CN103472399B - 动力锂电池组工况采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动力锂电池组工况采集系统，包括工业嵌入式电脑、以太网采集控制器以及至少一电压电流采集模块，所述电压电流采集模块与被测动力锂电池组一一对应连接，并通过SPI总线接口连接所述以太网采集控制器；所述工业嵌入式电脑通过以太网采集控制器经SPI总线接口控制所述电压电流采集模块进行电压、电流数据的采集和收集，并将电压、电流数据传送至所述工业嵌入式电脑进行处理和显示；所述电压电流采集模块包括一MCU、一电压采集电路、一电流采集电路以及一电源模块。本发明的动力锂电池组工况采集系统，快速地、连续地、关联地采集动力锂电池组工况数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种动力锂电池组工况采集系统。
背景技术
动力锂电池组使用越来越多，如电动汽车、混合电动汽车、电动叉车等的关键部件之一就是动力锂电池组。不同的锂电池组使用的场合、方式、状态不一致，工作过程中的不同阶段功率大小也不一样。如电动汽车在启步时电流大，爬坡时电流也大，平路行使电流较小，各种路况下功率都不相同，而动力锂电池组工况的监测可为动力锂电池组性能的提升提供数据基础，但目前大部分的测试具有如下缺点：
1、采集不够快速，不能表现工况的瞬时变化；
2、采集参数间没有同步关联；
3、只能采集某个独立、间断的数据，不能连续记录关联的电压、电流等数据。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种动力锂电池组工况采集系统，快速地、连续地、关联地采集动力锂电池组工况数据。
本发明是这样实现的：一种动力锂电池组工况采集系统，包括工业嵌入式电脑、以太网采集控制器以及至少一电压电流采集模块，所述电压电流采集模块与被测动力锂电池组一一对应连接，并通过SPI总线接口连接所述以太网采集控制器；所述工业嵌入式电脑通过以太网采集控制器经SPI总线接口控制所述电压电流采集模块进行电压、电流数据的采集和收集，并将电压、电流数据传送至所述工业嵌入式电脑进行处理和显示；所述电压电流采集模块包括一MCU、一电压采集电路、一电流采集电路以及一电源模块；所述MCU分别与电压采集电路和电流采集电路连接，所述电源模块分别为MCU和电流采集电路供电；所述MCU还连接所述以太网采集控制器；所述MCU控制所述电压采集电路和电流采集电路自动同步快速采集电压、电流参数，再通过以太网采集控制器发送至工业嵌入式电脑。
进一步的，所述电压采集电路进一步包括依次连接的电压采集器、第一信号衰减器以及第一ADC模块，所述ADC模块连接所述MCU。所述第一信号衰减器和第一ADC模块之间还连接一第一信号双极性处理器。
进一步的，所述电流采集电路进一步包括依次连接的电流传感器、第二信号衰减器以及第二ADC模块，所述第二ADC模块连接所述MCU。所述第二信号衰减器和第二ADC模块之间还连接一第二信号双极性处理器。
进一步的，所述电流传感器为霍尔电流传感器，所述电源模块为该霍尔电流传感器提供±12V电源；所述电源模块为所述MCU提供5V电源。
进一步的，本发明的动力锂电池组工况采集系统还包括至少一温度采集模块，所述温度采集模块与被测动力锂电池组一一对应连接，并通过SPI总线接口连接所述以太网采集控制器；所述工业嵌入式电脑通过以太网采集控制器经SPI总线接口控制所述温度采集模块进行温度数据的采集和收集，并将温度数据传送至所述工业嵌入式电脑进行处理和显示。
进一步的，所述工业嵌入式电脑对测量数据的处理包括记录和拼接、所述拼接是指将不同时段各电压电流采集模块、温度采集模块所采集的电压、电流及温度数据分别进行拼接，并形成图谱进行显示。
本发明具有如下优点：本动力锂电池组工况采集系统，其电压电流采集模块利用MCU控制电压采集电路和电流采集电路，可以实现电压、电流快速同步采集，并通过以太网采集控制器发送至工业嵌入式电脑，可长时间连续记录采集到的电压、电流数据。可实时地、准确地采集锂电池组在使用中的电压变化、电流变化等，可提供对锂电池使用的过程进行分析的依据，数据经工业嵌入式电脑的处理和显示，可以提高动力锂电池组工作的状况的分析精度、准确性、可靠性，并为针对性测试提供参考。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明动力锂电池组工况采集系统一实施例的原理框图。
图2为本发明电压电流采集模块一实施例的原理框图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，本发明的动力锂电池组工况采集系统的一实施例，包括工业嵌入式电脑1、以太网采集控制器2以及多路电压电流采集模块3、多路温度采集模块4，所述电压电流采集模块3、温度采集模块4均分别与被测动力锂电池组（未图示）一一对应连接，并通过SPI总线接口5连接所述以太网采集控制器2；所述工业嵌入式电脑上运行采集软件，通过以太网采集控制器2经SPI总线接口5控制采集速率、采集开始、停止等，所述电压电流采集模块3、温度采集模块4进行电压、电流数据以及温度数据的采集和收集，并将电压、电流数据以及温度数据传送至所述工业嵌入式电脑1进行处理和显示。其中，所述电压电流采集模块3、温度采集模块4均分别与被测动力锂电池组一一对应连接是指电压电流采集模块3和温度采集模块4的数量可以根据被测动力锂电池组的数量来对应设置。
