專利名稱：自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池監(jiān)控領(lǐng)域，具體是一種自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元。
背景技術(shù)：
電池本身的電壓、溫度等參數(shù)反映了電池所處的狀態(tài)，是電池組轉(zhuǎn)換充電階段、結(jié)束充電、計(jì)算續(xù)航力及判斷單塊電池之間均衡性的重要依據(jù)。因此，對(duì)每塊電池的參數(shù)進(jìn)行精確檢測、正確使用和控制是延長電池壽命、保障使用安全的的重手段。目前對(duì)于多級(jí)電池系統(tǒng)的采樣和管理多是集中局部采樣、總線連接方式，這種連接方式使信號(hào)之間的干擾大、采樣不正確，且接線復(fù)雜、有高壓短路危險(xiǎn)；目前雖有智能電池本地采樣系統(tǒng)，并具有對(duì)外總線連接端口，但它們不具備同一個(gè)端口適合不同電平的信號(hào)傳輸功能，所以實(shí)現(xiàn)不了電池之間的串接級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，對(duì)串聯(lián)連接電池組的單個(gè)電池進(jìn)行獨(dú)立采樣，且信號(hào)自動(dòng)根據(jù)電池電壓變化而逐級(jí)下傳，并實(shí)現(xiàn)了本地各種電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)及響應(yīng)控制單元通過數(shù)據(jù)鏈路傳遞來的控制和命令信號(hào)。本發(fā)明的技術(shù)方案為:
自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，包括有數(shù)字微處理模塊，以及分別與數(shù)字微處理模塊連接的電源模塊、電池信號(hào)采集模塊、信號(hào)接收模塊和 信號(hào)發(fā)送模塊；且所述的電池信號(hào)采集模塊與電源模塊連接。所述的電池信號(hào)采集模塊包括有溫度采集模塊、電壓采集模塊和采集擴(kuò)展接口。所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、NPN三極管、電阻Rl和電阻R2組成，所述的接受信號(hào)端子通過電阻Rl與NPN三極管的基極連接，NPN三極管的發(fā)射極接地，NPN三極管的集電極與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，且數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過電阻R2與電源連接；所述的信號(hào)發(fā)送模塊是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子、PNP三極管、電阻R3、電阻R4和電阻R5組成，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端通過電阻R3與PNP三極管的基極連接，PNP三極管的集電極通過電阻R5與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子連接，PNP三極管的發(fā)射極與電源連接，且數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端依次通過電阻R3、電阻R4與電源連接。所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、N型MOSFET管、電阻R1、電阻R2和電阻RO組成，所述的接受信號(hào)端子通過電阻Rl與N型MOSFET管的門極連接，N型MOSFET管的源極接地，N型MOSFET管的漏極與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，且數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過電阻R2與電源連接，N型MOSFET管的門極和源極之間連接有電阻RO ；所述的信號(hào)發(fā)送模塊是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子、P型MOSFET管、電阻R3、電阻R4和電阻R5組成，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端通過電阻R3與P型MOSFET管的門極連接，P型MOSFET管的源極通過電阻R5與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子連接，P型MOSFET管的漏極與電源連接，且數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端依次通過電阻R3、電阻R4與電源連接。所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、NPN三極管、二極管、電阻R6和電阻R7組成，所述的接受信號(hào)端子通過二極管與NPN三極管的發(fā)射極連接，NPN三極管的集電極與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，NPN三極管的基極通過電阻R6與電源連接，且所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過電阻R7與電源連接；所述的信號(hào)發(fā)送模塊是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子、NPN三極管、電阻R8組成，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端通過電阻R8與NPN三極管的基極連接，NPN三極管的發(fā)射極接地，NPN三極管的集電極與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子連接。所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、N型MOSFET管、二極管、電阻R6和電阻R7組成，所述的接受信號(hào)端子通過二極管與N型MOSFET管的源極連接，N型MOSFET管的漏極與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，N型MOSFET管的門極通過電阻R6與電源連接，且所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過電阻R7與電源連接；所述的信號(hào)發(fā)送模塊是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子、P型MOSFET管和電阻R8組成，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端通過電阻R8與P型MOSFET管的門極連接，P型MOSFET管的源極接地，P型MOSFET管的漏極與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子連接。