CN201844888U - 一种电动汽车动力电池用分布式测温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，属于新能源汽车技术领域。包括中央处理器、单总线测温芯片、CAN总线接口电路和电源转换电路，其外围设备为电池管理系统和被测动力电池。本实用新型对温度的测量采用数字信号的方式，结构简单，成本低，适用于需要采集大量温度信号的应用现场，抗干扰能力强，测量精度高，采用分布式的采集方式，提高了整体系统的实时性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，属于新能源汽车技术领域。
背景技术
电动汽车是目前新能源战略的研究热点，无论是纯电动汽车还是混合动力汽车，其不可缺少的关键部件之一就是动力电池，负责对电池进行管理的控制器即为电池管理系统。根据目前的电池技术，动力电池是由多个电池单体组合得到的，在工作过程中，由于提供动力所需充、放电电流较大，其每个电池单体温度变化也较大，为了保证电池正常工作，电池管理系统需要对每个电池单体或者每组电池单体的温度参数进行实时监测，这样测量电路会随着电池单体的增加。目前所常用的测量装置多采用铂电阻或者热敏电阻等产生模拟信号的传感装置作为温度传感器，也可以达到实时监测的目的，但是存在以下问题：
1)采用铂电阻或者热敏电阻作为传感器，其输出信号为模拟信号，需要后置A/D转换电路，因此导致系统成本和硬件复杂度增加，尤其是在电池单体较多的情况下这种情况尤为突出；
2)模拟信号的采集本身精度受很多因素影响，比如A/D转换芯片的采样精度、运算放大电路的精度等；
3)目前普遍采用集中式采集方式，全部温度信号均集中由电池管理系统只一个核心节点来采集和计算，会影响系统实时性或者为了满足系统实时性而导致软件设计复杂程度大大提高。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述问题，提出一种电动汽车动力电池用分布式测温装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
本实用新型的一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，包括中央处理器、单总线测温芯片、上拉电阻、CAN总线接口电路和电源转换电路，其外围设备为电池管理系统和被测动力电池；其连接关系为：
中央处理器通过数据/地址总线与CAN总线接口电路相连，CAN总线接口电路通过双绞屏蔽线与电池管理系统自带的CAN总线接口电路进行通信，电源转换电路的输入由外部提供，电源转换电路的输出信号为中央处理器、CAN总线接口电路和单总线测温芯片提供电源，单总线测温芯片的数量为1～48个，按照每8个一组进行分组，最后一组若不足8个也分为一组，每组通过一根信号线与中央处理器的某根数字I/O接口相连，该信号线通过上拉电阻连接到电源转换电路的输出端正极，单总线测温芯片放置在被测电池单体附近并能够测量到电池单体温度的有效位置；
当所需测量的温度点数量超过单个本装置所包含的单总线测温芯片的数量时，采用多个本装置并行工作，通过双绞屏蔽线将每个装置的CAN总线接口电路相连接并与电池管理系统自身的CAN总线接口电路连接。
本实用新型的一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，其工作过程为：
1.将单总线测温芯片安装在所需测量的温度点附近；
2.每个装置中央处理器依次采集全部单总线芯片所输出的温度数据；
3.每个装置的中央处理器将采集到的温度数据打包后通过CAN总线接口电路传递给电池管理系统。
有益效果
本实用新型对温度的测量采用数字信号的方式，相对于采用模拟信号的方式减少了A/D转换电路，仅采用单总线的方式进行连接，结构简单，成本低，适用于需要采集大量温度信号的应用现场；与采用模拟信号的方式相比减少了信号转换过程中的外界扰动，抗干扰能力更强，因此更能保证测量精度；采用分布式的采集方式，装置之间以及装置与电池管理系统之间通过网络进行数据传输，相对于集中式的采集方式，简化了每个装置的中央处理器的计算量，提高了系统的实时性。
附图说明
图1为本实用新型的装置内部结构和外部连接示意图；
图2为本实用新型采用实施例1方式的连接示意图；
图3为本实用新型采用实施例2方式的连接示意图。
具体实施方式
本实用新型的一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，其内部结构以及相互间的连接示意图如图1所示，包括中央处理器、单总线测温芯片、上拉电阻、CAN总线接口电路和电源转换电路，其外围设备为电池管理系统和被测动力电池，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1
一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，如图2所示，包括中央处理器、36个单总线测温芯片、上拉电阻R1～R5、CAN总线接口电路和电源转换电路，外围设备为电池管理系统和被测动力电池，其中电池管理系统带有CAN总线接口电路，被测动力电池包含36个电池单体，要求每个单体的温度要单独测量；其连接关系为：
中央处理器通过数据/地址总线与CAN总线接口电路相连，CAN总线接口电路通过双绞屏蔽线与电池管理系统进行通信，电源转换电路的输入由车载蓄电池24V电源提供，电源转换电路的输出信号为中央处理器、CAN总线接口电路和单总线测温芯片提供电源；
36个单总线测温芯片分别放置在36个电池单体附近，分为5组，前4组每组包含8个单总线测温芯片，第5组包含4个单总线测温芯片，每组通过一根信号线与中央处理器的某根数字I/O接口相连，共5根信号线分别通过5个上拉电阻R1～R5连接到电源转换电路的输出端正极；
上述中央处理器为单片机，型号为AT89C52；
上述本装置的CAN总线接口电路主要包括CAN控制器SJA1000和CAN收发器A82C250；
上述的电源转换电路的输出信号为5V信号；
上述上拉电阻的阻值为10K；
上述单总线测温电路为DS18B20。
一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，其工作过程为：
1.将36个DS18B20芯片分别安装在36个电池单体附近并固定好；
2.AT89C52依次读取每个DS18B20芯片的当前温度数据；
