CN203705070U - 动力电池组的温度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池组的温度检测装置，包括：每个温度传感器与动力电池组中的每节单体电池对应设置，用于相应地检测与其对应设置的单体电池的温度的N个温度传感器；每个光电继电器与每个温度传感器一一对应相连的N个光电继电器；与每个光电继电器相连的移位寄存阵列，其包括N个D触发器；通过控制N个D触发器依次触发以控制N个光电继电器依次单独闭合，从而对每节单体电池的温度进行分时采样的控制器。该温度检测装置能提高测量每节单体电池温度的精度，通过分时读取温度数据以实现对单体电池温度的巡检，提高动力电池组的安全性和电池管理系统的可靠性。

Description

动力电池组的温度检测装置

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种动力电池组的温度检测装置。

背景技术

动力电池的状态和寿命对电动汽车的性能和安全有着至关重要的影响，因此需要对动力电池的状态进行实时监测并维护，使动力电池达到最优的工作状态。影响动力电池状态的主要因素有电压、电流、温度等，而电池的温度对电池的容量、电压、内阻、充放电效率、使用寿命、安全性和电池一致性等方面有较大影响。

现有技术中，对于动力电池温度的测量方法是设固定数量的温度探头。将温度探头分散在“电池丛”中或者置于电压采集线的接线鼻上，从而对每个电池的温度进行测量。目前，单体电池温度的测量一般采用热敏电阻作为温度传感器，采用分压法由A/D采样读取热敏电阻的两端电压，根据电阻-温度的关系从而计算出温度值。其中，将热敏电阻安装在每个动力电池上，分时将不同动力电池上的热敏电阻接到A/D采样电路上进行温度采样，实现单体电池温度的巡检。

然而，现有技术中由于采用热敏电阻测量温度，其测量精度为±1.0℃，误差较大。并且有时由于制造工艺原因，热敏电阻个体的温度特性不是很一致，由此造成温度测量校准的困难。另外，在进行多点温度巡检时，需要解决分时通道选通的问题，因此会增加布线难度，无法很好地满足用户需求。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。

为此，本实用新型的目的在于提出一种动力电池组的温度检测装置，该温度检测装置能提高测量每节单体电池温度的精度，通过分时读取温度数据以实现对单体电池温度的巡检。

为达到上述目的，本实用新型提出的一种动力电池组的温度检测装置，包括：N个温度传感器，所述N个温度传感器中的每个温度传感器与动力电池组中的每节单体电池对应设置，所述每个温度传感器相应地检测与其对应设置的单体电池的温度；N个光电继电器，所述N个光电继电器中的每个光电继电器与所述N个温度传感器中的每个温度传感器一一对应相连；移位寄存阵列，所述移位寄存阵列与所述每个光电继电器相连，所述移位寄存阵列包括N个D触发器；控制器，所述控制器与所述每个光电继电器和所述移位寄存阵列分别相连，所述控制器通过控制所述N个D触发器依次触发以控制所述N个光电继电器依次单独闭合，以对所述每节单体电池的温度进行分时采样，其中，N为大于等于2的整数。

根据本实用新型提出的动力电池组的温度检测装置，通过对每节单体电池设置温度传感器，可以减少线束数量，降低布线难度，并能够更加精确地测量出单体电池的温度，从而提高了测量单体电池温度的精度，同时通过采用移位寄存阵列，能够分时读取单体电池的温度数据以实现对单体电池温度的巡检，并可以灵活设置巡检单体电池的数量。因此，该温度检测装置能够为获取动力电池组的状态提供更加可靠的数据，有效地提高动力电池组的安全性和电池管理系统的可靠性。

其中，所述N个D触发器串联连接。

具体而言，所述N个D触发器中的第一个D触发器的数据信号输入端与所述控制器的第一输出端相连，所述N个D触发器中的每个D触发器的时钟信号输入端均与所述控制器的第二输出端相连，所述N个D触发器中的第k个D触发器的第一输出端与第k+1个D触发器的数据信号输入端相连，所述N个D触发器中的每个D触发器的第二输出端与对应的光电继电器的第一端相连，所述N个光电继电器中的每个光电继电器的第二端与预设电源相连，所述N个光电继电器中的每个光电继电器的第三端与对应的温度传感器相连，所述N个光电继电器中的每个光电继电器的第四端均与所述控制器相连，其中，k=1、2、3…N-1。

另外，所述动力电池组的的温度检测装置还包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与预设电源相连，所述第一电阻的另一端与所述控制器与所述每个光电继电器之间的节点相连。

优选地，所述每个温度传感器为通过单总线进行数据通信的数字式温度传感器。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的动力电池组的温度检测装置的方框示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的动力电池组的温度检测装置的部分电路示意图；以及

图3为根据本实用新型一个实施例的动力电池组的温度检测装置对每个单体电池进行温度巡检的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的动力电池组的温度检测装置。

