CN103616559A - 一种电池电压采集系统及级联系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池电压采集系统及级联系统，所述电池电压采集系统包括：采集模块，微控制器和显示器，其中所述采集模块包括：电压采集电路、A/D转换器，所述电池电压采集系统通过所述采集模块获取电池组中单体电池的电压信号，所述微控制器对采集到的电压信号进行分析处理，得到表示所述单体电池电压的数字电压信息，并将所述数字电压信息发送至显示器进行显示，从而提醒用户所述电池组中单体电池的电压情况，从而实现对所述单体电池进行监控，保证单体电池的安全、有效使用。

Description

一种电池电压采集系统及级联系统

技术领域

本申请涉及电池检测技术领域，更具体地说，涉及一种电池电压采集系统及级联系统。

背景技术

由于传统能源（石油、煤炭、天然气）的日益枯竭，全球温室气体排放总量急剧上升，新能源（核能、太阳能、风能）成为主要发展方向，但是通常来讲新能源具有不连续性，即其难以进行稳定且持续的能量输出，要解决系能源的不连续性问题，就需要有储能设备，由于电池具有方便、快捷、绿色、可循环使用等特性，从而成为储能设备的首选，在大功率的储能系统中得到广泛使用。

当电池在所述大功率储能系统中应用时，通常需要将上百组电池进行串联，以提供合适的电压，但是为了电池的安全、有效使用，则需要对电池组中的单体电池进行监控，而如何监控这些电池就成本领域技术人员研究的重要课题之一。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种电池电压采集系统及级联系统，以实现对电池组中单体电池进行监控，保证单体电池的安全、有效的使用。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电池电压采集系统，所述电池电压采集系统包括：

采集模块，微控制器和显示器；

所述采集模块包括：电压采集电路和A/D转换器；

所述电压采集电路与电池组中的单体电池相连，用于采集所述单体电池的电压信号；

所述A/D转换器，用于对所述电压信号进行A/D转换，将转换后的数字信号发送至所述微控制器；

所述微控制器，用于获取所述数字信号，对所述数字信号进行处理，并向所述显示器发出处理结果；

所述显示器，用于显示所述处理结果。

优选的，上述电池电压采集系统中，所述电压采集电路包括：

两个通过菊链式级联的LTC6804芯片。

优选的，上述电池电压采集系统中，所述微控制器包括：

SPI通信单元，用于实现所述采集模块与所述微控制器之间的数据交互；

串口通信单元，用于实现所述显示器与所述微控制器之间的数据通信。

优选的，上述电池电压采集系统中，所述采集模块还包括：

抗干扰设备，所述抗干扰设备设置在所述电压采集电路和所述A/D转换器之间，用于对所述电压采集电路所采集的电压信号进行抗干扰处理。

优选的，上述电池电压采集系统中，所述微控制器还包括：

时序控制单元，用于控制所述电压采集电路采集电压信号的采样时序和采样频率。

优选的，上述电池电压采集系统中，所述电池电压采集系统还包括：

噪声滤波器，用于对所述电压采集电路采集电压信号过程中的噪音信号进行处理。

优选的，上述电池电压采集系统中，所述显示器为LED显示器。

优选的，上述电池电压采集系统中，所述电池电压采集系统包括：

N个并联的采集模块，所述N为不小于2的正整数。

一种级联电池电压采集系统，所述级联电池电压采集系统包括，N个权利要求1-7任意一项提供的电池电压采集系统，所述N个电池电压采集系统之间通过控制器局域网络总线相连，所述N为不小于2的正整数。

优选的，上述级联电池电压采集系统中，还包括：

屏蔽系统，用于对所述控制器局域网络总线进行屏蔽处理。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的所述电池电压采集系统和级联电池电压采集系统，通过所述采集模块获取电池组中单体电池的电压信号，所述微控制器对采集到的电压信号进行分析处理，得到表示所述单体电池电压的数字电压信息，并将所述数字电压信息发送至显示器进行显示，从而提醒用户所述电池组中单体电池的电压情况，从而实现对所述单体电池进行监控，保证单体电池的安全、有效使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种电池电压采集系统的结构图；

