一端与隔离收发器u1引脚6连接。
11、在进一步的实施例中，所述电池检测模块包括采集单元和充/放保护单元，所述采集单元包括电池组bat1、多路开关器u2、电阻r5、电阻r6、电阻r7、放大器u3、电阻r8、电阻r9、放大器u4和电阻r10，所述多路开关器u2引脚15与电池组bat1正极端连接，所述电池组bat1负极端与多路开关器u2引脚14连接，多路开关器u2引脚16分别与输入电源+15v和放大器u4引脚5连接，所述多路开关器u2引脚3与电阻r5一端连接，所述电阻r5另一端分别与放大器u3引脚2和电阻r7一端连接，所述电阻r7另一端分别与放大器u3引脚1和电阻r8一端连接，所述放大器u3引脚3与电阻r6一端连接，所述电阻r6另一端分别与地线gnd、多路开关器u2引脚7和8连接，所述电阻r8另一端分别与电阻r9一端和放大器u4引脚2连接，所述放大器u4引脚3与电阻r10一端连接，所述电阻r10另一端与地线gnd连接，所述电阻r9另一端分别与放大器u4引脚1和通讯收发器连接。
12、在进一步的实施例中，所述充/放保护单元包括驱动器u5、驱动器u6、电阻r11、三极管q1、电阻r13、三极管q2、场效应管q3、场效应管q4、二极管d5和二极管d6，其中，所述驱动器u5引脚1分别与输入电源+15v、驱动器u6引脚1、电阻r11一端、三极管q1集电极端、驱动器u6引脚4、三极管q2基极端和集电极端连接，所述驱动器u5引脚4分别与电阻r11另一端和三极管q1基极端连接，所述三极管q1发射极端分别与二极管d5正极端、场效应管q3引脚1和引脚2连接，所述二极管d5负极端分别与二极管d6负极端、场效应管q3引脚3和场效应管q4引脚1连接，所述二极管d6正极端分别与地线gnd、场效应管q4引脚3和电池组bat1负极端连接。
13、一种锂电池组在线状态检测方法，用于实现上述系统，首先对电池组bat1的状态进行调度，调度步骤如下；
14、步骤1、初始化读取电池组bat1的运行状态参数，
15、步骤2、隔离收发器u1接收对电池组bat1的检测指令；
16、步骤3、判断电池组bat1命令类型是存储状态，还是运行状态，
17、步骤4、若为存储状态则显示电池组bat1的存储量，若为运行状态则检测电池组bat1的运行数据；
18、步骤5、判断是否允许采集，是则采集电池组bat1的电压、电流和温度，否则停止运行状态的介入，并显示存储状态，
19、步骤6、对电池组bat1的电压、电流和温度是否存在异常进行检测，是则记录报警信息并经充/放保护单元切断电池组bat1的输入/输出电源，否则获取电池组bat1的soc值，经均衡保护单元进行调整，然后将电池组bat1的soc值反馈给通讯收发器，通讯收发器再将数据传输给mcu模块进行转换处理；
20、通过安时计量算法计算电池组bat1充/放的电量得出soc值，表达式如下：
21、
22、式中，soc1表示电池组bat1开路电压估算值，q表示电池组bat1额定容量，η表示库仑效率，
23、通过卡尔曼滤波对安时计量算法的累积误差进行估算，并得出如下表达式：
24、x(k)＝a(k)x(k-1)+b(k)
25、式中，x(k)表示k时刻的soc估算值，a(k)、b(k)表示加权系数，x(k)的估算值由soc1确定，在x(k)估算值确定后，对其进行迭代计算，得出电池组bat1精准的soc值。
26、在进一步的实施例中，电池组bat1的soc值计算过程中经温度传感器获取电池组bat1的温度值，并经输入接口将温度值反馈给mcu模块，电阻r1和电阻r2获取隔离收发器接收的控制信号，电容c1对控制信号进行前置过滤抑制，二极管d1和二极管d2对产生尖峰电压进行反向击穿保护；将稳定的控制信号传输给隔离收发器；电阻r3对隔离收发器u1接收的控制信号进行检测，并经双向二极管d3和电容c2组成单路径浪涌保护，将控制信号传输给mcu模块，存储器读取mcu模块处理，接收和控制的指令信息，并对指令信息进行保存。
27、在进一步的实施例中，mcu模块将控制信号传给通讯收发器，通讯收发器再将控制信号传给电池检测模块，然后对电池组bat1的状态和充/放电进行检测，多路开关器u2对电池组bat1电压不同的单节电池中的电流、电压进行采集，然后通过放大器u3和放大器u4将电池组bat1的电压、电流调整到mcu模块可识别的电压范围，在反馈给mcu模块。
