【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及动力锂电池领域，尤其涉及一种动力锂电池组智能监控系统。
技术介绍
1、锂电池作为动力电池具有能量比高、使用寿命长、额定电压高、具备高功率承受力、自放电率低、重量轻、高低温适应性强、绿色环保、生产基本不消耗水等众多优点。与铅酸蓄电池、镍基电池、钠硫电池、空气电池等蓄电池和碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池等燃料电池相比，锂电池被认为是具有最优异性能的可充电电池，受到了市场的广泛青睐。
2、在保证电池系统安全的设计过程中，除了电池单体特性、电池模组设计、电池包的结构设计以外，电池智能监控系统尤为重要。目前一些现有的方案由于电源智能监控系统前端需要采集多节电池的信息，包括电压、电流和温度，信息量很大，以至于在硬件设计的时候需要的成本很高，并且硬件设计复杂、器件多，制作出来的pcb较大；而由于单体电池的内部化学反应的复杂性和外界环境的干扰，使得其剩余电量的估算难度大，精度也需要进一步提高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种动力锂电池组智能监控系统。为解决现有技术问题，本专利技术公开了一种动力锂电池组智能监控系统，包括：主控模块、从控模块、供电模块、单体电池电压采集电路、电流采集电路、通讯模块和显示模块；所述从控模块为sh367309电池管理芯片，所述sh367309电池管理芯片通过单体电池电压采集电路采集单体电池电压，通过电流采集电路采集电池包电流；所述主控模块为stm32g070cbt6单片机，sh367309
2、进一步地，所述供电模块包括mp9486a高压降压型开关稳压器、10串42v锂电池包和软开关电路；10串42v锂电池包经过mp9486a高压降压型开关稳压器降压后电压稳定为5v，再经过ams1117-3.3v后转换为3.3v给系统供电；软开关电路用于开启和关闭系统供电。
3、进一步地，还包括充放电控制电路，所述充放电控制电路连接sh367309电池管理芯片，所述充放电控制电路由mos管作为开关器件，使用多个并联的mos管，当sh367309电池管理芯片检测到充电或负载时，开启mos管使回路导通，当发生过充过放、短路、高温、低温、过流时，关闭mos管切断回路。
4、进一步地，所述单体电池电压采集电路利用sh367309电池管理芯片内部自带13位的模数转换器vadc，当实际当电池包节数大于5节小于16节时，先从vc1连接，连接到最高节的正端完毕，将剩余没有连接电池串的通道进行短接实现电池串个数的配置。
5、进一步地，所述电流采集电路使用sh367309电池管理芯片内部的一个16位模数转换模块cadc，cadc通过采集精密电阻上的压降来计算电流值。
6、进一步地，还包括电流均衡电路，所述电流均衡电路包括均衡电阻和三极管，设置好均衡值并开启电压后，当检测到单体电池电压超过均衡值时，三极管导通，将多余的能量消耗在均衡电阻上。
7、进一步地，所述温度采集电路设有三个ntc103at热敏电阻，sh367309电池管理芯片带有三路ad转换模块，将三个ntc103at热敏电阻分别放置在电池包、mos管、均衡电阻处，以监测三个发热点。
8、进一步地，所述通讯模块为蓝牙模块，所述蓝牙模块将stm32g070cbt6单片机的串口信息转换为蓝牙信息进行传输。
9、进一步地，所述显示模块为5针2位半188数码管。
10、进一步地，stm32g070cbt6单片机对电池包进行荷电状态估算方法为：
11、基于thevenin等效电路模型和扩展卡尔曼滤波算法，电池的欧姆内阻r0引起了thevenin等效电路模型中脉冲充电开始和结束时刻a-b和c-d电压的瞬间变化，根据欧姆定律并取平均值得到：
12、
13、式中ua、ub、uc、ud分别为a、b、c、d的瞬时电压，i为充电时的瞬时电流；脉冲放电结束后，电池逐渐恢复稳态，d-e没有脉冲电流输入，视为零输入相应，其电池端电压表达式为：
14、式中uoc为oc两端的电压，u1(0)为d-e端的零输入响应，令τ＝r1c1，通过曲线拟合进一步确定参数τ的取值，b-c段视为rc回路零状态响应：
15、
16、根据公式(3)可以求得r1，根据τ＝r1c1继续求得c1，c1为下一时刻状态最优的荷电状态估值。
17、本专利技术具有的有益效果：
18、1、采用主从式集成架构，stm32g070cbt6单片机为主控模块核心，sh367309锂电池管理芯片为从属模块核心，系统整体集成度高，成本低，锂电池的使用寿命与安全性大大提高。
19、2、基于thevenin等效电路模型和扩展卡尔曼滤波算法估算荷电状态，提高了荷电状态估算的精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，包括：主控模块、从控模块、供电模块、单体电池电压采集电路、电流采集电路、通讯模块和显示模块；所述从控模块为SH367309电池管理芯片，所述SH367309电池管理芯片通过单体电池电压采集电路采集单体电池电压，通过电流采集电路采集电池包电流；所述主控模块为STM32G070CBT6单片机，SH367309电池管理芯片与STM32G070CBT6单片机通过TWI通讯，STM32G070CBT6单片机接收SH367309电池管理芯片采集的电池电压以及电流并对电池包进行荷电状态估算，在显示模块上显示电荷状态的值，并利用通讯模块将电池包状态信息传送给上位机；所述供电模块用于为整个系统供电。