图2为本申请另一实施例公开的一种电池电压采集系统的结构图；

图3为本申请实施例公开的一种级联电池电压采集系统的结构图；

图4为本申请实施例公开的一种级联电池电压采集系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本实施例提供了一种电池电压采集系统，对大功率储能系统中的电池进行监控，以保证电池的安全、有效使用。

图1为本实施例提供的一种电池电压采集系统的结构图。

参见图1，本实施例提供了一种电池电压采集系统，该系统包括采集模块1，微控制器2和显示器3；

其中，所述采集模块用于获取所述大功率储能系统中的电池组中的各个单体电池的电压信号；

具体的所述采集模块可以包括为：电压采集电路101和A/D转换器102；

所述电压采集电路101与电池组4中的单体电池相连，用于采集所述单体电池的电压信号，将采集到的电压信号发送至所述A/D转换器，当然，在此可以理解的是，所述电压采集电路101可以包括多个输入端，每个输入端分别用于检测一个单体电池的电压信号，并且，所述每个输入端分别对应一个输出端，以保证采集到的单体电池的电压信号有效的传输；

所述A/D转换器102，用于对所述采集到的模拟的电压信号进行A/D转换，将所述模拟的电压信号转换成方便读取的数字信号，并将转换后的数字信号发送至所述微控制器2；

所述微控制器2，用于获取所述数字信号，对所述数字信号进行处理，并向所述显示器发出处理结果；

其中所述微控制器对所述数字信号进行处理的过程可以包括：获取所述数字信号，将所述数字信号转换成为所述显示器可读取的数字电压信号，并将所述数字电压信号发送至所述显示器。

可见，本实施例提供的技术方案中，通过所述采集模块获取电池组中单体电池的电压信号，所述微控制器对采集到的电压信号进行分析处理，得到表示所述单体电池电压的数字电压信息，并将所述数字电压信息发送至显示器进行显示，从而提醒用户所述电池组中单体电池的电压情况，从而实现对所述单体电池进行监控，保证单体电池的安全、有效使用。

可以理解的是，大功率储能系统中的每个电池组一般可以包括16的单体电池，所以上述实施例中的所述电池电压采集系统中，所述电压采集电路可以由两块LTC6804芯片及其外围电路组成，所述LTC6804芯片具有12个模拟输入通道，每个所述模拟输入通道可以连接一个单体电池，获取与所述模拟输入通道相连的单体电池的电压信号，即，每个所述LTC6804芯片最多可以采集12个单体电池的电压信号，可以理解的是，由于常规设计需求，本实施例中的两个LTC6804芯片可以只是用16个模拟输入通道对所述单体电池的电压信号进行采集，即只采集电池组中的16个单体电池的电压信号，当然，可以使用的模拟输入通道的数量可以人为设定，例如可以采用17或18或…或24个模拟输入通道获取单体电池的电压信号。

当然可以理解的是，上述实施例中的所述微控制器可以包括SPI通信单元和串口通信单元，所述SPI通信单元可以用于实现所述微控制器和采集模块之间的数据交换；所述串口通信单元，用于实现所述显示器与所述微控制器之间的数据通信。

可以理解的是，为了防止外部信号对所述电压采集电路采集到的电压信号产生影响，本申请所述采集模块还可以包括：抗干扰设备，所述抗干扰设备设置在所述电压采集电路和所述A/D转换器之间，用于对所述电压采集电路采集到的电压信号进行抗干扰处理。

当然，所述采集模块可以是实时采集所述电池组中单体电池的电压信号，也可以是，依据用户需求预先设定采样周期和采样时序，依据所述预设的采样周期和采样时序采集单体电池的电压信号，所以上述实施例中的所述微控制器还可以包括：时序控制单元，用于预设规则控制所述电压采集电路的采样频率和时序。

所述微控制器依据所述时序控制单元中的预设规则控制所述电压采集电路的运行状态，使所述电压采集电路依据预设周期和时序运行。

当然可以理解的是为了防止外部噪声对上述实施例中电压采集电路采集到的单体电池的电压信号产生影响，上述实施例中的采集模块还可以包括：噪声滤波器，用于对所述电压采集电路采集电压信号过程中的噪音信号进行处理。

