一種電池組電池電壓和溫度采集裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電池組電池電壓和溫度采集裝置，包括電源單元、信號調(diào)理單元、模擬切換單元、通信單元和中央處理單元，其中：電源單元主要用于給采集裝置提供電源；信號調(diào)理單元用于電池電壓、溫度實時采樣及信號變換；模擬切換單元用于多節(jié)電池電壓采集通道的高速切換；通信單元主要用于裝置和外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；中央處理單元用于控制模擬切換單元進(jìn)行采集通道的切換，將采樣后的信號通過濾波和運算得出實際電壓和溫度值，并通過所述通信單元和外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本實用新型可用于電力、鐵路等行業(yè)需要實時采集電池組單節(jié)電池電壓和溫度的場合，據(jù)此來判斷電池的健康狀態(tài)；具有實時、高速、高精度的特點，適于廣泛推廣使用。
【專利說明】
一種電池組電池電壓和溫度采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種電池組電池電壓和溫度采集的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電池組電池電壓和溫度采集裝置的電池電壓采集方式是采用傳統(tǒng)的模擬減法電路實現(xiàn)，具有采樣精度低、響應(yīng)速度慢、成本高體積大等缺點，所以亟需開發(fā)一種適應(yīng)新型監(jiān)控系統(tǒng)的高速高精度電池采集裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種實時、高速、高精度采集電池組電池電壓和溫度的采集裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種電池組電池電壓和溫度采集裝置，包括電源單元、信號調(diào)理單元、模擬切換單元、通信單元和中央處理單元，其中:所述電源單元主要用于給采集裝置提供電源;所述信號調(diào)理單元用于電池電壓、溫度實時采樣及信號變換，將單節(jié)電池電壓信號和溫度信號調(diào)理到中央處理單元的CPU合適的采集范圍；所述模擬切換單元用于多節(jié)電池電壓采集通道的高速切換;所述通信單元主要用于裝置和外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互;所述中央處理單元用于控制模擬切換單元進(jìn)行采集通道的切換，將采樣后的信號通過濾波和運算得出實際電壓和溫度值，并通過所述通信單元和外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0006]進(jìn)一步地，所述電源單元包括整流電路、濾波電路和隔離電路;所述整流電路及與其連接的濾波電路用于實現(xiàn)交直流寬范圍輸入;所述隔離電路用于提供隔離的電源輸出，分別供給所述通信單元、中央處理單元、模擬切換單元和信號調(diào)理單元。
[0007]進(jìn)一步地，所述信號調(diào)理單元通過運放將模擬切換單元輸出電壓調(diào)理到CPU采樣電路合適的電壓范圍。
[0008]進(jìn)一步地，所述模擬切換單元通過可編程邏輯器件來實現(xiàn)多節(jié)電池電壓采集通道的高速切換。
[0009]進(jìn)一步地，所述通信單元采用支持設(shè)備擴(kuò)展的高速通信總線。
[0010]進(jìn)一步地，所述通信單元的通信接口處設(shè)置有EMC器件。
[0011]進(jìn)一步地，所述中央處理單元采用單片機(jī)。
[0012]進(jìn)一步地，所述通信單元與中央處理單元的電源不共地。
[0013]本實用新型采用高性能的單片機(jī)作為中央處理單元，通過精密運放對信號進(jìn)行調(diào)理，提高了裝置測量的采樣速度和采樣精度;采用可編程邏輯控制器結(jié)合光耦繼電器實現(xiàn)模擬切換電路，提高了準(zhǔn)確性和實時性。另外，本實用新型還具有可擴(kuò)展、體積小、成本低的特點;可用于電力、鐵路等行業(yè)需要實時采集電池組單節(jié)電池電壓和溫度的場合;通過本裝置可以實時采集電池電壓和溫度來判斷電池的健康狀態(tài)，適于廣泛推廣使用。
【附圖說明】
[0014]上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0015]圖1為本實用新型一種電池組電池電壓和溫度采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為信號調(diào)理單元電路圖；
[0017]圖3為模擬切換單元電路圖；
[0018]圖4為通信單元電路圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本實用新型的電池組電池電壓和溫度采集裝置，主要用于實時采集電池組單節(jié)電池電壓和溫度;包括電源單元、信號調(diào)理單元(包括溫度采樣但愿和電池電壓采樣單元)、模擬切換單元、通信單元和中央處理單元。
[0020]其中，電源單元主要用于給采集裝置提供電源;所述電源單元包括整流電路、濾波電路和隔離電路;整流電路及與其連接的濾波電路用于實現(xiàn)交直流寬范圍輸入;隔離電路用于提供隔離的電源輸出，分別供給所述通信單元、中央處理單元、模擬切換單元和信號調(diào)理單元。
