CN207902204U - 一种新能源汽车动力锂电池的监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新能源汽车动力锂电池的监测系统，包括供电模块、电压检测电路、PT100温度传感器、温度检测电路、电流检测电路、处理器、按键显示电路、EEPROM存储器、报警电路、通信电路和监控接收端；本实用新型的处理器主要负责信号检测、寿命估算、人机交互、保护报警和总线通信等功能；本系统可以实现电池温度、电流、电压等参数的自动在线检测，并可以用来分析计算电池的剩余寿命；本系统可实现电流信号的高精度测量，保证了容量累积计算的精度；本系统可以实现电池寿命的在线自动评价，具有高精度、自动化和灵活方便等优点；本系统能够有效地保障锂电池的安全、稳定的运行，可靠性高、功能多且灵活方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池监测技术领域，特别是一种新能源汽车动力锂电池的监测系统。
背景技术
环境污染和能源危机成为当下发展的两大问题，因此汽车电动化技术以其绿色环保、节能减排等独特优势，得到了广泛的研究。电池作为汽车电动化技术的关键所在，其性能对电动汽车的使用安全以及发展前景具有重大影响。汽车常用的电池为锂电池，对锂电池的热管理是安全监测的一个重点。
动力锂电池以其能量密度高、使用寿命长、绿色环保等优点，在交通运输和工业生产等领域都有广泛应用。然而，锂电池在充放电循环使用过程中，受温度、自放电率、放电深度、放电倍率等因素的影响，其容量和寿命不断衰减。当电池容量下降为初始容量的70%时，电池的性能将无法满足供电技术要求，必须进行维护或更换，否则会给工业生产带来严重的危害。因此，有必要对动力锂电池的剩余寿命进行分析研究，以便最大限度地利用电池的剩余容量，保障企业安全生产。
动力锂电池具有绿色环保，循环利用年限长、存储产量高、体积重量小等优点，其作为重要的新兴能源之一，已经在工业生产中得到广泛的应用。电池组在循环工作过程中会出现如单体温度过高，电流过大、过放电和过充电等情况，进而导致电池的寿命缩短，甚至引发电池爆炸等安全事故。因此有必要对动力锂电池的运行状态进行实时监测和管理，以提高供电系统的可靠性和自动化程度，保障安全生产。
理想的动力锂电池，循环充放电过程不会发生不可逆的消耗，电池寿命不会衰减。但实际上，电池内部在充放电过程中会发生非常复杂的物理化学反应。某些反应会造成活性物质的不可逆消耗，必然导致电池的充放电效率大大降低，电池的容量和寿命快速衰减。环境温度对电池寿命的影响。温度过高或过低，都会降低电池寿命。温度降低，电池内部电极材料的活性降低，电解液的内阻和粘度升高，离子扩散困难，电池充放电不易进行。温度升高，电池产生热量增大，从而破坏电池材料的结构，电池容量降低。因此需要监测锂电池状态情况的系统，目前的监测装备普遍存在可靠性差，智能化程度低、无法灵活上传监测结果等问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种新能源汽车动力锂电池的监测系统，本系统能够有效地保障锂电池的安全、稳定的运行，可靠性高、功能多且灵活方便。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本实用新型提出的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统，包括供电模块、电压检测电路、PT100温度传感器、温度检测电路、电流检测电路、处理器、按键显示电路、EEPROM存储器、报警电路、通信电路和监控接收端；其中，
供电模块、电压检测电路、温度检测电路、电流检测电路、按键显示电路、EEPROM存储器、报警电路、通信电路分别与处理器连接，PT100温度传感器与温度检测电路连接，通信电路和监控接收端连接；
电流检测电路包括第一电容、第二电容、有极性电容、AD620放大器、第一至第三电阻、第一二极管和第二二极管；其中，AD620放大器的第2引脚与第一电容的一端连接，AD620放大器的第3引脚与第一电容的另一端连接，AD620放大器的第4引脚接-12V电源，AD620放大器的第7引脚接+12V电源，AD620放大器的第5引脚接地，AD620放大器的第1引脚与第一电阻的一端连接，AD620放大器的第8引脚与第一电阻的另一端连接，AD620放大器的第6引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三电阻的一端、第一二极管的正极、第二二极管的负极分别连接，第一二极管的负极与+5V电源连接，第二二极管的正极接地，第三电阻的另一端与有极性电容的正极、第二电容的一端分别连接，有极性电容的负极与地、第二电容的另一端分别连接。
作为本实用新型所述的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统进一步优化方案，温度检测电路包括恒流源电路和差动放大电路，恒流源电路用于将PT100温度传感器的电阻信号转换成电压信号；差动放大电路用于将电压信号放大后输出值处理器。
作为本实用新型所述的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统进一步优化方案，通信电路为RS485通信电路。
作为本实用新型所述的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统进一步优化方案，处理器为单片机。
作为本实用新型所述的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统进一步优化方案，处理器为89C51单片机。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本系统可以实现电池温度、电流、电压等参数的自动在线检测，并可以用来分析计算电池的剩余寿命；对这些参数的检查，工作人员可以及时了解电池运行状况，避免由电池故障造成安全事故，使供电系统的可靠性得到保证；
（2）本系统可实现电流信号的高精度测量，保证了容量累积计算的精度；本系统可以实现电池寿命的在线自动评价，具有高精度、自动化和灵活方便等优点；
（3）本系统能够有效地保障锂电池的安全、稳定的运行，可靠性高、功能多且灵活方便。