所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、電阻R9、電阻R10、第一二極管和第二二極管組成，所述的接受信號(hào)端子通過電阻R9與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，且接受信號(hào)端子依次通過電阻R9、電阻RlO接地，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過第一二極管與電源連接，所述的的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過第二二極管接地。所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端的前端連接有邏輯隔離電路，接受信號(hào)端子依次通過電阻R9、邏輯隔離電路與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端依次通過邏輯隔離電路、第一二極管與電源連接，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端依次通過邏輯隔離電路、第二二極管接地。所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元還包括有電池均衡模塊；所述的電池均衡模塊包括有均衡電阻和均衡開關(guān)，所述的均衡電阻的一端通過均衡開關(guān)與數(shù)字微處理模塊連接，且均衡電阻的另一端也與數(shù)字微處理模塊連接。所述的數(shù)字微處理模塊包括有微處理器，分別與微處理器連接的存儲(chǔ)器和A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述的電池信號(hào)采集模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
(1)、本發(fā)明可對(duì)串聯(lián)連接電池組的單個(gè)電池進(jìn)行獨(dú)立采樣，采樣數(shù)據(jù)互不影響，采樣值精度高；
(2)、多個(gè)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元可按順序連接組成自組網(wǎng)電池監(jiān)控系統(tǒng)自組網(wǎng)電池監(jiān)控系統(tǒng)，連接線路短，線路之間無交叉，不會(huì)帶來因摩擦短路或接線短路帶來的危險(xiǎn)；
(3)、本發(fā)明可以接收和執(zhí)行其它系統(tǒng)發(fā)送的命令信息，并可將此命令信息進(jìn)行下傳，實(shí)現(xiàn)了本地各種電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)及響應(yīng)控制單元通過數(shù)據(jù)鏈路傳遞來的控制和命令信號(hào)；
(4)由多個(gè)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元串聯(lián)連接的自組網(wǎng)電池監(jiān)控系統(tǒng)中，任一電池監(jiān)控微單元之間的電壓差均與其相連的本地電池的電壓差相當(dāng)，保證了監(jiān)控系統(tǒng)的安全。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明組成的自組網(wǎng)電池監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明電池均衡模塊均衡控制的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式見圖1，自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，包括有數(shù)字微處理模塊1，以及分別與數(shù)字微處理模塊I連接的電源模塊2、電池信號(hào)采集模塊、信號(hào)接收模塊4、信號(hào)發(fā)送模塊5和電池均衡模塊6 ；電池信號(hào)采集模塊包括有溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口303，數(shù)字微處理模塊I包括有微處理器101，分別與微處理器101連接的存儲(chǔ)器102和A/D轉(zhuǎn)換模塊103 ;且溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303均分別與電源模塊2、A/D轉(zhuǎn)換模塊103連接。見圖2，本發(fā)明安裝時(shí)，三個(gè)電源模塊2分別連接于電池組中三個(gè)單電池上，第一個(gè)自組網(wǎng)電池BATl監(jiān)控微單元的信號(hào)接收模塊4與外部電池管理系統(tǒng)7的輸出端連接，第一個(gè)自組網(wǎng)電池BATl監(jiān)控微單元的信號(hào)發(fā)送模塊5與第二個(gè)自組網(wǎng)電池BAT2監(jiān)控微單元的信號(hào)接收模塊4連接，第二個(gè)自組網(wǎng)電池BAT2監(jiān)控微單元的信號(hào)發(fā)送模塊5與第三個(gè)自組網(wǎng)電池BAT3監(jiān)控微單元的信號(hào)接收模塊4連接，第三個(gè)自組網(wǎng)電池BAT3監(jiān)控微單元的信號(hào)發(fā)送模塊5與外部電池管理系統(tǒng)7的輸入端連接。見圖8，電池均衡模塊6包括有均衡電阻RL和均衡開關(guān)601，均衡電阻RL的一端通過均衡開關(guān)601與數(shù)字微處理模塊I連接，且均衡電阻RL的另一端也與數(shù)字微處理模塊I連接。電池均衡模塊6均衡控制的工作原理:
當(dāng)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元接收到外部電池管理系統(tǒng)7的均衡信息時(shí)，數(shù)字微處理模塊I控制電池均衡模塊6的均衡開關(guān)601使之閉合，則均衡電阻RL與本節(jié)單電池BAT2并聯(lián)，充電電流部分流過均衡電阻RL，使本節(jié)單電池BAT2的充電電流減少；當(dāng)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元接收到關(guān)閉均衡指令時(shí)，數(shù)字微處理模塊I斷開均衡開關(guān)601，則均衡功能取消。數(shù)字微處理模塊I的微處理器101可通過采樣的電池電壓信息、溫度信息和其它信息，然后信號(hào)接收模塊4接收的上一級(jí)信息(充電電流信息或放電電流信息)加存儲(chǔ)器102存儲(chǔ)的原始信息加糾錯(cuò)校正碼，微處理器101經(jīng)分析處理得到當(dāng)前電池的狀態(tài)信息。實(shí)施例1
見圖3，自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，包括有數(shù)字微處理模塊1，以及分別與數(shù)字微處理模塊I連接的電源模塊2、電池信號(hào)采集模塊、信號(hào)接收模塊4、信號(hào)發(fā)送模塊5和電池均衡模塊6 ；電池信號(hào)采集模塊包括有溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303，數(shù)字微處理模塊I包括有微處理器101，分別與微處理器101連接的存儲(chǔ)器102和A/D轉(zhuǎn)換模塊103 ;且溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303均分別與電源模塊