28、在进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂电池组在线状态检测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种锂电池组在线状态检测系统，其特征在于，所述隔离收发器U1的输入和输出端串联有浪涌保护单元和收发保护单元，所述浪涌保护单元包括电阻R1、电阻R2、电容C1、二极管D1和二极管D2，所述电阻R1一端与隔离收发器U1引脚1连接，所述电阻R1另一端分别与电容C1、二极管D1和MCU模块供电正极端连接，所述电容C1另一端分别与电阻R2一端和隔离收发器U1引脚2连接，所述电阻R2另一端分别与二极管D1正极端、二极管D2负极端和MCU模块供电负极端连接。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池组在线状态检测系统，其特征在于，所述收发保护单元包括电阻R3、电阻R4、双向二极管D3、双向二极管D4、电容C2和电容C3，所述电阻R3一端与隔离收发器U1引脚5连接，所述电阻R3另一端分别与电容C2一端和双向二极管D3一端连接，所述电容C2另一端分别与双向二极管D3另一端、双向二极管D4一端、电容C3一端和隔离收发器U1引脚7连接，所述电容C3另一端分别与双向二极管D4另一端和电阻R4一端连接，所述电阻
4.根据权利要求1所述的一种锂电池组在线状态检测系统，其特征在于，所述电池检测模块包括采集单元和充/放保护单元，所述采集单元包括电池组BAT1、多路开关器U2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、放大器U3、电阻R8、电阻R9、放大器U4和电阻R10，所述多路开关器U2引脚15与电池组BAT1正极端连接，所述电池组BAT1负极端与多路开关器U2引脚14连接，多路开关器U2引脚16分别与输入电源+15V和放大器U4引脚5连接，所述多路开关器U2引脚3与电阻R5一端连接，所述电阻R5另一端分别与放大器U3引脚2和电阻R7一端连接，所述电阻R7另一端分别与放大器U3引脚1和电阻R8一端连接，所述放大器U3引脚3与电阻R6一端连接，所述电阻R6另一端分别与地线GND、多路开关器U2引脚7和8连接，所述电阻R8另一端分别与电阻R9一端和放大器U4引脚2连接，所述放大器U4引脚3与电阻R10一端连接，所述电阻R10另一端与地线GND连接，所述电阻R9另一端分别与放大器U4引脚1和通讯收发器连接。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池组在线状态检测系统，其特征在于，所述充/放保护单元包括驱动器U5、驱动器U6、电阻R11、三极管Q1、电阻R13、三极管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4、二极管D5和二极管D6，其中，所述驱动器U5引脚1分别与输入电源+15V、驱动器U6引脚1、电阻R11一端、三极管Q1集电极端、驱动器U6引脚4、三极管Q2基极端和集电极端连接，所述驱动器U5引脚4分别与电阻R11另一端和三极管Q1基极端连接，所述三极管Q1发射极端分别与二极管D5正极端、场效应管Q3引脚1和引脚2连接，所述二极管D5负极端分别与二极管D6负极端、场效应管Q3引脚3和场效应管Q4引脚1连接，所述二极管D6正极端分别与地线GND、场效应管Q4引脚3和电池组BAT1负极端连接。
6.一种锂电池组在线状态检测方法，用于实现上述权利要求1至5中任一项所述系统，其特征在于，首先对电池组BAT1的状态进行调度，调度步骤如下；
