CN115683391A - 一种温度监测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度监测电路，包括N个温度采集装置、多通道开关模块及选择模块。在需要调用第i单体电芯的温度时，通过选择模块控制多通道开关模块的第i通道导通，以使第i温度采集装置通过第i通道将第i单体电芯的温度传输至选择模块。本申请中的多通道开关模块具有N个输入端，通过控制自身不同通道的导通可以实现对多个单体电芯的温度的传输，避免出现由于接口有限造成的温度采集装置的个数有限，从而在每个单体电芯一侧设置温度采集装置时，可以实现对每个单体电芯温度的采集及传输，从而可以避免出现温度采集盲区，进一步提高动力电池各单体电芯的安全性。

Description

一种温度监测电路

技术领域

本发明涉及安全保护领域，特别是涉及一种温度监测电路。

背景技术

目前，新能源领域的电动汽车主要是以动力电池作为主要的驱动能源，动力电池的安全直接关系到驾乘人员的安全，因此，现有技术中会对动力电池的参数进行监测，以便在动力电池参数异常时，及时采取应对措施。其中，动力电池的参数包括温度参数，现有技术中对动力电池的温度参数进行监测时，由于电池管理系统采用的芯片的输入输出接口个数有限，一般是几节单体电芯共用一个温度采集点，存在温度采集盲区，若在距离温度采集点比较远的单体电芯发生温度异常，可能无法直接检测到该异常单体电芯的温度值，无法及时采取应对措施，存在延迟性。

发明内容

本发明的目的是提供一种温度监测电路，可以实现对多个单体电芯的温度的传输，避免出现由于接口有限造成的温度采集装置的个数有限，从而在每个单体电芯一侧设置温度采集装置时，可以实现对每个单体电芯温度的采集及传输，从而可以避免出现温度采集盲区，进一步提高动力电池各单体电芯的安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种温度监测电路，包括N个温度采集装置、多通道开关模块及选择模块；

N个所述温度采集装置与动力电池内的N个单体电芯一一对应，所述温度采集装置设置于与自身对应的所述单体电芯一侧，N个所述温度采集装置的输出端分别与所述多通道开关模块的N个输入端连接，所述多通道开关模块的输出端与选择模块的输入端连接，所述多通道开关模块的控制端与所述选择模块的控制端连接；

所述温度采集装置用于采集与自身对应的所述单体电芯的温度；

所述选择模块用于向所述多通道开关模块发送第i指令；

所述多通道开关模块用于基于所述第i指令控制自身的第i通道导通，并接收第i温度采集装置发送的第i单体电芯的温度；

N≥i≥1，且N和i均为整数。

优选地，所述温度采集装置包括第一电阻及热敏电阻；

所述第一电阻的第一端与电源连接，所述第一电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接，并作为所述温度采集装置的输出端，所述热敏电阻的第二端接地。

优选地，所述温度采集装置还包括稳压二极管，所述稳压二极管的阳极接地，所述稳压二极管的阴极与所述热敏电阻的第一端连接。

优选地，所述温度采集装置还包括第二电阻及第一电容；

所述电容的一端接地，所述电容的另一端与所述热敏电阻的第一端及所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端为所述温度采集装置的输出端。

优选地，还包括处理模块，所述处理模块的信号输入端与所述选择模块的信号输出端连接；

所述选择模块还用于将接收到的所述第i单体电芯的温度发送至所述处理模块；

所述处理模块用于对所述第i单体电芯进行监测，以判断所述第i单体电芯温度是否异常。

优选地，还包括隔离模块；

所述隔离模块设置于所述处理模块的信号输入端与所述选择模块的信号输出端之间，用于进行电气隔离。

优选地，所述隔离模块为型号为S12502-1BA的隔离模块。

优选地，所述多通道开关模块包括一个或多个多路复用器，一个或多个所述多路复用器的输入端的个数不小于N。

优选地，所述多路复用器为型号为SN74HC4852QPWRQ的多路复用器。

本申请提供了一种温度监测电路，包括N个温度采集装置、多通道开关模块及选择模块。在需要调用第i单体电芯的温度时，通过选择模块控制多通道开关模块的第i通道导通，以使第i温度采集装置通过第i通道将第i单体电芯的温度传输至选择模块。本申请中的多通道开关模块具有N个输入端，通过控制自身不同通道的导通可以实现对多个单体电芯的温度的传输，避免出现由于接口有限造成的温度采集装置的个数有限，从而在每个单体电芯一侧设置温度采集装置时，可以实现对每个单体电芯温度的采集及传输，从而可以避免出现温度采集盲区，进一步提高动力电池各单体电芯的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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发明的一些实施例，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为本发明提供的一种温度监测电路的结构框图；