如图1所示，根据本实用新型提出的的动力电池组的温度检测装置，包括N个温度传感器101、102、…、10N和N个光电继电器K1、K2、…、KN以及移位寄存阵列300和控制器400。

其中，N个温度传感器101、102、…、10N中的每个温度传感器与动力电池组中的每节单体电池对应设置，每个温度传感器相应地检测与其对应设置的单体电池的温度。N个光电继电器K1、K2、…、KN中的每个光电继电器与N个温度传感器101、102、…、10N中的每个温度传感器一一对应相连。移位寄存阵列300与每个光电继电器相连，移位寄存阵列300包括N个D触发器D1、D2、…、DN。控制器400与每个光电继电器和移位寄存阵列300分别相连，控制器400通过控制N个D触发器D1、D2、…、DN依次触发以控制N个光电继电器K1、K2、…、KN依次单独闭合，以对每节单体电池的温度进行分时采样，其中，N为大于等于2的整数。

优选地，在本实用新型的一个实施例中，每个温度传感器可以为通过单总线进行数据通信的数字式温度传感器。数字式温度传感器具有单总线进行数据通信功能，可以减少线束数量，降低布线难度。另外，数字式温度传感器例如DS18B20温度传感器采用单总线技术，测温范围为-55℃～+125℃，全数字温度转换及输出，支持多点组网功能，实现多点温度采样。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，控制器400可以为MCU（MicroController Unit，微控制单元）。初始时光电继电器K1、K2、…、KN全部闭合，控制器400向N个温度传感器101、102、…、10N发送采样启动命令，采样启动命令发送完后控制器400通过控制N个D触发器D1、D2、…、DN以控制N个光电继电器K1、K2、…、KN断开，随即控制器400通过控制N个D触发器D1、D2、…、DN以控制N个光电继电器K1、K2、…、KN依次单独闭合，读取相应温度传感器的温度数据即检测的单体电池的温度，实现分时读取温度数据。因此，该动力电池组的温度检测装置采用同时启动分时读取温度数据的多点温度采样方法，因此该动力电池组的温度检测装置所用时间仅比单点温度采样所用的时间多了温度数据读取的时间，所以本实用新型实施例的动力电池组的温度检测装置采样速度比较快。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，该动力电池组的温度检测装置还包括第一电阻R1。其中，第一电阻R1的一端与预设电源VCC相连，第一电阻R1的另一端与控制器400与每个光电继电器之间的节点a相连。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，N个D触发器D1、D2、…、DN串联连接。即言，移位寄存阵列300是由N个D触发器D1、D2、…、DN串联构成的，移位寄存阵列300与N个光电继电器K1、K2、…、KN一起构成选通电路。需要说明的是，在本实用新型的实施例中，例如利用DS18B20温度传感器的多温度采样来实现对所有单体电池进行温度测量，需要识别每个DS18B20温度传感器独有的ROM码，影响采样速度，同时无法将ROM码同器件的实际物理位置关联起来，因此加一个基于由D触发器构成的移位寄存阵列300，该移位寄存阵列300具有通道选通功能，当启动采样时，实现分时读取DS18B20温度传感器采样的温度数据以实现对单体电池温度的巡检。

如图3所示，N个D触发器中的第一个D触发器D1的数据信号输入端D与控制器400的第一输出端A相连，N个D触发器中的每个D触发器的时钟信号输入端CLK均与控制器400的第二输出端B相连，N个D触发器中的第k个D触发器的第一输出端Q与第k+1个D触发器的数据信号输入端D相连，N个D触发器中的每个D触发器的第二输出端与对应的N个光电继电器中的光电继电器的第一端1相连。N个光电继电器中的每个光电继电器的第二端2与预设电源VCC相连，N个光电继电器中的每个光电继电器的第三端3与对应的N个温度传感器中的温度传感器相连，N个光电继电器中的每个光电继电器的第四端4均与控制器400相连，其中，k=1、2、3…N-1。

其中，每个D触发器的第一输出端Q输出的信号输入到下一个D触发器的数据信号输入端D，所有的D触发器由相同的时钟信号控制，即所有的D触发器的时钟信号输入端CLK都与控制器400的第二输出端B相连。每个D触发器的第二输出端即反码输出端用来控制对应的光电继电器的通断，例如当第一个D触发器D1的第一输出端Q输出高电平时，第二输出端输出低电平，对应的第一个光电继电器K1导通；当第一个D触发器D1的第一输出端Q输出低电平时，第二输出端输出高电平，对应的第一个光电继电器K1断开。控制器400通过第一输出端A输出数据信号控制第一个D触发器D1，可实现N个D触发器D1、D2、…、DN的第一输出端Q逐个输出高电平即移位功能，从而控制N个光电继电器K1、K2、…、KN按顺序的依次单独闭合即光电继电器导通，实现通道选通功能。因此说，该动力电池组的温度检测装置通过采用移位寄存阵列300，能够分时读取单体电池的温度数据以实现对单体电池温度的巡检，并可以灵活的设置巡检单体电池的数量。

