CN217007615U - 一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统，采用同系列不同型号的第一采集芯片和第二采集芯片组合一方面可以使从控板的采集通道冗余数量降为最低，提高了采集芯片的利用率，并且降低了硬件成本；另一方面，第一采集芯片和第二采集芯片中任一个采集芯片可以选择最大支持400串以上的单体采集芯片，这样可以满足400串以上菊花链通讯方式单体采集的要求；在控制器与从控板上的采集芯片之间以及所有的采集芯片之间均增加了变压器，可以抑制高频共模干扰噪声，降低通讯失真率，提高通讯质量，EMC性能好；采用菊花链通信方式并且支持双向通讯大大增加了通信的安全和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统。
背景技术
锂离子电池由于其具有能量密度高、自放电率低、放电电压平稳、循环寿命长等优点在多个领域得到了广泛的应用，目前新能源行业无论是动力电池还是储能系统电池在使用过程中都会匹配BMS进行电压温度采集，确保锂离子电池在使用过程中的安全性。1000V系统中每个模组由两个1并9串模组串联组成，每一串单体都需要进行采集跟管理，但是每一个前端采集芯片采集6-16串单体采集，18串模组需要配置两款采集芯片，现有的配置方案都是采样同一系列同一型号进行扩展，这种方案存在以下几个问题：第一，会使前端采集芯片存在较多冗余的单体采集通道，使得采集系统的硬件成本高，并且软件开发成本高；第二，无法满足400串以上菊花链通讯方式单体采集的要求。因此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统，提供一种支持18串模组单体采集的从控方案，该从控采集方案支持从控与从控板间菊花链通讯，整体菊花链通讯架构支持从控单体采集总数量超过400串以上。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统，提供一种支持18串模组单体采集的从控方案，该从控采集方案支持从控与从控板间菊花链通讯，整体菊花链通讯架构支持从控单体采集总数量超过400串以上。
本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统，其包括若干个结构相同的从控板、若干个18串模组和控制器，18串模组包括两个1并9串的模组，从控板包括同一系列不同型号的第一采集芯片和第二采集芯片；
第一采集芯片和第二采集芯片的采集通道总数大于或等于18且小于20；
第一个所述从控板上的第一采集芯片以及第二采集芯片的若干个采集通道分别与第一个18串模组中的单体电池一一对应电气连接；第一个从控板上的第一采集芯片采用菊花链的通信方式与控制器进行通信，所述第一采集芯片与第二采集芯片采用菊花链通讯方式连接，第一个从控板的第二采集芯片与第二个所述从控板上的第一采集芯片采用菊花链通讯方式连接，依次循环，直至最后一个从控板上的第二采集芯片与控制器采用菊花链通讯方式连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，同一所述从控板上的第一采集芯片与第二采集芯片之间采用变压器进行隔离；相邻从控板上的第一采集芯片与第二采集芯片之间采用变压器进行隔离；最后一个从控板上的第二采集芯片与控制器之间采用变压器进行隔离。
在以上技术方案的基础上，优选的，第一采集芯片采用33771采集芯片，第二采集芯片采用33772采集芯片；
33771采集芯片的数据接收端与上一个从控板上的第二采集芯片的数据发送端电气隔离连接，33771采集芯片的数据发送端与33772采集芯片的数据接收端电气隔离连接，33772采集芯片的数据发送端与下一个从控板上的第一采集芯片的数据接收端电气隔离连接。
本实用新型的一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)采用同系列不同型号的第一采集芯片和第二采集芯片组合，一方面可以使从控板的采集通道冗余数量降为最低，提高了采集芯片的利用率，并且降低了硬件成本；另一方面，第一采集芯片和第二采集芯片中任一个采集芯片可以选择最大支持400串以上的单体采集芯片，这样可以满足400串以上菊花链通讯方式单体采集的要求；