图2为本发明提供的一种温度采集装置的电路图；

图3为本发明提供的一种多路复用器的示意图；

图4为本发明提供的一种选择模块的示意图；

图5为本发明提供的一种隔离模块的示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种温度监测电路，可以实现对多个单体电芯的温度的传输，避免出现由于接口有限造成的温度采集装置的个数有限，从而在每个单体电芯一侧设置温度采集装置时，可以实现对每个单体电芯温度的采集及传输，从而可以避免出现温度采集盲区，进一步提高动力电池各单体电芯的安全性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种温度监测电路的结构框图，该电路包括N个温度采集装置11、多通道开关模块12及选择模块13；

N个温度采集装置11与动力电池内的N个单体电芯一一对应，温度采集装置11设置于与自身对应的单体电芯一侧，N个温度采集装置11的输出端分别与多通道开关模块12的N个输入端连接，多通道开关模块12的输出端与选择模块13的输入端连接，多通道开关模块12的控制端与选择模块13的控制端连接；

温度采集装置11用于采集与自身对应的单体电芯的温度；

选择模块13用于向多通道开关模块12发送第i指令；

多通道开关模块12用于基于第i指令控制自身的第i通道导通，并接收第i温度采集装置11发送的第i单体电芯的温度；

N≥i≥1，且N和i均为整数。

现有技术中由于电池管理系统采用的芯片的输入输出接口个数有限，一般是几节单体电芯共用一个温度采集点，但是在距离温度采集点较远的单体电芯发生温度异常时，可能无法直接检测到该异常单体电芯的温度值，从而无法及时采取应对措施，存在延迟性。

为解决上述技术问题，本申请的设计思路为：在动力电池的每个单体电芯处设置温度采集点，以实现对每个单体电芯的温度的采集，并通过使用多输入少输出的开关电路，以实现对每个单体电芯的获取，进而提高动力电池的安全性。

基于此，本申请中的温度监测电路中包括N个温度采集装置11、多通道开关模块12及选择模块13，在需要调用第i单体电芯的温度时，通过选择模块13控制多通道开关模块12的第i通道导通，以使第i温度采集装置11通过第i通道将第i单体电芯的温度传输至选择模块13。本申请中的多通道开关模块12具有N个输入端，通过控制自身不同通道的导通可以实现对多个单体电芯的温度的传输，避免出现由于接口有限造成的温度采集装置11的个数有限，从而在每个单体电芯一侧设置温度采集装置11时，可以实现对每个单体电芯温度的采集及传输，从而可以避免出现温度采集盲区，进一步提高动力电池各单体电芯的安全性。

其中，多通道开关模块12的输出端不限于为几个输出端，只要输出端的个数比输入端的个数少，即可以在一定程度上避免接口有限的情况，且输出端的个数越少，越可以避免接口有限的情况，可以设置的温度采集装置11的个数就越多。

需要说明的是，本申请中的温度采集装置11只要能实现对单体电芯的温度的采集即可，不限于为何种装置。其中，本申请中的多通道选择模块13可以但不限于型号为SN74HC4852QPWRQ的多路复用器。选择模块13只要能实现对多通道选择模块13的控制即可。

可见，本申请中的温度监测电路可以避免出现由于接口有限造成的温度采集装置11的个数有限，从而可以实现对每个单体电芯温度的采集，提高动力电池的安全性。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本发明提供的一种温度采集装置的电路图。

作为一种优选的实施例，温度采集装置11包括第一电阻及热敏电阻；

第一电阻的第一端与电源连接，第一电阻的第二端与热敏电阻的第一端连接，并作为温度采集装置11的输出端，热敏电阻的第二端接地。

本实施例旨在提供一种温度采集装置11的具体实现方式，具体地，采用第一电阻和热敏电阻构成分压电路，在单体电芯的温度发生变化时，热敏电阻的阻值发生变化，此时，对应的分压电路输出的电压值发生变化，通过对分压电路的输出电压进行测量，以实现对单体电芯的温度的测量。