3.AT89C52将读取的温度数据打包后通过CAN总线接口电路传递给电池管理系统；
4.电池管理系统获取全部电池单体温度值后再进行后续处理工作。
实施例2
一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，如图3所示，由两个并行工作的本装置构成，图中上方为装置1，下方为装置2，装置1和装置2的结构相同，分布在不同位置，均包括中央处理器、24个单总线测温芯片、上拉电阻R1～R3、CAN总线接口电路和电源转换电路，外围设备为电池管理系统和被测动力电池，其中电池管理系统带有CAN总线接口电路，被测动力电池包含96个电池单体，要求每两个相对单体的温度要单独测量；每个装置的连接关系为：
中央处理器通过数据/地址总线与CAN总线接口电路相连，电源转换电路的输入由车载蓄电池24V电源提供，电源转换电路的输出信号为中央处理器、CAN总线接口电路和单总线测温芯片提供电源，24个单总线测温芯片分为3组，每组包含8个单总线测温芯片，每组通过一根信号线与中央处理器的某根数字I/O接口相连，共3根信号线分别通过3个上拉电阻R1～R3连接到电源转换电路的输出端正极，每个单总线测温芯片分别放置在相对的两个电池单体中间位置；
装置1和装置2将各自的CAN总线接口电路通过双绞屏蔽线与电池管理系统的CAN总线接口电路进行通信；
上述中央处理器为单片机，型号为AT89C52；
上述装置1和装置2的CAN总线接口电路主要包括CAN控制器SJA1000和CAN收发器A82C250；
上述的电源转换电路的输出信号为5V信号；
上述上拉电阻的阻值为4.7K；
上述单总线测温电路为DS18B20。
一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，其工作过程为：
1.将两个装置共48个DS18B20芯片按照上述连接关系分别安装在96个电池单体附近并固定好；
2.装置1的中央处理器AT89C52依次读取本装置每个DS18B20芯片的当前温度数据；
3.装置2的中央处理器AT89C52依次读取本装置每个DS18B20芯片的当前温度数据；
4.两个装置的中央处理器AT89C52将读取的温度数据打包后通过CAN总线接口电路传递给电池管理系统；
5.电池管理系统获取全部电池单体温度值后再进行后续处理工作。
Claims (5)
1.一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，其外围设备为电池管理系统和被测动力电池，其特征在于：包括中央处理器、单总线测温芯片、CAN总线接口电路和电源转换电路；其连接关系为：
中央处理器通过数据/地址总线与CAN总线接口电路相连，CAN总线接口电路通过双绞屏蔽线与电池管理系统自带的CAN总线接口电路进行通信，电源转换电路的输入由外部提供，电源转换电路的输出信号为中央处理器、CAN总线接口电路和单总线测温芯片提供电源，单总线测温芯片的数量为1～48个，按照每8个一组进行分组，每组通过一根信号线与中央处理器的某根数字I/O接口相连，该信号线通过上拉电阻连接到电源转换电路的输出端正极，单总线测温芯片放置在被测电池单体附近并能够测量到电池单体温度的有效位置。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，其特征在于：工作时的连接方式采用多个本装置并行工作的分布式连接方式。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，其特征在于：所述的分布式连接方式为将每个装置的CAN总线接口电路通过双绞屏蔽线相连，并与电池管理系统自身的CAN总线接口电路连接。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，其特征在于：单总线测温芯片为DS18B20。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池用分布式测温装置，其特征在于：上拉电阻的阻值范围为4.7K～10K。
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| CN2010205959996U CN201844888U (zh) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | 一种电动汽车动力电池用分布式测温装置 |
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| CN (1) | CN201844888U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108099649A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-01 | 中能国盛动力电池技术（北京）股份公司 | 一种电动汽车锂离子电池管理系统 |
| CN110152221A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-23 | 南京信息工程大学 | 一种单总线分布式测温定点灭火系统及方法 |
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2010
- 2010-11-03 CN CN2010205959996U patent/CN201844888U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN108099649A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-01 | 中能国盛动力电池技术（北京）股份公司 | 一种电动汽车锂离子电池管理系统 |
| CN110152221A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-23 | 南京信息工程大学 | 一种单总线分布式测温定点灭火系统及方法 |
| CN110152221B (zh) * | 2019-05-23 | 2023-06-06 | 南京信息工程大学 | 一种单总线分布式测温定点灭火系统及方法 |
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