CN206975188U - 嵌入式锂电池模组温度监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及锂电池温度检测技术领域，特别是一种嵌入式锂电池模组温度监控系统，包括温度数据采集单元，所述温度数据采集单元包括热敏电阻RL，所述热敏电阻RL嵌入电池盖板中，所述热敏电阻RL通过放大单元与单片机输入端相连接；所述单片机输出端通过开关单元分别与冷却装置和加热装置相连接；所述单片机输出端与温度显示器相连接。采用上述结构后，本实用新型一方面可直接测量单体电池壳温，实时监控单体电池本身的温度，测量更为精确；另一方面对温度信号进行转化为控制信号，控制模组内单通道的加热或冷却装置，从而防止模块超温工作或低温无法工作，保证其可靠运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池温度检测技术领域，特别是一种嵌入式锂电池模组温度监控系统。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展，动力锂电池的发展需求越发强烈，对锂电池模组提出更高的要求，正着模块化、集成化、智能化方向发展，而锂电池模组的实时监控运行状况是其可靠应用的重要保证。
特别是对锂电池模组温度的监控是非常重要的，因为锂粒子电池超温限使用或一旦过充、过放时，容易发生爆炸、燃烧等安全事故。常规的锂电池工作温度：0～40℃。锂的化学性质非常活泼，很容易燃烧，当电池内部持续升温，活化过程中所产生的气体膨胀就会成危险，同时温度越高，锂离子电池的容量损失就越快，而这种损失是不可逆的，也就是说，电池的容量会永久变小。温度过高会对电池造成不可逆损耗。当电池温度过低时，其低温保护就会启动，会造成电池有电却无法释放出来。
目前行业中对锂电池模组控温的通用的做法是：温度检测电路与电池保护板或模组箱体上的热敏电阻相连。锂电池模组是将多个锂电池单体电池串联和并联组合在一起。这样的做法有以下缺点：
1、这种测温方式的缺点是测温不准确，且不能直接测出单体上的实时壳温。单体电池工作时产生的热量传递到模组箱体上，测量模组箱体的温度与测量单体电池壳温还是明显差异的，通常单体电池壳温高于模组箱体的温度。单体电池金属壳外侧包覆有蓝膜，蓝膜之间有结构胶，再加上单体电池与箱体间隙。这些热阻对测温均有影响，特别是蓝膜和结构胶的热阻较大，导热系数远低于金属铝壳，从而测温的准确性；
2、测温方式采用温控开关，以某一模组箱体温度为临界点实时保护，但是不具有实时温度监控；
3、测温方式采用热偶或其他感温元件取样，绕线较麻烦，不利于小型化。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种可以精确控温的嵌入式锂电池模组温度监控系统。
为解决上述的技术问题，本实用新型的嵌入式锂电池模组温度监控系统，包括温度数据采集单元，所述温度数据采集单元包括热敏电阻RL，所述热敏电阻RL嵌入电池盖板中，所述热敏电阻RL通过放大单元与单片机输入端相连接；所述单片机输出端通过开关单元分别与冷却装置和加热装置相连接；所述单片机输出端与温度显示器相连接。
进一步的，所述放大单元包括放大器U1，所述热敏电阻RL通过电阻R1与放大器U1的6号管脚相连接，所述热敏电阻RL通过电阻R2与放大器U1的5号管脚相连接；所述放大器U1的5号管脚通过电阻R3和电容C2的并联电路接地；所述放大器U1的7号管脚通过电阻R5与单片机输入端AD1相连接；所述放大器U1的7号管脚与6号管脚之间设置有电容C1和电阻R4的并联电路。
更进一步的，所述单片机输入端AD1分别与二极管D2负极、二极管D1正极相连接；所述二极管D2正极接地，所述二极管D1负极与电源VCC相连接。
进一步的，所述开关单元包括三极管，所述单片机输出端与三极管基极相连接，所述三极管发射极接地，所述三极管集电极与继电器控制端相连接。
进一步的，所述单片机与上位机通信连接。
采用上述结构后，本实用新型一方面可直接测量单体电池壳温，实时监控单体电池本身的温度，测量更为精确；另一方面对温度信号进行转化为控制信号，控制模组内单通道的加热或冷却装置，从而防止模块超温工作或低温无法工作，保证其可靠运行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型嵌入式锂电池模组温度监控系统的结构框图。