下面结合图3对本实用新型实施例的动力电池组的温度检测装置对每个单体电池进行温度巡检的流程进行描述。

在本实用新型一个具体实施例中，如图3所示，该动力电池组的温度检测装置对每个单体电池进行温度巡检的流程包括以下步骤：

步骤S401，初始化。

步骤S402，启动温度传感器进行采样。

需要说明的是，启动温度传感器进行采样即控制器400发送采样启动命令至每个温度传感器。

步骤S403，设置单体电池的数量BAT_No=N。

步骤S404，数据信号输入端D置1，即控制器的第一输出端输出高电平。

步骤S405，时钟信号输入端CLK产生上升沿。

在本实用新型的一个实施例中，第一个D触发器D1的数据信号输入端D置1，时钟信号输入端CLK产生上升沿，第一个D触发器D1被触发，其第一输出端Q输出高电平，第二输出端输出低电平，相应的第一个光电继电器K1导通。

步骤S406，读取单体电池的温度。

第一光电继电器K1导通后，控制器读取到第一温度传感器101检测的第一节单体电池的温度以对第一节单体电池进行温度采样。接着，D2、D3、…、DN依次被触发，K2、K3、…、KN依次导通，从而实现对每个单体电池的温度进行巡检。

步骤S407，判断读取的单体电池数量N是否为零。如果是，则执行步骤S409；如果否，则执行步骤S408。

判断读取的单体电池N是否为零即判断对每节单体电池的温度采样是否完成。

步骤S408，数据信号输入端D置0。

具体地，第一节单体电池检测完毕以后，第一D触发器D1数据信号输入端D置0，第二输出端输出高电平，光电继电器K1断开，第一节单体电池温度采样完毕，同时，单体电池数量N减少一个进行下一节单体电池的温度采样。随着D触发器D2、D3、…、DN的第二输出端逐个输出低电平即移位功能，光电继电器K2、K3、…、KN按顺序的逐个闭合，采样每节单体电池的温度。

步骤S409，结束。

其中，在本实用新型的实施例中，上述动力电池组的温度检测装置对每个单体电池进行温度采样时可分为通道选择、A/D采样和温度采样三个部分。在进行电池管理系统设计时，可方便地将这三个部分移植到电池管理系统的系统程序中，为电池管理系统提供温度数据，更好地满足用户的需求。

根据本实用新型提出的动力电池组的温度检测装置，通过对每节单体电池设置温度传感器，可以减少线束数量，降低布线难度，并能够更加精确地测量出单体电池的温度，从而提高了测量单体电池温度的精度，同时通过采用移位寄存阵列，能够分时读取单体电池的温度数据以实现对单体电池温度的巡检，并可以灵活设置巡检单体电池的数量。因此，该温度检测装置能够为获取动力电池组的状态提供更加可靠的数据，有效地提高动力电池组的安全性和电池管理系统的可靠性。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.一种动力电池组的温度检测装置，其特征在于，包括： 

N个温度传感器，所述N个温度传感器中的每个温度传感器与动力电池组中的每节单体电池对应设置，所述每个温度传感器相应地检测与其对应设置的单体电池的温度； 

N个光电继电器，所述N个光电继电器中的每个光电继电器与所述N个温度传感器中的每个温度传感器一一对应相连； 

移位寄存阵列，所述移位寄存阵列与所述每个光电继电器相连，所述移位寄存阵列包括N个D触发器； 

控制器，所述控制器与所述每个光电继电器和所述移位寄存阵列分别相连，所述控制器通过控制所述N个D触发器依次触发，其中，N为大于等于2的整数。 

2.如权利要求1所述的动力电池组的温度检测装置，其特征在于，所述N个D触发器串联连接。 

3.如权利要求2所述的动力电池组的温度检测装置，其特征在于，所述N个D触发器中的第一个D触发器的数据信号输入端与所述控制器的第一输出端相连，所述N个D触发器中的每个D触发器的时钟信号输入端均与所述控制器的第二输出端相连，所述N个D触发器中的第k个D触发器的第一输出端与第k+1个D触发器的数据信号输入端相连，所述N个D触发器中的每个D触发器的第二输出端与对应的光电继电器的第一端相连，所述N个光电继电器中的每个光电继电器的第二端与预设电源相连，所述N个光电继电器中的每个光电继电器的第三端与对应的温度传感器相连，所述N个光电继电器中的每个光电继电器的第四端均与所述控制器相连，其中，k＝1、2、3…N-1。 

4.如权利要求1-3任一项所述的动力电池组的温度检测装置，其特征在于，还包括： 

第一电阻，所述第一电阻的一端与预设电源相连，所述第一电阻的另一端与所述控制器与所述每个光电继电器之间的节点相连。 

5.如权利要求4所述的动力电池组的温度检测装置，其特征在于，所述每个温度传感器为通过单总线进行数据通信的数字式温度传感器。