本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種鋰電池組網(wǎng)絡(luò)測溫系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著環(huán)保的要求,近年來做為電動(dòng)汽車儲(chǔ)能裝置的動(dòng)力鋰電池越來越備受關(guān)注。動(dòng)力電池是純電動(dòng)汽車唯一的動(dòng)力能源,它的工作性能和壽命受環(huán)境溫度的影響很大。動(dòng)力電池的性能和使用壽命直接決定了電動(dòng)汽車的性能和成本。
電動(dòng)汽車在充電或運(yùn)行時(shí),動(dòng)力鋰電池組的溫度直接影響鋰電池的壽命和安全。
在高溫環(huán)境下,動(dòng)力鋰電池內(nèi)部不可逆反應(yīng)物生成速度加快,不可逆反應(yīng)物的增多導(dǎo)致電池的可用容量的加速減少,當(dāng)電池的可用容量哀減到電池額定容量的80%時(shí),電池的壽命將終結(jié)。
即使是鋰電池在低溫下充電或運(yùn)行,即鋰電池在低溫環(huán)境充放電下,電池的內(nèi)阻加大,放電電壓平臺(tái)降低,可充放容量減少,電池的充放電效率明顯減低,且對電池本身有一定的損害。
因此,對電動(dòng)汽車鋰電池的冷熱特性研究及冷熱管理系統(tǒng)的開發(fā)有著重要的意義。也就是說,電動(dòng)汽車用的鋰電池測溫是一項(xiàng)重要措施。
目前,電動(dòng)汽車鋰電池的測溫多采用熱電阻或熱電偶做溫度傳感器,這類溫度傳感器采集的是模擬信號(hào),其信號(hào)傳遞易受干擾,還需做復(fù)雜的放大和變換,變成數(shù)字信號(hào)后,電池管理系統(tǒng)(bms)才能使用。也有采用數(shù)字溫度變送器,但由于變送器安裝結(jié)構(gòu)不理想,致使結(jié)構(gòu)復(fù)雜,安裝、維修不方便,成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池組網(wǎng)絡(luò)測溫系統(tǒng),利用一線總線式數(shù)字集成式溫度變送器對鋰電池組測溫,采用插接方式安裝,連接可靠,安裝方便,可適用于多種惡劣環(huán)境。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種鋰電池組網(wǎng)絡(luò)測溫系統(tǒng),包括三線三通插座、溫度變送器組件、三線連接器、鋰電池管理系統(tǒng),溫度變送器組件檢測單體鋰電池溫度信息,單體鋰電池的正極或負(fù)極連接有接線柱;單體鋰電池通過接線柱與溫度變送器組件相連接,三線三通插座與溫度變送器組件插接固定,三線三通插座之間通過三線連接器插接固定,鋰電池管理系統(tǒng)通過三線三通插座和三線連接器與溫度變送器組件相連接;
所述的三線三通插座包括絕緣外殼、三通連接件,相互絕緣的三組三通連接件封裝在絕緣外殼內(nèi),三通連接件由水平導(dǎo)線、垂直導(dǎo)線、左插孔、右插孔、垂直插孔,水平導(dǎo)線一端與左插孔連接,另一端與右插孔連接,垂直導(dǎo)線一端與水平導(dǎo)線連接,另一端與垂直插孔連接,所述的絕緣外殼端部設(shè)有螺紋。
所述的三線連接器由絕緣殼、導(dǎo)線、插針、絕緣螺母組成,三組相互絕緣的導(dǎo)線封裝在絕緣殼內(nèi),導(dǎo)線兩端均連接有插針,絕緣殼兩端連接有絕緣螺母,三線連接器通過絕緣螺母與三線三通插座的絕緣外殼連接。
所述的溫度變送器組件包括溫度變送器、絕緣固定螺母、導(dǎo)熱環(huán),溫度變送器一端與導(dǎo)熱環(huán)固定連接,溫度變送器另一端的電源端vd端、數(shù)據(jù)端cd端及接地端與三線三通插座插接;導(dǎo)熱環(huán)通過螺母固定在接線柱上,溫度變送器與絕緣固定螺母轉(zhuǎn)動(dòng)連接,絕緣固定螺母與三線三通插座的絕緣外殼螺紋連接。
所述的溫度變送器為ds18b20溫度變送器。
所述的鋰電池管理系統(tǒng)需管理若干組鋰電池組,每組鋰電池組由8個(gè)單體鋰電池組成,以鋰電池組中單體鋰電池作為電源為溫度變送器供電,該單體鋰電池通過電源開關(guān)與直流轉(zhuǎn)換器相連接;鋰電池組中各個(gè)單體鋰電池內(nèi)的溫度變送器相互連接,其中各個(gè)數(shù)據(jù)端cd相連接,各電源端vd相連接,各接地端相連接;鋰電池組間的溫度變送器相互連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
