CN210092273U - 一种成组电池数据采集装置及管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及成组电池管理领域，具体涉及一种成组电池数据采集装置及管理系统。本实用新型提供的成组电池数据采集装置通过无线通信单元与主设备通信连接，从而微处理单元与模拟前端之间不用再设置价格昂贵的数字隔离芯片，大大降低了成组电池数据采集装置(从设备)的生产成本；同时，成组电池数据采集装置(从设备)由于不再用CAN总线与主设备连接，而不必预留CAN总线接口，节省了CAN总线的使用，同时也使得主设备与从设备的位置设置更加灵活。

Description

一种成组电池数据采集装置及管理系统

技术领域

本实用新型涉及电池管理领域，具体涉及一种成组电池数据采集装置及管理系统

背景技术

在新能源汽车中，大量的电芯成组组成电池包，整个电池包通过由n串m并的方式来实现车辆所需要的电量。而众多的成组电池均需要有电池管理系统对各个电芯的状态进行监测，从而防止电芯因为过充、过放，导致电芯寿命下降，或者更严重的风险发生；另外，每一个串联电芯的电压也需要有电池管理系统来监测管理，从而实现均衡功能。

如图1所示，传统的电池管理系统通常由一个主设备(Master)和多个从设备(Slave)组成，在从设备中，通常利用一个或者多个模拟前端(AFE)来收集多组电芯的数据(电压数据、温度数据)，这些数据采用串行通信的方式传送到从设备中的微控制单元(MCU)，再由微控制单元将这些数据处理、打包后，通过CAN总线发送至主设备，进而主设备对成组电池进行管理。而在现有技术中，为了对主设备进行保护，避免高压风险，模拟前端(AFE)和微控制单元之间通常需要设置有数字隔离芯片，从而将电芯相关的电路与CAN总线相关的电路实现电气隔离，而数字隔离芯片通常价格昂贵，这大大提高了从设备的制造成本，同时从设备与主设备通过CAN总线通信的方式，也需要在从设备外壳预留接线口，不利于从设备的封装集成。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种不采用隔离芯片，大幅降低生产成本且同样安全的车载成组电池管理装置及系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种成组电池数据采集装置，包括，微控制单元，所述微控制单元与至少一个模拟前端直接连接，用于接收、记录所述模拟前端采集的电池数据；

所述微控制单元同时还与一无线通信单元连接，用于通过该无线通信单元将接收到的数据发送至主设备。

进一步的，所述模拟前端包括电压采集电路和/或温度采集电路。

优选实施例中，每个微控制单元同时与3～5个所述模拟前端连接。

进一步的，所述无线通信单元为蓝牙通信模块、wifi模块、GPRS模块、4G通信模块、5G通信模块中的一种或多种。

进一步的，所述微控制单元通过电压变换电路与所述电池连接。

一种成组电池管理系统，包括主设备以及至少一个如上所述的成组电池数据采集装置；所述主设备中设置有与所述成组电池管理装置对应的无线通信单元，所述主设备通过该无线通信单元与所述成组电池管理装置通信连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的成组电池数据采集装置通过无线通信单元与主设备通信连接，从而微处理单元与模拟前端之间不用再设置价格昂贵的数字隔离芯片，大大降低了成组电池数据采集装置(从设备)的生产成本；同时，成组电池数据采集装置(从设备)由于不再用CAN总线与主设备连接，而不必预留CAN总线接口，节省了CAN总线的使用，同时也使得主设备与从设备的位置设置更加灵活。

附图说明

图1是现有技术中成组电池管理系统示意图。

图2为本实用新型提供的成组电池管理系统示意图

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2所示，本实施例提供一种成组电池数据采集装置(又称从设备、Slave)，包括，微控制单元(MCU)，所述微控制单元与多个模拟前端(AFE)直接连接，相较于现有技术，其间省去了数字隔离芯片，大大降低了成本；微控制单元用于接收、记录所述模拟前端采集的电池数据，本实施例中，所述模拟前端包括电压采集电路和温度采集电路，即，模拟前端针对电池电芯进行监控，实时采集其电压数据及温度数据；微控制单元同时可以连接的模拟前端数量通常由采集装置数据传递带宽决定，本实施例中优选状态下，每个微控制单元同时与3～5个所述模拟前端连接；而在数据传递带宽足够的情况下，每个微控制单元同时连接的模拟前端数量还可以增加，例如10个、20个。

所述微控制单元同时还与一无线通信单元连接，用于通过该无线通信单元将接收到的数据发送至主设备。本实施例中，所述无线通信单元采用低功耗的蓝牙通信(BLE)模块，但是根据不同的情况，也可以采用wifi模块、GPRS模块、4G通信模块、5G通信模块中的一种或多种。

本实施提供的电池数据采集装置，与电池电芯相连的电路(高压区)和主设备(低压区)，实现了物理上的隔离，因此原有的数字隔离芯片将被取消。在现有技术中，MCU位于低压区，其供电由低压区的电源(铅酸电池)通过变换电路实现，而在本实施例中，微控制单元位于高压区，其供电由高压区的电池电芯(1～2节电芯或者末端AFE管理的电芯组)通过变换电路实现。而由于MCU的供电由高压侧的电芯提供，整个从设备与主设备没有物理连接，因此如图1中所示的原有接插件和电缆被节省取消。

本实用新型同时还提供一种成组电池管理系统，包括主设备(Master)，以及，多个如上所述成组电池数据采集装置(又称从设备、Slave)；所述主设备中设置有与所述成组电池管理装置对应的无线通信单元，所述主设备通过该无线通信单元与所述成组电池管理装置通信连接，用于接收所述成组电池数据采集装置采集的数据信号，并根据该数据信号对车辆成组电池进行控制管理(该控制管理包括但不限于充电保护、过充保护、过放保护)。车辆工作时，整车通过唤醒信号或者CAN总线激活整个成组电池管理系统。主设备(Master)首先进入工作状态，然后主设备通过无线通信单元，唤醒各从设备(成组电池数据采集装置)中MCU，进行身份识别握手后，进行工作状态。MCU在进入工作状态之前，处于低功耗状态，此状态下，只有无线通信单元会周期检测是否存在来自于主设备的唤醒信号；MCU被唤醒后，控制模拟前端(AFE)上电并开始数据采集和传递。当车辆停止运行，电池管理系统要求停止工作状态，进入休眠或者下电模式，Master下电之前，通知从设备进入休眠状态，此时模拟前端下电，MCU大部分模块下电，无线模块会周期检测唤醒信号；MCU保存电芯的历史数据，用于电池包梯次利用的数据参考，并以MCU的无线Id做标识。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种成组电池数据采集装置，其特征在于，包括，微控制单元，所述微控制单元与至少一个模拟前端直接连接，用于接收、记录所述模拟前端采集的电池数据；

所述微控制单元同时还与一无线通信单元连接，用于通过该无线通信单元将接收到的数据发送至主设备。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟前端包括电压采集电路和/或温度采集电路。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个微控制单元同时与3～5个所述模拟前端连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无线通信单元为蓝牙通信模块、wifi模块、GPRS模块、4G通信模块、5G通信模块中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微控制单元通过电压变换电路与所述电池连接。

6.一种成组电池管理系统，其特征在于，包括主设备，以及，至少一个根据权利要求1至5任一项所述成组电池数据采集装置；所述主设备中设置有与所述成组电池管理装置对应的无线通信单元，所述主设备通过该无线通信单元与所述成组电池管理装置通信连接。

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