2.根据权利要求1所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，所述供电模块包括MP9486A高压降压型开关稳压器、10串42V锂电池包和软开关电路；10串42V锂电池包经过MP9486A高压降压型开关稳压器降压后电压稳定为5V，再经过AMS1117-3.3V后转换为3.3V给系统供电；软开关电路用于开启和关闭系统供电。
3.根据权利
4.根据权利要求1所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，所述单体电池电压采集电路利用SH367309电池管理芯片内部自带13位的模数转换器VADC，当实际当电池包节数大于5节小于16节时，先从VC1连接，连接到最高节的正端完毕，将剩余没有连接电池串的通道进行短接实现电池串个数的配置。
5.根据权利要求1所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，所述电流采集电路使用SH367309电池管理芯片内部的一个16位模数转换模块CADC，CADC通过采集精密电阻上的压降来计算电流值。
6.根据权利要求3所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，还包括电流均衡电路，所述电流均衡电路包括均衡电阻和三极管，设置好均衡值并开启电压后，当检测到单体电池电压超过均衡值时，三极管导通，将多余的能量消耗在均衡电阻上。
7.根据权利要求6所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，所述温度采集电路设有三个NTC103AT热敏电阻，SH367309电池管理芯片带有三路AD转换模块，将三个NTC103AT热敏电阻分别放置在电池包、MOS管、均衡电阻处，以监测三个发热点。
8.根据权利要求1所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，所述通讯模块为蓝牙模块，所述蓝牙模块将STM32G070CBT6单片机的串口信息转换为蓝牙信息进行传输。
9.根据权利要求1所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，所述显示模块为5针2位半188数码管。
10.根据权利要求1所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，STM32G070CBT6单片机对电池包进行荷电状态估算方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，包括：主控模块、从控模块、供电模块、单体电池电压采集电路、电流采集电路、通讯模块和显示模块；所述从控模块为sh367309电池管理芯片，所述sh367309电池管理芯片通过单体电池电压采集电路采集单体电池电压，通过电流采集电路采集电池包电流；所述主控模块为stm32g070cbt6单片机，sh367309电池管理芯片与stm32g070cbt6单片机通过twi通讯，stm32g070cbt6单片机接收sh367309电池管理芯片采集的电池电压以及电流并对电池包进行荷电状态估算，在显示模块上显示电荷状态的值，并利用通讯模块将电池包状态信息传送给上位机；所述供电模块用于为整个系统供电。
2.根据权利要求1所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，所述供电模块包括mp9486a高压降压型开关稳压器、10串42v锂电池包和软开关电路；10串42v锂电池包经过mp9486a高压降压型开关稳压器降压后电压稳定为5v，再经过ams1117-3.3v后转换为3.3v给系统供电；软开关电路用于开启和关闭系统供电。
3.根据权利要求1所述的动力锂电池组智能监控系统，其特征在于，还包括充放电控制电路，所述充放电控制电路连接sh367309电池管理芯片，所述充放电控制电路由mos管作为开关器件，使用多个并联的mos管，当sh367309电池管理芯片检测到充电或负载时，开启mos管使回路导通，当发生过充过放、短路、高温、低温、过流时，关闭mos管切断回路。
4.根据权利要求1所述的动力锂电池组智能监控系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：华国环，钱俊杰，舒梁，李汪兴，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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