滿足了電動(dòng)汽車用鋰電池組的運(yùn)行要求,具有如下有益效果:
1、采用一線總線式數(shù)字集成式溫度變送器,用于鋰電池組測溫系統(tǒng),測溫范圍寬,精度高,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,易裝、易維護(hù),成本低;
2、溫度變送器采用了耳環(huán)式壓接,導(dǎo)熱環(huán)與單體鋰電池接線柱用螺母擰緊,再用模塊化的三線三通插座連接,即總線式連接,連線短又少,方便安裝,也方便維護(hù);同時(shí),采用插接的連接方式,便于安裝,并利用絕緣固定螺母旋緊固定,使其連接牢固可靠,確保插接環(huán)境絕緣、防潮、防鹽霧;通過導(dǎo)熱環(huán)、接線柱、溫度變送器的牢固連接實(shí)現(xiàn)了熱傳遞效果好,測量準(zhǔn)確,連接牢固可靠的目的,溫度變送器可直接準(zhǔn)確的檢測鋰電池內(nèi)的溫度。
3、三線三通插座之間再通過三線連接器連接,相互間由插孔插針插接,連接方便,再由絕緣螺母固定,使連接穩(wěn)固,模塊化的三線三通插座、三線連接器能防潮、防水、防鹽霧;
4、采用了一線總線制的數(shù)字式溫度變送器ds18b20,可實(shí)現(xiàn)智能測溫,即每個(gè)測溫點(diǎn)的上下限溫度可設(shè)定,可單獨(dú)警示,且可記錄實(shí)時(shí)溫度曲線,用于鋰電池運(yùn)行狀態(tài)分析;
5、用鋰電池組中的單體鋰電池為供電電源,通過一個(gè)dc/dc轉(zhuǎn)換器,即可方便的得到電源端vd電源,即鋰電池組測溫系統(tǒng)不用專設(shè)供電電源。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是溫度變送器組件安裝示意圖。
圖3是三線三通插座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是三線三通插座與溫度變送器組件的連接示意圖。
圖5是三線連接器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是三線連接器與三線三通插座的連接示意圖。
圖7是8支單體鋰電池溫度檢測接線原理圖。
圖8是鋰電池組網(wǎng)絡(luò)測溫系統(tǒng)原理圖。
圖中:1-三線三通插座11-絕緣外殼12-水平導(dǎo)線13-垂直導(dǎo)線14-左插孔15-右插孔16-垂直插孔
2-溫度變送器組件21-絕緣固定螺母22-溫度變送器23-密封膏24-導(dǎo)熱環(huán)25-螺母26-墊圈221-電源端vd端222-數(shù)據(jù)端cd端223-接地端
3-三線連接器31-絕緣殼32-導(dǎo)線33-插針34-絕緣螺母
4-單體鋰電池41-接線柱
5-鋰電池管理系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述,但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。
見圖1、圖2,一種鋰電池組網(wǎng)絡(luò)測溫系統(tǒng),包括三線三通插座1、溫度變送器組件2、三線連接器3、鋰電池管理系統(tǒng)5,溫度變送器組件2檢測單體鋰電池4溫度信息,單體鋰電池4的正極或負(fù)極連接有接線柱41;單體鋰電池4通過接線柱41與溫度變送器組件2相連接,三線三通插座1與溫度變送器組件2插接固定,三線三通插座1之間通過三線連接器3插接固定,鋰電池管理系統(tǒng)5通過三線三通插座1和三線連接器3與溫度變送器組件2相連接。
見圖3,三線三通插座1包括絕緣外殼11、三通連接件,相互絕緣的三組三通連接件封裝在絕緣外殼11內(nèi),三通連接件由水平導(dǎo)線12、垂直導(dǎo)線13、左插孔14、右插孔15、垂直插孔16,水平導(dǎo)線12一端與左插孔14連接,另一端與右插孔15連接,垂直導(dǎo)線13一端與水平導(dǎo)線12連接,另一端與垂直插孔16連接,絕緣外殼11端部設(shè)有螺紋,用以與絕緣螺母34和絕緣固定螺母21連接。