其中，第一电阻和热敏电阻的具体连接关系不限于上述举例，也可以是其他的实现方式，只要能体现单体电芯的温度即可，本申请在此不做特别的限定。

综上，本申请中的第一电阻和热敏电阻可以实现对单体电芯温度的测量，且实现方式简单可靠。

作为一种优选的实施例，温度采集装置11还包括稳压二极管，稳压二极管的阳极接地，稳压二极管的阴极与热敏电阻的第一端连接。

为保证温度采集装置11输出信号的稳定性，在温度采集装置11包括第一电阻及热敏电阻时，本申请在温度采集装置11的输出端还设置了稳压二极管，以将温度采集装置11输出的电压信号稳定在某一固定范围内，进而保证温度采集装置11输出的电压信号的稳定性。

作为一种优选的实施例，温度采集装置11还包括第二电阻及第一电容；

电容的一端接地，电容的另一端与热敏电阻的第一端及第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端为温度采集装置11的输出端。

考虑到温度采集装置11输出的电压信号中可能包括其他的干扰信号，从而造成对单体电芯温度测量的不准确。

为解决上述技术问题，本申请中在温度采集装置11的输出端还设置了第二电阻及第一电容，用于对温度采集装置11输出的信号进行滤波，以滤除温度采集装置11输出的信号中的杂波，进而保证对单体电芯测量的准确性。

其中，滤波装置的具体实现方式可以但不限于包括上述第二电阻及第一电容的具体实现方式，也可以是其他的滤波装置，本申请在此不做特别的限定。

可见，本申请中的第二电阻及第一电容可以滤除温度采集装置11输出的信号中的杂波，提高采集的单体电芯的温度的准确性。

作为一种优选的实施例，还包括处理模块14，处理模块14的信号输入端与选择模块13的信号输出端连接；

选择模块13还用于将接收到的第i单体电芯的温度发送至处理模块14；

处理模块14用于对第i单体电芯进行监测，以判断第i单体电芯温度是否异常。

在接收到各单体电芯的温度值之后，为进一步根据各单体电芯的温度并对其进行判断或处理，本申请在选择模块13的信号输出端还设置了处理模块14，其中处理模块14可以但不限于为动力电池的BMS系统，用于根据各单体电芯的温度判定对应的单体电芯的温度是否发生异常。

此外，在判定某单体电芯的温度发生异常之后，可以是控制自身或者控制与自身连接的报警装置发出报警信息，以提示工作人员单体电芯发生温度异常，以及时对其进行处理。还可以是控制该单体电芯从所有的单体电芯中分离出来，使其停止工作，以保证动力电池的安全性。

可见，本申请中的处理模块14可以对各单体电芯的温度进行处理，以便用户了解各单体电芯的温度的情况。

作为一种优选的实施例，还包括隔离模块；

隔离模块设置于处理模块14的信号输入端与选择模块13的信号输出端之间，用于进行电气隔离。

请参照图3、图4和图5，图3为本发明提供的一种多路复用器的示意图，图4为本发明提供的一种选择模块的示意图，图5为本发明提供的一种隔离模块的示意图。

作为一种优选的实施例，隔离模块为型号为S12502-1BA的隔离模块。

在本申请中的温度监测电路应用于动力电池或者其他的高压电池的温度监测时，由于动力电池输出的电压为高压电，而选择模块13与处理模块14之间进行通信时，所使用的为低压电。

此时，高压电部分与低压电部分之间应进行电气隔离，以避免温度监测电路损坏，因此，本申请在处理模块14的信号输入端与选择模块13的信号输出端之间设置了隔离模块，用于进行电气隔离。

其中，隔离模块的具体实现方式可以但不限于为型号为S12502-1BA的网络变压器，如图5所示，此时网络变压器S12502-1BA将选选择模块13的菊花链通信引脚B_P、B_N、A_P、A_N经过耐压隔离后输出，处理模块14与选择模块13连接的菊花链通信引脚为BO_P、BO_N、AO_P、AO_N，通过此电路来实现高压与低压的隔离，图5中的电阻和电容起滤波的作用，保证系统的可靠性，也可以是其他的电气隔离，本申请在此不做特别的限定。

可见，通过本申请中的隔离模块可以进一步保证温度监测电路的可靠性。

作为一种优选的实施例，多通道开关模块12包括一个或多个多路复用器，一个或多个多路复用器的输入端的个数不小于N。

作为一种优选的实施例，多路复用器为型号为SN74HC4852QPWRQ的多路复用器。

本实施例旨在提供一种多通道开关模块12的具体实现方式，具体的，可以包括若干个多路复用器，其中多路复用器的多个输入端为多通道开关模块12的输入端，多路复用器的多个输出端为多通道开关模块12的输出端。