图2为本实用新型放大单元的电路原理图。
图中：1为温度数据采集单元，2为放大单元，3为单片机，4为开关单元，5为冷却装置，6为加热装置，7为温度显示器，8为上位机
具体实施方式
如图1所示，本实用新型嵌入式锂电池模组温度监控系统，包括温度数据采集单元1，所述温度数据采集单元1包括热敏电阻RL，所述热敏电阻RL嵌入电池盖板中，所述热敏电阻RL通过放大单元2与单片机3输入端相连接；所述单片机3输出端通过开关单元4分别与冷却装置5和加热装置6相连接；所述单片机3输出端与温度显示器7相连接，所述单片机3与上位机8通信连接。
进一步的，如图2所示，所述放大单元包括放大器U1，所述热敏电阻RL通过电阻R1与放大器U1的6号管脚相连接，所述热敏电阻RL通过电阻R2与放大器U1的5号管脚相连接；所述放大器U1的5号管脚通过电阻R3和电容C2的并联电路接地；所述放大器U1的7号管脚通过电阻R5与单片机3输入端AD1相连接；所述放大器U1的7号管脚与6号管脚之间设置有电容C1和电阻R4的并联电路。
更进一步的，所述单片机输入端AD1分别与二极管D2负极、二极管D1正极相连接；所述二极管D2正极接地，所述二极管D1负极与电源VCC相连接，其中VCC为3.3V。
进一步的，所述开关单元4包括三极管，所述单片机输出端与三极管基极相连接，所述三极管发射极接地，所述三极管集电极与继电器控制端相连接。
本实用新型的工作原理如下：将贴片热敏电阻RL嵌入电池盖板(信号输出口可快插到电池模组上)，进行直接测量单体电池壳体温度，封装于单体电池内，同时通过单片机3将信号传递到温度显示器7上，可实时监控单体电池的瞬时壳温。同时用封装于模组的控制线板上的控制芯片将此温度值进行比较，当温度超出设定温度(通常远高于电池高温极限温度)时，信号将传递给单片机3处理，单片机3发出信号控制该通道的冷却装置(风冷、水冷等模式)对该单体电池进行强制冷却。反之，若温度低于设定温度，信号也将传递给单片机3处理，单片机发出信号控制该通道的加热装置对该单体电池进行加热。一个电池模组有很多单体电池组成，每个单体电池均有一套温度监控系统，构成一个单独的通道，调整单体电池壳温维持在适宜的工作温度，保证电池运行的使用寿命，防止电池在低温下出现容量低的问题。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (5)
1.一种嵌入式锂电池模组温度监控系统，包括温度数据采集单元，其特征在于：所述温度数据采集单元包括热敏电阻RL，所述热敏电阻RL嵌入电池盖板中，所述热敏电阻RL通过放大单元与单片机输入端相连接；所述单片机输出端通过开关单元分别与冷却装置和加热装置相连接；所述单片机输出端与温度显示器相连接。
2.按照权利要求1所述的嵌入式锂电池模组温度监控系统，其特征在于：所述放大单元包括放大器U1，所述热敏电阻RL通过电阻R1与放大器U1的6号管脚相连接，所述热敏电阻RL通过电阻R2与放大器U1的5号管脚相连接；所述放大器U1的5号管脚通过电阻R3和电容C2的并联电路接地；所述放大器U1的7号管脚通过电阻R5与单片机输入端AD1相连接；所述放大器U1的7号管脚与6号管脚之间设置有电容C1和电阻R4的并联电路。
3.按照权利要求2所述的嵌入式锂电池模组温度监控系统，其特征在于：所述单片机输入端AD1分别与二极管D2负极、二极管D1正极相连接；所述二极管D2正极接地，所述二极管D1负极与电源VCC相连接。
4.按照权利要求1所述的嵌入式锂电池模组温度监控系统，其特征在于：所述开关单元包括三极管，所述单片机输出端与三极管基极相连接，所述三极管发射极接地，所述三极管集电极与继电器控制端相连接。
5.按照权利要求1所述的嵌入式锂电池模组温度监控系统，其特征在于：所述单片机与上位机通信连接。
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2017
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