7.根据权利要求6所述的一种锂电池组在线状态检测方法，其特征在于，电池组BAT1的SOC值计算过程中经温度传感器获取电池组BAT1的温度值，并经输入接口将温度值反馈给MCU模块，电阻R1和电阻R2获取隔离收发器接收的控制信号，电容C1对控制信号进行前置过滤抑制，二极管D1和二极管D2对产生尖峰电压进行反向击穿保护；将稳定的控制信号传输给隔离收发器；电阻R3对隔离收发器U1接收的控制信号进行检测，并经双向二极管D3和电容C2组成单路径浪涌保护，将控制信号传输给MCU模块，存储器读取MCU模块处理，接收和控制的指令信息，并对指令信息进行保存。
8.根据权利要求6所述的一种锂电池组在线状态检测方法，其特征在于，MCU模块将控制信号传给通讯收发器，通讯收发器再将控制信号传给电池检测模块，然后对电池组BAT1的状态和充/放电进行检测，多路开关器U2对电池组BAT1电压不同的单节电池中的电流、电压进行采集，然后通过放大器U3和放大器U4将电池组BAT1的电压、电流调整到MCU模块可识别的电压范围，在反馈给MCU模块。
9.根据权利要求6所述的一种锂电池组在线状态检测方法，其特征在于，驱动器U5和驱动器U6对电池组BAT1的状态进行检测，当驱动器U5和驱动器U6的引脚4均输出低电平时，此时三极管Q1、三极管Q2导通，场效应管Q3和场效应管Q4均导通，判定电池组BAT...
【技术特征摘要】
1.一种锂电池组在线状态检测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种锂电池组在线状态检测系统，其特征在于，所述隔离收发器u1的输入和输出端串联有浪涌保护单元和收发保护单元，所述浪涌保护单元包括电阻r1、电阻r2、电容c1、二极管d1和二极管d2，所述电阻r1一端与隔离收发器u1引脚1连接，所述电阻r1另一端分别与电容c1、二极管d1和mcu模块供电正极端连接，所述电容c1另一端分别与电阻r2一端和隔离收发器u1引脚2连接，所述电阻r2另一端分别与二极管d1正极端、二极管d2负极端和mcu模块供电负极端连接。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池组在线状态检测系统，其特征在于，所述收发保护单元包括电阻r3、电阻r4、双向二极管d3、双向二极管d4、电容c2和电容c3，所述电阻r3一端与隔离收发器u1引脚5连接，所述电阻r3另一端分别与电容c2一端和双向二极管d3一端连接，所述电容c2另一端分别与双向二极管d3另一端、双向二极管d4一端、电容c3一端和隔离收发器u1引脚7连接，所述电容c3另一端分别与双向二极管d4另一端和电阻r4一端连接，所述电阻r4另一端与隔离收发器u1引脚6连接。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池组在线状态检测系统，其特征在于，所述电池检测模块包括采集单元和充/放保护单元，所述采集单元包括电池组bat1、多路开关器u2、电阻r5、电阻r6、电阻r7、放大器u3、电阻r8、电阻r9、放大器u4和电阻r10，所述多路开关器u2引脚15与电池组bat1正极端连接，所述电池组bat1负极端与多路开关器u2引脚14连接，多路开关器u2引脚16分别与输入电源+15v和放大器u4引脚5连接，所述多路开关器u2引脚3与电阻r5一端连接，所述电阻r5另一端分别与放大器u3引脚2和电阻r7一端连接，所述电阻r7另一端分别与放大器u3引脚1和电阻r8一端连接，所述放大器u3引脚3与电阻r6一端连接，所述电阻r6另一端分别与地线gnd、多路开关器u2引脚7和8连接，所述电阻r8另一端分别与电阻r9一端和放大器u4引脚2连接，所述放大器u4引脚3与电阻r10一端连接，所述电阻r10另一端与地线gnd连接，所述电阻r9另一端分别与放大器u4引脚1和通讯收发器连接。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池组在线状态检测系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭双星，方银霞，
申请(专利权)人：苏州小鲎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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