2、A/D轉(zhuǎn)換模塊103連接；其中，信號(hào)接收模塊4是由接受信號(hào)端子401、NPN三極管Ql、電阻Rl和電阻R2組成，接受信號(hào)端子401通過電阻Rl與NPN三極管Ql的基極連接，NPN三極管Ql的發(fā)射極接地，NPN三極管Ql的集電極與數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI連接，且數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI通過電阻R2與電源VCC連接；信號(hào)發(fā)送模塊5是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501、PNP三極管Q2、電阻R3、電阻R4和電阻R5組成，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2通過電阻R3與PNP三極管Q2的基極連接，PNP三極管Q2的集電極通過電阻R5與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501連接，PNP三極管Q2的發(fā)射極與電源VCC連接，且數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2依次通過電阻R3、電阻R4與電源VCC連接。自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的工作原理:
(I )、休眠條件:當(dāng)電池沒有充電或帶載，電池處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)連續(xù)電壓或溫度采樣變換小于一定值時(shí)，既滿足休眠條件；喚醒條件:當(dāng)信號(hào)接收模塊4有信號(hào)變化時(shí)、電池電壓或溫度的變化在一定時(shí)間內(nèi)超過一定幅值時(shí)，均滿足喚醒條件，程序也可以設(shè)置自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元在休眠時(shí)的定時(shí)喚醒；
(2)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)接收模塊4接收信號(hào):當(dāng)信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子401接受的信號(hào)為高電平時(shí)(1.5-16V)，NPN三極管Ql飽和導(dǎo)通，數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端BI為低電平，數(shù)字微處理模塊把信號(hào)輸入端BI的低電平定義為邏輯“I”信號(hào)；當(dāng)信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子401接受的信號(hào)為低電平時(shí)(0-0.3V)，NPN三極管Ql截止，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI為高電平,數(shù)字微處理模塊I把信號(hào)輸入端BI的高電平定義為邏輯“O”信號(hào)；
(3)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)發(fā)送模塊5發(fā)送信號(hào):當(dāng)數(shù)字微處理模塊I發(fā)送數(shù)字信號(hào)為“I”時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2是低電平，PNP三極管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)，下級(jí)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的輸入端感應(yīng)的輸入電壓為高電平；當(dāng)數(shù)字微處理模塊I發(fā)送數(shù)字信號(hào)為“O”時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2是高電平，PNP三極管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)PNP三極管Q2下傳電流只有漏電流，下級(jí)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的輸入端感應(yīng)的輸入電壓為低電平；
當(dāng)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元串接級(jí)聯(lián)時(shí)，按上述邏輯定義就能使傳輸?shù)臄?shù)字邏輯在自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的接受信號(hào)端子401和數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501保持一致。實(shí)施例2
見圖4，自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，包括有數(shù)字微處理模塊1，以及分別與數(shù)字微處理模塊I連接的電源模塊2、電池信號(hào)采集模塊、信號(hào)接收模塊4、信號(hào)發(fā)送模塊5和電池均衡模塊6 ；電池信號(hào)采集模塊包括有溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303，數(shù)字微處理模塊I包括有微處理器101，分別與微處理器101連接的存儲(chǔ)器102和A/D轉(zhuǎn)換模塊103 ;且溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303均分別與電源模塊2、A/D轉(zhuǎn)換模塊103連接；其中，信號(hào)接收模塊4是由接受信號(hào)端子401、N型MOSFET管Q1、電阻R1、電阻R2和電阻RO組成，接受信號(hào)端子401通過電阻Rl與N型MOSFET管Ql的門極連接，N型MOSFET管Ql的源極接地，N型MOSFET管Ql的漏極與數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI連接，且數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI通過電阻R2與電源VCC連接，N型MOSFET管Ql的門極和源極之間連接有電阻RO ;信號(hào)發(fā)送模塊5是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501、P型MOSFET管Q2、電阻R3、電阻R4和電阻R5組成，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2通過電阻R3與P型MOSFET管Q2的門極連接，P型MOSFET管Q2的源極通過電阻R5與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501連接，P型MOSFET管Q2的漏極與電源VCC連接，且數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2依次通過電阻R3、電阻R4與電源VCC連接。自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的工作原理:
(I )、休眠條件:當(dāng)電池沒有充電或帶載，電池處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)連續(xù)電壓或溫度采樣變換小于一定值時(shí)，既滿足休眠條件；喚醒條件:當(dāng)信號(hào)接收模塊4有信號(hào)變化時(shí)、電池電壓或溫度的變化在一定時(shí)間內(nèi)超過一定幅值時(shí)，均滿足喚醒條件，程序也可以設(shè)置自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元在休眠時(shí)的定時(shí)喚醒；
(2)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)接收模塊4接收信號(hào):當(dāng)信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子401接受的信號(hào)為高電平時(shí)(1.5-16V)，N型MOSFET管Ql飽和導(dǎo)通，數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端BI為低電平，數(shù)字微處理模塊把信號(hào)輸入端BI的低電平定義為邏輯“I”信號(hào)；當(dāng)信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子401接受的信號(hào)為低電平時(shí)(0-0.3V)，N型MOSFET管Ql截止，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI為高電平,數(shù)字微處理模塊I把信號(hào)輸入端BI的高電平定義為邏輯“0”信號(hào)；
(3)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)發(fā)送模塊5發(fā)送信號(hào):當(dāng)數(shù)字微處理模塊I發(fā)送數(shù)字信號(hào)為“I”時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2是低電平，P型MOSFET管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)，下級(jí)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的輸入端感應(yīng)的輸入電壓為高電平；當(dāng)數(shù)字微處理模塊I發(fā)送數(shù)字信號(hào)為“0”時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2是高電平，P型MOSFET管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)P型MOSFET管Q2下傳電流只有漏電流，下級(jí)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的輸入端感應(yīng)的輸入電壓為低電平；
當(dāng)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元串接級(jí)聯(lián)時(shí)，按上述邏輯定義就能使傳輸?shù)臄?shù)字邏輯在自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的接受信號(hào)端子401和數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501保持一致。實(shí)施例3
見圖5，自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，包括有數(shù)字微處理模塊1，以及分別與數(shù)字微處理模塊I連接的電源模塊2、電池信號(hào)采集模塊、信號(hào)接收模塊4、信號(hào)發(fā)送模塊5和電池均衡模塊6 ；電池信號(hào)采集模塊包括有溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303，數(shù)字微處理模塊I包括有微處理器101，分別與微處理器101連接的存儲(chǔ)器102和A/D轉(zhuǎn)換模塊103 ;且溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303均分別與電源模塊2、A/D轉(zhuǎn)換模塊103連接；其中，信號(hào)接收模塊4是由接受信號(hào)端子401、NPN三極管Q1、二極管D1、電阻R6和電阻R7組成，接受信號(hào)端子401通過二極管Dl與NPN三極管Ql的發(fā)射極連接，NPN三極管Ql的集電極與數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI連接，NPN三極管Ql的基極通過電阻R6與電源VCC連接，且數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI通過電阻R7與電源VCC連接；信號(hào)發(fā)送模塊5是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501、NPN三極管Q2、電阻R8組成，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2通過電阻R8與NPN三極管Q2的基極連接，NPN三極管Q2的發(fā)射極接地，NPN三極管Q2的集電極與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501連接。自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的工作原理:
(I )、休眠條件:當(dāng)電池沒有充電或帶載，電池處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)連續(xù)電壓或溫度采樣變換小于一定值時(shí)，既滿足休眠條件；喚醒條件:當(dāng)信號(hào)接收模塊4有信號(hào)變化時(shí)、電池電壓或溫度的變化在一定時(shí)間內(nèi)超過一定幅值時(shí)，均滿足喚醒條件，程序也可以設(shè)置自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元在休眠時(shí)的定時(shí)喚醒；