主要如图2所示，所述电压电流采集模块3包括一MCU31、一电压采集电路32、一电流采集电路33以及一电源模块34；所述MCU31分别与电压采集电路32和电流采集电路33连接，所述电源模块34分别为MCU31和电流采集电路33供电；所述MCU31还连接所述以太网采集控制器2；所述MCU31控制所述电压采集电路32和电流采集电路33自动同步快速采集电压、电流参数，再通过以太网采集控制器2发送至工业嵌入式电脑1。
所述电压采集电路32进一步包括依次连接的电压采集器321、第一信号衰减器322以及第一ADC模块323，所述ADC模块323连接所述MCU31。所述电压采集器321对被测动力锂电池组的电压进行测量，所得的电压数据经第一信号衰减器322衰减后由第一ADC模块323进行转换，再发送给所述MCU31。所述第一信号衰减器322和第一ADC模块323之间还连接一第一信号双极性处理器324，以防止第一信号衰减器322的正负极接反。
所述电流采集电路33进一步包括依次连接的电流传感器331、第二信号衰减器332以及第二ADC模块333，所述第二ADC模块333连接所述MCU31。所述电流传感器331对被测动力锂电池组的电流进行测量，所得的电流数据经第二信号衰减器332衰减后由第二ADC模块333进行转换，再发送给所述MCU31。所述第二信号衰减器332和第二ADC模块333之间还连接一第二信号双极性处理器334，以防止第二信号衰减器332正负极接反。
其中，所述电流传感器331为霍尔电流传感器，使测量的精度较高，所述电源模块34为该霍尔电流传感器提供±12V电源；所述电源模块34为所述MCU31提供5V电源。
所述工业嵌入式电脑1对测量数据的处理包括记录和拼接、所述拼接是指将不同时段各电压电流采集模块3、温度采集模块4所采集的电压、电流及温度数据分别进行拼接，并形成图谱进行显示。通过所述工业嵌入式电脑上的采集软件可以设定采集的条件，如采集的时间段、停车时不采集等。
综上所述，本发明的动力锂电池组工况采集系统，其电压电流采集模块利用MCU控制电压采集电路和电流采集电路，可以实现电压、电流快速同步采集，并通过以太网采集控制器发送至工业嵌入式电脑，可长时间连续记录采集到的电压、电流数据。可实时地、准确地采集锂电池组在使用中的电压变化、电流变化等，可提供对锂电池使用的过程进行分析的依据，数据经工业嵌入式电脑的处理和显示，可以提高动力锂电池组工作的状况的分析精度、准确性、可靠性，并为针对性测试提供参考。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (6)
1.一种动力锂电池组工况采集系统，其特征在于：包括工业嵌入式电脑、以太网采集控制器以及至少一电压电流采集模块，所述电压电流采集模块与被测动力锂电池组一一对应连接，并通过SPI总线接口连接所述以太网采集控制器；所述工业嵌入式电脑通过以太网采集控制器经SPI总线接口控制所述电压电流采集模块进行电压、电流数据的采集和收集，并将电压、电流数据传送至所述工业嵌入式电脑进行处理和显示；所述动力锂电池组工况采集系统还包括至少一温度采集模块，所述温度采集模块与被测动力锂电池组一一对应连接，并通过SPI总线接口连接所述以太网采集控制器；所述工业嵌入式电脑通过以太网采集控制器经SPI总线接口控制所述温度采集模块进行温度数据的采集和收集，并将温度数据传送至所述工业嵌入式电脑进行处理和显示；
所述电压电流采集模块包括一MCU、一电压采集电路、一电流采集电路以及一电源模块；所述MCU分别与电压采集电路和电流采集电路连接，所述电源模块分别为MCU和电流采集电路供电；所述MCU还连接所述以太网采集控制器；所述MCU控制所述电压采集电路和电流采集电路自动同步快速采集电压、电流参数，再通过以太网采集控制器发送至工业嵌入式电脑；
所述工业嵌入式电脑对测量数据的处理包括记录和拼接、所述拼接是指将不同时段各电压电流采集模块、温度采集模块所采集的电压、电流及温度数据分别进行拼接，并形成图谱进行显示。
2.根据权利要求1所述的动力锂电池组工况采集系统，其特征在于：所述电压采集电路进一步包括依次连接的电压采集器、第一信号衰减器以及第一ADC模块，所述ADC模块连接所述MCU。
3.根据权利要求2所述的动力锂电池组工况采集系统，其特征在于：所述第一信号衰减器和第一ADC模块之间还连接一第一信号双极性处理器。
4.根据权利要求1或2所述的动力锂电池组工况采集系统，其特征在于：所述电流采集电路进一步包括依次连接的电流传感器、第二信号衰减器以及第二ADC模块，所述第二ADC模块连接所述MCU。
5.根据权利要求4所述的动力锂电池组工况采集系统，其特征在于：所述第二信号衰减器和第二ADC模块之间还连接一第二信号双极性处理器。
6.根据权利要求4或5所述的动力锂电池组工况采集系统，其特征在于：所述电流传感器为霍尔电流传感器，所述电源模块为该霍尔电流传感器提供±12V电源；所述电源模块为所述MCU提供5V电源。
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