具体的所述噪声滤波器可以包括：噪声滤波器的增量累加转换器。

图2为本申请另一实实施例公开的一种电池电压采集系统的结构图。

参见图2，可以理解的是如果电池组中的单电池的数量不大于16个时，只采用一个所述采集模块即可完成对电池组中所有的单体电池电压的采集，但是当所述电池组中的单体电池的数量过多时，则本申请上述实施例中的所述电池电压采集系统可以包括多个采集模块，具体的，上述实施例中的电池电压采集系统可以包括N个并联的采集模块，所述每个采集模块通过串行线连接，其中所述N为不小于2的正整数。

可理解的是，为了减少所述电池电压采集系统的耗能量，上述实施例中的所述显示器可以为LED显示器。

对应于上述电池电压采集系统，本申请还提供了一种级联电池电压采集系统。

图3为本申请施例提供的级联电池电压采集系统的结构图。

当然可以理解的是，当所述电池电压采集系统中接入过多的A/D转换模块时，会对所述微处理器的处理速度和精确度产生影响，因此，本申请还提供了一种级联电池电压采集系统，参见图3，所述级联电池电压采集系统包括N个上述任意一实施例中的电池电压采集系统，其中所述N个电池电压采集系统通过CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）总线5相连。

具体的，所述电池电压采集系统中的微控制器通过CAN总线与下一级电池电压采集系统中的微控制器相连，以实现对大于单体电池个数16个的电池组的电压信号的测量及显示。

图4为本申请另一实施例公开的一种级联电池电压采集系统的结构图。

当然可以理解的是，在电池电压采集系统系统之间的级联之间的通信采用的是CAN网络，通过CAN总线实现多个电池电压采集系统之间的连接，由于所述CAN网络数据链路过长或电池环境复杂，会对数据传输的准确性造成影响，所以参见图4本申请中的所述级联电池电压采集系统还可以包括：屏蔽系统，所述屏蔽系统6用于对所述CAN总线进行屏蔽处理，以保证数据的有效传输。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池电压采集系统，其特征在于，所述电池电压采集系统包括：

采集模块，微控制器和显示器；

所述采集模块包括：电压采集电路和A/D转换器；

所述电压采集电路与电池组中的单体电池相连，用于采集所述单体电池的电压信号；

所述A/D转换器，用于对所述电压信号进行A/D转换，将转换后的数字信号发送至所述微控制器；

所述微控制器，用于获取所述数字信号，对所述数字信号进行处理，并向所述显示器发出处理结果；

所述显示器，用于显示所述处理结果。

2.根据权利要求1中的所述电池电压采集系统，其特征在于，所述电压采集电路包括：

两个通过菊链式级联的LTC6804芯片。

3.根据权利要求1中的所述电池电压采集系统，其特征在于，所述微控制器包括：

SPI通信单元，用于实现所述采集模块与所述微控制器之间的数据交互；

串口通信单元，用于实现所述显示器与所述微控制器之间的数据通信。

4.根据权利要求1中的所述电池电压采集系统，其特征在于，所述采集模块还包括：

抗干扰设备，所述抗干扰设备设置在所述电压采集电路和所述A/D转换器之间，用于对所述电压采集电路所采集的电压信号进行抗干扰处理。

5.根据权利要求1中的所述电池电压采集系统，其特征在于，所述微控制器还包括：

时序控制单元，用于控制所述电压采集电路采集电压信号的采样时序和采样频率。

6.根据权利要求1中的所述电池电压采集系统，其特征在于，所述电池电压采集系统还包括：

噪声滤波器，用于对所述电压采集电路采集电压信号过程中的噪音信号进行处理。

7.根据权利要求1-6任意一项中的所述电池电压采集系统，其特征在于：

所述显示器为LED显示器。

8.根据权利要求1-7任意一项中的所述电池电压采集系统，其特征在于，所述电池电压采集系统包括：

N个并联的采集模块，所述N为不小于2的正整数。

9.一种级联电池电压采集系统，其特征在于，所述级联电池电压采集系统包括，N个权利要求1-8任意一项提供的电池电压采集系统，所述N个电池电压采集系统之间通过控制器局域网络总线相连，所述N为不小于2的正整数。

10.根据权利要求9中的所述级联电池电压采集系统，其特征在于，所述级联电池电压采集系统，还包括：

屏蔽系统，用于对所述控制器局域网络总线进行屏蔽处理。

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