附图说明
图1是本实用新型的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种新能源汽车动力锂电池的监测系统，包括供电模块、电压检测电路、PT100温度传感器、温度检测电路、电流检测电路、处理器、按键显示电路、EEPROM存储器、报警电路、通信电路和监控接收端；其中，
供电模块、电压检测电路、温度检测电路、电流检测电路、按键显示电路、EEPROM存储器、报警电路、通信电路分别与处理器连接，PT100温度传感器与温度检测电路连接，通信电路和监控接收端连接；
电流检测电路包括第一电容、第二电容、有极性电容、AD620放大器、第一至第三电阻、第一二极管和第二二极管；其中，AD620放大器的第2引脚与第一电容的一端连接，AD620放大器的第3引脚与第一电容的另一端连接，AD620放大器的第4引脚接-12V电源，AD620放大器的第7引脚接+12V电源，AD620放大器的第5引脚接地，AD620放大器的第1引脚与第一电阻的一端连接，AD620放大器的第8引脚与第一电阻的另一端连接，AD620放大器的第6引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三电阻的一端、第一二极管的正极、第二二极管的负极分别连接，第一二极管的负极与+5V电源连接，第二二极管的正极接地，第三电阻的另一端与有极性电容的正极、第二电容的一端分别连接，有极性电容的负极与地、第二电容的另一端分别连接。
温度检测电路包括恒流源电路和差动放大电路，恒流源电路用于将PT100温度传感器的电阻信号转换成电压信号；差动放大电路用于将电压信号放大后输出值处理器。
通信电路为RS485通信电路，处理器为单片机。
基于上述的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统的获取锂电池剩余寿命的方法，锂电池在放电过程中，实时监测锂电池电压和电流，当电压下降至截止电压时，采用安时计量法累积计算电池实际容量，根据测得的实际容量和标称容量的关系，估算锂电池剩余寿命。
本实用新型的处理器是整个系统的处理核心，它主要负责信号检测、寿命估算、人机交互、保护报警和总线通信等功能。对信号的检测电路由电流检测电路、电压检测电路和电池温度检测电路等三部分组成，电流检测电路的电流检测由电流传感器配合相应的信号调整电路实现。利用该传感器将电流信号转换成小电流信号，电流检测电路将小电流信号转换成电压供处理器采集，处理器根据电压的大小，计算外部实际电流值。通信电路实现模块之间数据共享与通讯。本系统还设计有按键、数码显示等电路，负责人机交互，与监控接收端互交，完成曲线标定和参数显示等功能。
本系统可以实现电池温度、电流、电压等参数的自动在线检测，并可以用来分析计算电池的剩余寿命；对这些参数的检查，工作人员可以及时了解电池运行状况，避免由电池故障造成安全事故，使供电系统的可靠性得到保证；本系统可实现电流信号的高精度测量，保证了容量累积计算的精度；本系统可以实现电池寿命的在线自动评价，具有高精度、自动化和灵活方便等优点；本系统能够有效地保障锂电池的安全、稳定的运行，可靠性高、功能多且灵活方便。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种新能源汽车动力锂电池的监测系统，其特征在于，包括供电模块、电压检测电路、PT100温度传感器、温度检测电路、电流检测电路、处理器、按键显示电路、EEPROM存储器、报警电路、通信电路和监控接收端；其中，
供电模块、电压检测电路、温度检测电路、电流检测电路、按键显示电路、EEPROM存储器、报警电路、通信电路分别与处理器连接，PT100温度传感器与温度检测电路连接，通信电路和监控接收端连接；
电流检测电路包括第一电容、第二电容、有极性电容、AD620放大器、第一至第三电阻、第一二极管和第二二极管；其中，AD620放大器的第2引脚与第一电容的一端连接，AD620放大器的第3引脚与第一电容的另一端连接，AD620放大器的第4引脚接-12V电源，AD620放大器的第7引脚接+12V电源，AD620放大器的第5引脚接地，AD620放大器的第1引脚与第一电阻的一端连接，AD620放大器的第8引脚与第一电阻的另一端连接，AD620放大器的第6引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三电阻的一端、第一二极管的正极、第二二极管的负极分别连接，第一二极管的负极与+5V电源连接，第二二极管的正极接地，第三电阻的另一端与有极性电容的正极、第二电容的一端分别连接，有极性电容的负极与地、第二电容的另一端分别连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统，其特征在于，温度检测电路包括恒流源电路和差动放大电路，恒流源电路用于将PT100温度传感器的电阻信号转换成电压信号；差动放大电路用于将电压信号放大后输出值处理器。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统，其特征在于，通信电路为RS485通信电路。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统，其特征在于，处理器为单片机。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力锂电池的监测系统，其特征在于，处理器为89C51单片机。
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| CN108248432A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-07-06 | 新日(无锡)发展有限公司 | 一种新能源汽车动力锂电池的监测系统 |
| CN109298347A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-02-01 | 浙江大学 | 一种新能源汽车三电系统健康管理试验台和方法 |
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