CN202939289U - 电池组健康状态评价系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电池组健康状态评价系统，包括：对采集到的电池组单节电池工作参数和预设参数进行比较并作出判断的主处理器CPU；检测单节电池电压、电流、温度等参数，并传输到主处理器CPU的数据采集模块；将预设参数输入到处理器CPU的输入模块；对主处理器CPU的判断结果进行输出显示的输出模块；所述主处理器CPU与数据采集模块之间采用双向串行通信。本实用新型提出了一种能够准确测试每个单体电池健康状态的电池组健康状态评价系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池组健康状态评价系统，尤其涉及一种能监测电池组中每个单电池健康状态的电池组健康状态评价系统。
背景技术
电池组在实际循环实验中，尽管每个单体电池严格筛选，但是由于串联组合上的接触电阻及随着循环各单体电池端电压的不一致性现象，导致电池组的寿命大幅下降。为了解决电池组的循环寿命问题，我们必须及时检测电池组中单体电池的健康状态，避免因单体电池工作异常而影响整个电池组的正常工作。
SOH（State of health）直接理解为电池的健康状况，延伸得到电池的使用寿命。电池组的寿命由许多因素制约限制，对其进行精确估计必须对这些参数进行实时检测和准确估计。电池容量是否低于限定值，电池的自放电率是否过高，电池组中是否存在SOH值低于允许值的单体电池，电池的运行时间是否过长，电池内部的温度是否过高或过低，这些都会影响电池组的健康状况。这些制约因素随着电池的使用发生变化，比如电池的运行时间越长电池的损耗就会越大。
锂电池的寿命状态SOH与多种因素有关，为了准确预测电池寿命状态，必须弄清楚能体现SOH的特征参数。锂电池SOH与很多因素有关，是一个既重要又难以估计的电池状态。要准确预测电池的SOH，就需要将上述特征变量准确估计，依靠特征参数值的变化来推测电池的健康状况。这其中有些特征随着电池寿命的衰减变化明显，有些则变化较缓慢。锂电池在使用过程中，存在一个由好变坏的复杂过程。现有的锂电池性能测试评判中，大都是以某一时刻，从单一的角度，并运用单一的方法来评判锂电池的性能，无法对锂电池容量和性能进行便捷、有效、准确测量。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺点，本实用新型提出了一种能够实时准确测量电池组中每个单体电池健康状态的电池组健康状态评价系统。
本实用新型的电池组健康状态评价系统，一种电池组健康状态评价系统，其特征在于，包括：对采集到的电池组单节电池工作参数和预设参数进行比较并作出判断的主处理器CPU；检测单节电池电压、电流、温度等参数，并传输到主处理器CPU的数据采集模块；将预设参数输入到处理器CPU的输入模块；对主处理器CPU的判断结果进行输出显示的输出模块；所述主处理器CPU与数据采集模块之间采用双向串行通信。
优选的，所述数据采集模块包括：微处理器MCU、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块和A/D转换模块，电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块经A/D转换模块连接微处理器MCU，微处理器MCU与主处理CPU双向串行通信连接。
优选的，所述电压采集模块包括若干个电压采集电路，每个单节电池均并联一个电压采集电路。
优选的，所述电压采集电路包括，单节电池两端连接一个隔离电池组电路和电压采集电路的光电耦合器，光电耦合器输出端接两个串联的分压电阻R11、R13，两个分压电阻之间引出一根导线连接第一射极跟随器输入端，第二射极跟随器连接一参考电压，两个射极跟随器输出端之间串联两个分压电阻R7，R9。
优选的，微处理器MCU与主处理CPU采用CAN总线或RS485总线连接。
本实用新型的有益效果是：
（1）电压采集模块使用的光电耦合器电路具有电池与电池，电池与系统之间完全隔离的功能，保证系统安全可靠；
（2）整个系统具有高集成度和高智能化，操作简单；
（3）能够实时检测电池组中每个单体电池的健康状态，便于找出损坏的单体电池，提高整个电池组系统的工作效率。
附图说明
图1是本实用新型的电池组健康状态评价系统的整体结构框图；
图2是电压采集模块电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明;
本实施例中电池组由16节单体电池组成，首先，CPU通过CAN总线控制MCU进入数据采集状态，MCU控制电压采集模块采集每个单体电池的放电电压，电流采集模块采集电池组放电电流，当电流高于限定值时启动短路保护，以免对电池造成损害；温度采集模块采集每个单电池工作温度。上述采集过程的没一路信号各采集10次，每次采集间隔时间相等，共需要采集33路的数据。采集到的数据经过A/D转换器传输给MCU，再由MCU通过CAN总线传送给CPU，CPU对高速采得的数据进行分析，并与我们设定的失败模式进行比较，得出对每个单体电池的性能差别和健康状态情况，通过输出模块的显示器或声光警报作出提示。
图1是本实施例的结构框图，包括对采集到的电池组单节电池工作参数和预设参数进行比较并作出判断的主处理器CPU；检测单节电池电压、电流、温度等参数，并传输到主处理器CPU的数据采集模块；将预设参数输入到处理器CPU的输入模块；对主处理器CPU的判断结果进行输出显示的输出模块；主处理器CPU与数据采集模块之间采用CAN总线连接。数据采集模块包括：微处理器MCU、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块和A/D转换模块，电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块经A/D转换模块连接微处理器MCU。电压采集模块由若干电压采集电路，每个单节电池均连接一个电压采集电路。电流采集模块输出端、电压采集模块的输出端和温度采集模块的输出端连接A/D转换模块，A/D转换模块输出端连接微处理器MCU，微处理器MCU与主处理器CPU之间采用CAN总线连接。
如图2所示的电压采集电路，电池两端接线性光电耦合器，将测试电路与主电路隔离，并得到电池两端电压，电池两端电压串联两个分压电阻R11、R13。R13两端电压稳压后输入第一极射跟随器；同时，通过第二极射跟随器输出一个参考电压，两个跟随器之间电压之差经过R7和R9分压后输出最终电压VIN。
CPU通过通过测试到的电池组各种放电状态的实时数据来计算电池的各项指标，得出电池组中各单体电池及整个电池组的健康状态值SOH。
Claims (5)
1.一种电池组健康状态评价系统，其特征在于，包括：
对采集到的电池组单节电池工作参数和预设参数进行比较并作出判断的主处理器CPU；
检测单节电池电压、电流、温度等参数，并传输到主处理器CPU的数据采集模块；
将预设参数输入到处理器CPU的输入模块；
对主处理器CPU的判断结果进行输出显示的输出模块；
所述主处理器CPU与数据采集模块之间采用双向串行通信。
2.根据权利要求1所述的电池组健康状态评价系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：微处理器MCU、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块和A/D转换模块，电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块经A/D转换模块连接微处理器MCU，微处理器MCU与主处理CPU双向串行通信连接。
3.根据权利要求2所述的电池组健康状态评价系统，其特征在于，所述电压采集模块包括若干个电压采集电路，每个单节电池均并联一个电压采集电路。
4.根据权利要求3所述的电池组健康状态评价系统，其特征在于，所述电压采集电路包括，一个隔离电池组电路和电压采集电路的光电耦合器，光电耦合器输入端连接单体电池，输出端接两个串联的分压电阻R11、R13，两个分压电阻之间引出一根导线连接第一射极跟随器输入端，第二射极跟随器连接一参考电压，两个射极跟随器输出端之间串联两个分压电阻R7，R9。
5.根据权利要求2所述的电池组健康状态评价系统，其特征在于，所述微处理器MCU与主处理CPU采用CAN总线或RS485总线连接。
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| TR01 | Transfer of patent right |
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