[0021]配合圖2所示，信號調(diào)理單元用于電池電壓、溫度實時采樣及信號變換，將單節(jié)電池電壓信號和電池溫度信號調(diào)理到中央處理單元的CPU合適的采集范圍。信號調(diào)理單元通過運放將模擬切換單元輸出電壓調(diào)理到CPU采樣電路合適的電壓范圍。對于溫度信號，直接由溫度傳感器輸出符合CHJ模擬采樣范圍的電壓。
[0022]配合圖3所示，模擬切換單元用于多節(jié)電池電壓采集通道的高速切換;具體采用可編程邏輯控制器結(jié)合光耦繼電器實現(xiàn)多節(jié)電池電壓采集通道的高速切換，保證每次進(jìn)入信號采樣單元的電壓變化范圍即為電池電壓實際變化范圍，只取差模信號，去除共模信號，又保證各個通道的采樣獨立。
[0023]中央處理單元采用高性能的單片機(jī)，用于控制模擬切換單元進(jìn)行采集通道的切換，將采樣后的信號進(jìn)行濾波處理，對結(jié)果進(jìn)行均方根計算，得出實際電壓和溫度值(誤差在千分之一)，并通過通信單元和外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0024]配合圖4所示，通信單元為標(biāo)準(zhǔn)外部通信接口，主要用于裝置和外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，方便其他監(jiān)測主機(jī)獲取裝置的電壓和溫度信號;通信單元采用支持設(shè)備擴(kuò)展的高速通信總線，可以適應(yīng)實際現(xiàn)場電池組電池節(jié)數(shù)。
[0025]通信單元與中央處理單元的電源不共地設(shè)計，避免了電流回路的互相干擾，在通信接口處加入了 EMC器件，保證裝置通信的可靠性。
[0026]上述電池組電池電壓和溫度采集裝置可用于電力、鐵路等行業(yè)需要實時采集電池組單節(jié)電池電壓和溫度的場合，如可安裝在鐵路的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上，可以實時采集電池電壓和溫度來判斷電池的健康狀態(tài)，適于廣泛推廣使用。
[0027]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例子而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電池組電池電壓和溫度采集裝置，其特征在于，包括電源單元、信號調(diào)理單元、模擬切換單元、通信單元和中央處理單元，其中: 所述電源單元主要用于給采集裝置提供電源； 所述信號調(diào)理單元用于電池電壓、溫度實時采樣及信號變換，將單節(jié)電池電壓信號和溫度信號調(diào)理到中央處理單元的(PU合適的采集范圍； 所述模擬切換單元用于多節(jié)電池電壓采集通道的高速切換； 所述通信單元主要用于裝置和外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互； 所述中央處理單元用于控制模擬切換單元進(jìn)行采集通道的切換，將采樣后的信號通過濾波和運算得出實際電壓和溫度值，并通過所述通信單元和外部主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池電壓和溫度采集裝置，其特征在于，所述電源單元包括整流電路、濾波電路和隔離電路； 所述整流電路及與其連接的濾波電路用于實現(xiàn)交直流寬范圍輸入； 所述隔離電路用于提供隔離的電源輸出，分別供給所述通信單元、中央處理單元、模擬切換單元和信號調(diào)理單元。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池電壓和溫度采集裝置，其特征在于，所述信號調(diào)理單元通過運放將模擬切換單元輸出電壓調(diào)理到CPU采樣電路合適的電壓范圍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池電壓和溫度采集裝置，其特征在于，所述模擬切換單元通過可編程邏輯器件來實現(xiàn)多節(jié)電池電壓采集通道的高速切換。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池電壓和溫度采集裝置，其特征在于，所述通信單元采用支持設(shè)備擴(kuò)展的高速通信總線。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池電壓和溫度采集裝置，其特征在于，所述通信單元的通信接口處設(shè)置有EMC器件。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池電壓和溫度采集裝置，其特征在于，所述中央處理單元采用單片機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組電池電壓和溫度采集裝置，其特征在于，所述通信單元與中央處理單元的電源不共地。
【文檔編號】G01R31/36GK205594141SQ201620167865
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月4日
【發(fā)明人】陳為
【申請人】北京津宇嘉信科技股份有限公司