(2)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)接收模塊4接收信號(hào):當(dāng)信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子接受的信號(hào)為高電平時(shí)，NPN三極管Ql截止，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI為高電平，數(shù)字微處理模塊I把高電平定義為邏輯“I”信號(hào)；當(dāng)信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子接受的信號(hào)為低電平時(shí)，NPN三極管Ql導(dǎo)通，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI為低電平，數(shù)字微處理模塊I把低電平定義為邏輯“0”信號(hào)；
(3)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)發(fā)送模塊5發(fā)送信號(hào):當(dāng)數(shù)字微處理模塊I發(fā)送數(shù)字信號(hào)為“I”時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2是低電平，NPN三極管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，上級(jí)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的NPN三極管Ql輸入端為截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)數(shù)字微處理模塊I發(fā)送數(shù)字信號(hào)為“0”時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2是高電平，NPN三極管Q2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，上級(jí)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的NPN三極管Ql輸入端為低電平導(dǎo)通狀態(tài)；
當(dāng)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元串接級(jí)聯(lián)時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI邏輯和信號(hào)輸出端B2邏輯按上述邏輯定義就能使傳輸?shù)臄?shù)字邏輯在自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的接受信號(hào)端子401和數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501保持一致。實(shí)施例4
見圖6，自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，包括有數(shù)字微處理模塊1，以及分別與數(shù)字微處理模塊I連接的電源模塊2、電池信號(hào)采集模塊、信號(hào)接收模塊4、信號(hào)發(fā)送模塊5和電池均衡模塊6 ；電池信號(hào)采集模塊包括有溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303，數(shù)字微處理模塊I包括有微處理器101，分別與微處理器101連接的存儲(chǔ)器102和A/D轉(zhuǎn)換模塊103 ;且溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303均分別與電源模塊2、A/D轉(zhuǎn)換模塊103連接；其中，信號(hào)接收模塊4是由接受信號(hào)端子401、N型MOSFET管Ql、二極管D1、電阻R6和電阻R7組成，接受信號(hào)端子401通過二極管Dl與N型MOSFET管Ql的源極連接，N型MOSFET管Ql的漏極與數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI連接，N型MOSFET管Ql的門極通過電阻R6與電源VCC連接，且數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI通過電阻R7與電源VCC連接；信號(hào)發(fā)送模塊5是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501、P型MOSFET管Q2和電阻R8組成，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2通過電阻R8與P型MOSFET管Q2的門極連接，P型MOSFET管Q2的源極接地，P型MOSFET管Q2的漏極與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501連接。自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的工作原理:
(I )、休眠條件:當(dāng)電池沒有充電或帶載，電池處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)連續(xù)電壓或溫度采樣變換小于一定值時(shí)，既滿足休眠條件；喚醒條件:當(dāng)信號(hào)接收模塊4有信號(hào)變化時(shí)、電池電壓或溫度的變化在一定時(shí)間內(nèi)超過一定幅值時(shí)，均滿足喚醒條件，程序也可以設(shè)置自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元在休眠時(shí)的定時(shí)喚醒；
(2)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)接收模塊4接收信號(hào):當(dāng)信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子401接受的信號(hào)為高電平時(shí)，N型MOSFET管Ql截止，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI為高電平，數(shù)字微處理模塊I把高電平定義為邏輯“I”信號(hào)；當(dāng)信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子接受的信號(hào)為低電平時(shí)，N型MOSFET管Ql導(dǎo)通，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI為低電平，數(shù)字微處理模塊I把低電平定義為邏輯“0”信號(hào)；