需要说明的是，本申请中的多路复用器可以是多个输入一个输出的复用器，也可以是2M个输入2个输出的多路复用器。例如，可以是型号为SN74HC4852QPWRQ的多路复用器，对应的有8个输入两个输出，若需要获取8个输入端的所有的温度信号时，每次获取两个，分时序获取四次即可。

具体地，如图3和图4所示，若使用了16个温度采集装置11，2个型号为SN74HC4852QPWRQ的多路复用器，选择模块13为型号为LTC6813的芯片，温度采集装置11输出引脚为IN0-IN15，则连接关系可以为：

1)多路复用器的A、B引脚接至选择模块13的芯片的GPIO6、GPIO5引脚，通过芯片GPIO6、GPIO5引脚的高低电平进行通道的选择；

2)第一多路复用器的1Y0-1Y3、2Y0-2Y3连接至温度采集装置11的IN0-IN7引脚，第二多路复用器的1Y0-1Y3、2Y0-2Y3连接至温度采集装置11的IN8-IN15引脚，实现对16个温度采集装置11的数据的获取；

3)第一多路复用器的1-COM引脚及2-COM引脚接至选择模块13的芯片的GPIO1、GPIO2引脚，第二多路复用器的1-COM引脚及2-COM引脚接至选择模块13的芯片的GPIO3、GPIO4引脚，将多路复用器的数据接至选择模块13的芯片。

4)多路复用器可采用多个，实现更多单体电芯的温度采集。如本方案采用2个多路复用器，实现对16个单体电芯的温度的采集。

可见，多路复用器可以实现对多个温度采集装置11的数据的获取，且输出端的个数较少，可以避免出现由于选择模块13的接口个数较少造成的温度采集装置11的设置个数较少的情况，从而实现对动力电池各单体电芯的温度的采集。

需要说明的是，在本说明书中，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。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明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 (9)

1.一种温度监测电路，其特征在于，包括N个温度采集装置、多通道开关模块及选择模块；

N个所述温度采集装置与动力电池内的N个单体电芯一一对应，所述温度采集装置设置于与自身对应的所述单体电芯一侧，N个所述温度采集装置的输出端分别与所述多通道开关模块的N个输入端连接，所述多通道开关模块的输出端与选择模块的输入端连接，所述多通道开关模块的控制端与所述选择模块的控制端连接；

所述温度采集装置用于采集与自身对应的所述单体电芯的温度；

所述选择模块用于向所述多通道开关模块发送第i指令；

所述多通道开关模块用于基于所述第i指令控制自身的第i通道导通，并接收第i温度采集装置发送的第i单体电芯的温度；

N≥i≥1，且N和i均为整数。

2.如权利要求1所述的温度监测电路，其特征在于，所述温度采集装置包括第一电阻及热敏电阻；

所述第一电阻的第一端与电源连接，所述第一电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接，并作为所述温度采集装置的输出端，所述热敏电阻的第二端接地。

3.如权利要求2所述的温度监测电路，其特征在于，所述温度采集装置还包括稳压二极管，所述稳压二极管的阳极接地，所述稳压二极管的阴极与所述热敏电阻的第一端连接。

4.如权利要求3所述的温度监测电路，其特征在于，所述温度采集装置还包括第二电阻及第一电容；

所述电容的一端接地，所述电容的另一端与所述热敏电阻的第一端及所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端为所述温度采集装置的输出端。

5.如权利要求1所述的温度监测电路，其特征在于，还包括处理模块，所述处理模块的信号输入端与所述选择模块的信号输出端连接；

所述选择模块还用于将接收到的所述第i单体电芯的温度发送至所述处理模块；

所述处理模块用于对所述第i单体电芯进行监测，以判断所述第i单体电芯温度是否异常。

6.如权利要求5所述的温度监测电路，其特征在于，还包括隔离模块；

所述隔离模块设置于所述处理模块的信号输入端与所述选择模块的信号输出端之间，用于进行电气隔离。

7.如权利要求6所述的温度监测电路，其特征在于，所述隔离模块为型号为S12502-1BA的隔离模块。

8.如权利要求1-7任一项所述的温度监测电路，其特征在于，所述多通道开关模块包括一个或多个多路复用器，一个或多个所述多路复用器的输入端的个数不小于N。

9.如权利要求8所述的温度监测电路，其特征在于，所述多路复用器为型号为SN74HC4852QPWRQ的多路复用器。

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