見圖5,三線連接器3由絕緣殼31、導(dǎo)線32、插針33、絕緣螺母34組成,三組相互絕緣的導(dǎo)線32封裝在絕緣殼31內(nèi),導(dǎo)線32兩端均連接有插針33,絕緣殼31兩端連接有絕緣螺母34,絕緣殼31上設(shè)有凹槽,絕緣螺母34內(nèi)壁上設(shè)有與之匹配的突起,實(shí)現(xiàn)絕緣螺母34與絕緣殼31相互轉(zhuǎn)動(dòng),三線連接器3通過絕緣螺母34與三線三通插座1的絕緣外殼11連接,保護(hù)插針33與插孔,在其連接處形成保護(hù)殼,實(shí)現(xiàn)絕緣、防水、防潮的目的,見圖6。
見圖2、圖4,溫度變送器組件2包括溫度變送器22、絕緣固定螺母21、導(dǎo)熱環(huán)24,溫度變送器22一端與導(dǎo)熱環(huán)24固定連接,溫度變送器22另一端的電源端vd端221、數(shù)據(jù)端cd端222及接地端223與三線三通插座1插接;導(dǎo)熱環(huán)24通過螺母25、墊圈26固定在接線柱41上,實(shí)現(xiàn)溫度變送器22與單體鋰電池4的正極或負(fù)極相連接,檢測的溫度更加準(zhǔn)確。溫度變送器22與絕緣固定螺母21轉(zhuǎn)動(dòng)連接,溫度變送器22上設(shè)有凹槽,絕緣固定螺母21內(nèi)壁設(shè)有突起,形成溫度變送器22與絕緣固定螺母21相互轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu);絕緣固定螺母21與三線三通插座1的絕緣外殼11螺紋連接,在插接處形成封閉的結(jié)構(gòu),可絕緣、防水、防潮、防鹽霧。為增強(qiáng)溫度變送器22的絕緣、防水、防潮性,在溫度變送器22端部,以及溫度變送器22主體與電源端vd端221、數(shù)據(jù)端cd端222及接地端223相連接處設(shè)置密封膏23。其中,溫度變送器22為ds18b20溫度變送器22,比熱電阻效果好,且具有智能化、安裝方便,便于維護(hù)的特點(diǎn)。
見圖7、圖8,鋰電池管理系統(tǒng)5管理若干組鋰電池組,每組鋰電池組由8個(gè)單體鋰電池4組成,以鋰電池組中任意一個(gè)單體鋰電池4作為電源為溫度變送器22供電,該單體鋰電池4通過電源開關(guān)與直流轉(zhuǎn)換器相連接;鋰電池組中各個(gè)單體鋰電池4上的溫度變送器22相互連接,其中各個(gè)數(shù)據(jù)端cd相連接,各電源端vd相連接,各接地端223相連接;鋰電池組間的溫度變送器22相互連接。圖7中d1-d8為8支單體鋰電池4,dcz為鋰電池組,k為電源開關(guān),rd為上拉電阻,電源端vd端221為3.0-5v。圖8為鋰電池管理系統(tǒng)5對13組鋰電池組的測溫管理,每組鋰電池組為一個(gè)單位,利用串口將13組鋰電池組的溫度變送器22相互連接形成13組鋰電池組網(wǎng)絡(luò)測溫系統(tǒng)。
本發(fā)明滿足了電動(dòng)汽車用鋰電池組的運(yùn)行要求,具有如下有益效果:
1、采用一線總線式數(shù)字集成式溫度變送器,用于鋰電池組測溫系統(tǒng),測溫范圍寬,精度高,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,易裝、易維護(hù),成本低;
2、溫度變送器采用了耳環(huán)式壓接,導(dǎo)熱環(huán)與單體鋰電池接線柱用螺母擰緊,再用模塊化的三線三通插座連接,即總線式連接,連線短又少,方便安裝,也方便維護(hù);同時(shí),采用插接的連接方式,便于安裝,并利用絕緣固定螺母旋緊固定,使其連接牢固可靠,確保插接環(huán)境絕緣、防潮、防鹽霧;通過導(dǎo)熱環(huán)、接線柱、溫度變送器的牢固連接實(shí)現(xiàn)了熱傳遞效果好,測量準(zhǔn)確,連接牢固可靠的目的,溫度變送器可直接準(zhǔn)確的檢測鋰電池內(nèi)的溫度。
3、三線三通插座之間再通過三線連接器連接,相互間由插孔插針插接,連接方便,再由絕緣螺母固定,使連接穩(wěn)固,模塊化的三線三通插座、三線連接器能防潮、防水、防鹽霧;
4、采用了一線總線制的數(shù)字式溫度變送器ds18b20,可實(shí)現(xiàn)智能測溫,即每個(gè)測溫點(diǎn)的上下限溫度可設(shè)定,可單獨(dú)警示,且可記錄實(shí)時(shí)溫度曲線,用于鋰電池運(yùn)行狀態(tài)分析;
5、用鋰電池組中的單體鋰電池為供電電源,通過一個(gè)dc/dc轉(zhuǎn)換器,即可方便的得到電源端vd電源,即鋰電池組測溫系統(tǒng)不用專設(shè)供電電源。