(3)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)發(fā)送模塊5發(fā)送信號(hào):當(dāng)數(shù)字微處理模塊I發(fā)送數(shù)字信號(hào)為“I”時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2是低電平，P型MOSFET管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，上級(jí)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的N型MOSFET管Ql輸入端為截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)數(shù)字微處理模塊I發(fā)送數(shù)字信號(hào)為“0”時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2是高電平，P型MOSFET管Q2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，上級(jí)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的N型MOSFET管Ql輸入端為低電平導(dǎo)通狀態(tài)；
當(dāng)自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元串接級(jí)聯(lián)時(shí)，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI邏輯和信號(hào)輸出端B2邏輯按上述邏輯定義就能使傳輸?shù)臄?shù)字邏輯在自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的接受信號(hào)端子401和數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501保持一致。實(shí)施例5
見圖7，自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，包括有數(shù)字微處理模塊1，以及分別與數(shù)字微處理模塊I連接的電源模塊2、電池信號(hào)采集模塊、信號(hào)接收模塊4、信號(hào)發(fā)送模塊5和電池均衡模塊6 ；電池信號(hào)采集模塊包括有溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303，數(shù)字微處理模塊I包括有微處理器101，分別與微處理器101連接的存儲(chǔ)器102和A/D轉(zhuǎn)換模塊103 ;且溫度采集模塊301、電壓采集模塊302和采集擴(kuò)展接口 303均分別與電源模塊
2、A/D轉(zhuǎn)換模塊103連接；其中，信號(hào)接收模塊4是由接受信號(hào)端子401、電阻R9、電阻R10、第一二極管D1、第二二極管D2和邏輯隔離電路402組成，接受信號(hào)端子401依次通過電阻R9、邏輯隔離電路402與數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI連接，且接受信號(hào)端子401依次通過電阻R9、電阻RlO接地，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI依次通過邏輯隔離電路402、第一二極管Dl與電源VCC連接，數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸入端BI依次通過邏輯隔離電路402、第二二極管D2接地；數(shù)字微處理模塊I的信號(hào)輸出端B2通過信號(hào)發(fā)送模塊5與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子501連接。自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元的工作原理:
(I )、休眠條件:當(dāng)電池沒有充電或帶載，電池處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)連續(xù)電壓或溫度采樣變換小于一定值時(shí)，既滿足休眠條件；喚醒條件:當(dāng)信號(hào)接收模塊4有信號(hào)變化時(shí)、電池電壓或溫度的變化在一定時(shí)間內(nèi)超過一定幅值時(shí)，均滿足喚醒條件，程序也可以設(shè)置自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元在休眠時(shí)的定時(shí)喚醒；
(2)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)接收模塊4接收信號(hào):信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子401接受的信號(hào)為高電平時(shí)，信號(hào)經(jīng)電阻R9限流、經(jīng)第一二極管Dl鉗位，則信號(hào)到達(dá)BI端的信號(hào)電平最高為電源VCC電壓加上第一二極管Dl的正向壓降，該信號(hào)經(jīng)邏輯隔離電路402隔離后滿足微處理模塊接收的電平要求，數(shù)字微處理模塊I把高電平定義為邏輯“I”信號(hào)；同樣，當(dāng)信號(hào)接收模塊4的接受信號(hào)端子401接受的信號(hào)為低電平時(shí)，信號(hào)經(jīng)輸入電阻R9限流，經(jīng)第二二極管D2鉗位后，其電平為OV減去第二二極管D2的正向壓降，該信號(hào)經(jīng)邏輯隔離電路402隔離后滿足微處理模塊接收的電平要求，數(shù)字微處理模塊I把低電平定義為邏輯“0”信號(hào)；
(3)、數(shù)字微處理模塊I通過信號(hào)發(fā)送模塊5發(fā)送信號(hào)。
權(quán)利要求
1.組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:包括有數(shù)字微處理模塊，以及分別與數(shù)字微處理模塊連接的電源模塊、電池信號(hào)采集模塊、信號(hào)接收模塊和信號(hào)發(fā)送模塊；且所述的電池信號(hào)采集模塊與電源模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:所述的電池信號(hào)采集模塊包括有溫度采集模塊、電壓采集模塊和采集擴(kuò)展接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、NPN三極管、電阻Rl和電阻R2組成，所述的接受信號(hào)端子通過電阻Rl與NPN三極管的基極連接，NPN三極管的發(fā)射極接地，NPN三極管的集電極與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，且數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過電阻R2與電源連接；所述的信號(hào)發(fā)送模塊是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子、PNP三極管、電阻R3、電阻R4和電阻R5組成，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端通過電阻R3與PNP三極管的基極連接，PNP三極管的集電極通過電阻R5與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子連接，PNP三極管的發(fā)射極與電源連接，且數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端依次通過電阻R3、電阻R4與電源連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、N型MOSFET管、電阻R1、電阻R2和電阻RO組成，所述的接受信號(hào)端子通過電阻Rl與N型MOSFET管的門極連接，N型MOSFET管的源極接地，N型MOSFET管的漏極與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，且數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過電阻R2與電源連接，N型MOSFET管的門極和源極之間連接有電阻RO ;所述的信號(hào)發(fā)送模塊是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子、P型MOSFET管、電 阻R3、電阻R4和電阻R5組成，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端通過電阻R3與P型MOSFET管的門極連接，P型MOSFET管的源極通過電阻R5與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子連接，P型MOSFET管的漏極與電源連接，且數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端依次通過電阻R3、電阻R4與電源連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、NPN三極管、二極管、電阻R6和電阻R7組成，所述的接受信號(hào)端子通過二極管與NPN三極管的發(fā)射極連接，NPN三極管的集電極與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，NPN三極管的基極通過電阻R6與電源連接，且所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過電阻R7與電源連接；所述的信號(hào)發(fā)送模塊是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子、NPN三極管、電阻R8組成，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端通過電阻R8與NPN三極管的基極連接，NPN三極管的發(fā)射極接地，NPN三極管的集電極與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、N型MOSFET管、二極管、電阻R6和電阻R7組成，所述的接受信號(hào)端子通過二極管與N型MOSFET管的源極連接，N型MOSFET管的漏極與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，N型MOSFET管的門極通過電阻R6與電源連接，且所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過電阻R7與電源連接；所述的信號(hào)發(fā)送模塊是由數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子、P型MOSFET管和電阻R8組成，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸出端通過電阻R8與P型MOSFET管的門極連接，P型MOSFET管的源極接地，P型MOSFET管的漏極與數(shù)字信號(hào)發(fā)送端子連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:所述的信號(hào)接收模塊是由接受信號(hào)端子、電阻R9、電阻R10、第一二極管和第二二極管組成，所述的接受信號(hào)端子通過電阻R9與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，且接受信號(hào)端子依次通過電阻R9、電阻RlO接地，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過第一二極管與電源連接，所述的的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端通過第二二極管接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端的前端連接有邏輯隔離電路，接受信號(hào)端子依次通過電阻R9、邏輯隔離電路與數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端連接，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端依次通過邏輯隔離電路、第一二極管與電源連接，所述的數(shù)字微處理模塊的信號(hào)輸入端依次通過邏輯隔離電路、第二二極管接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元還包括有電池均衡模塊；所述的電池均衡模塊包括有均衡電阻和均衡開關(guān)，所述的均衡電阻的一端通過均衡開關(guān)與數(shù)字微處理模塊連接，且均衡電阻的另一端也與數(shù)字微處理模塊連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，其特征在于:所述的數(shù)字微處理模塊包括有微處理器，分別與微處理器連接的存儲(chǔ)器和A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述的電池信號(hào)采集模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自組網(wǎng)電池監(jiān)控微單元，包括有數(shù)字微處理模塊，以及分別與數(shù)字微處理模塊連接的電源模塊、電池信號(hào)采集模塊、信號(hào)接收模塊和信號(hào)發(fā)送模塊；且電池信號(hào)采集模塊與電源模塊連接。本發(fā)明對(duì)串聯(lián)連接電池組的單個(gè)電池進(jìn)行獨(dú)立采樣，且信號(hào)自動(dòng)根據(jù)電池電壓變化而逐級(jí)下傳，并實(shí)現(xiàn)了本地各種電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)及響應(yīng)控制單元通過數(shù)據(jù)鏈路傳遞來的控制和命令信號(hào)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK103094964SQ201310038228
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者袁廷華 申請(qǐng)人:合肥創(chuàng)源車輛控制技術(shù)有限公司