(2)在控制器与从控板上的采集芯片之间以及所有的采集芯片之间均增加了变压器，可以抑制高频率的共模干扰噪声，降低通讯失真率，EMC性能好；
(3)采用菊花链通讯方式并且支持双向通讯设计，可以减少线束并且还可以降低系统的失效率，满足系统功能安全需求；另外，本申请的第一采集芯片以及第二采集芯片只进行数据采集，不对数据进行处理，通过控制器对第一采集芯片以及第二采集芯片采集数据进行分析处理，使得从控采集系统的控制器数量减少，从而降低系统的失效率、硬件成本和软件开发成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型的一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统，其包括若干个结构相同的从控板、若干个18串模组和控制器。
1000V/1500V系统中每个模组由两个1并9串模组串联组成，共18串单体，每一串单体都需要进行采集跟管理。本实施例中18串模组包括两个串联的1并9串模组。
目前BMS主要采用分布式架构，即BMS分为主控板和从控板。主控板完成BMS主要的保护和电池管理功能；从控板采集单体电池电压和温度，并通过CAN总线或菊花链的方式发送给主控板。1000V/1500V系统中每个模组由两个1并9串模组串联组成，共18串单体，每一串单体都需要进行采集跟管理，但是每一个前端采集芯片采集6-16串单体采集，18串模组需要配置两款采集芯片，现有的配置方案都是采样同一系列同一型号进行扩展，这种方案会使前端采集芯片存在较多冗余的单体采集通道，使得采集系统的硬件成本高，并且软件开发成本高。因此，为了解决上述问题，本实施例中，从控板包括同一系列不同型号的第一采集芯片和第二采集芯片，并且第一采集芯片和第二采集芯片的采集通道总数大于或等于18且小于20。两个不同型号的采集芯片组合一方面可以使从控板的采集通道冗余数量降为最低，提高了采集芯片的利用率，并且降低了硬件成本；另一方面，第一采集芯片和第二采集芯片中任一个采集芯片可以选择最大支持400串以上的单体采集芯片，这样可以满足400串以上菊花链通讯方式单体采集的要求。
优选的，第一采集芯片采用33771采集芯片，第二采集芯片采用33772采集芯片；33771采集芯片的数据接收端与上一个从控板上的第二采集芯片的数据发送端电气隔离连接，33771采集芯片的数据发送端与33772采集芯片的数据接收端电气隔离连接，33772采集芯片的数据发送端与下一个从控板上的第一采集芯片的数据接收端电气隔离连接。其中，33771采集芯片最大支持14串单体采集，33771最大支持63个节点最大882串单体采集，满足400串以上单体采集需求；33772采集芯片最大支持6串单体采集，组合最大支持20串单体采集芯片，可以采集18串单体电池。
若干个从控板采用菊花链通讯的方式与控制器连接。优选的，第一个从控板上的第一采集芯片以及第二采集芯片的若干个采集通道分别与第一个18串模组中的单体电池一一对应电气连接；第一个从控板上的第一采集芯片采用菊花链的通信方式与控制器进行通信，所述第一采集芯片与第二采集芯片采用菊花链通讯方式连接，第一个从控板上的第二采集芯片与第二个所述从控板上的第一采集芯片采用菊花链通讯方式连接，依次循环，直至最后一个从控板上的第二采集芯片与控制器采用菊花链通讯方式连接。本实施例采用菊花链通讯方式并且支持双向通讯设计，可以减少线束并且还可以降低系统的失效率，满足系统功能安全需求；另外，本实施例的第一采集芯片以及第二采集芯片只进行数据采集，不对数据进行处理，通过控制器对第一采集芯片以及第二采集芯片采集数据进行分析处理，使得从控采集系统的控制器数量减少，从而降低系统的失效率、硬件成本和软件开发成本。
优选的，同一所述从控板上的第一采集芯片与第二采集芯片之间采用变压器进行隔离；相邻从控板上的第一采集芯片与第二采集芯片之间采用变压器进行隔离；最后一个从控板上的第二采集芯片与控制器之间采用变压器进行隔离。其中，所述变压器为集成共模扼流圈，抑制高频率的共模干扰噪声，降低通讯失真率，EMC性能好。
本实施例的工作原理为：控制器接收到唤醒指令时，若干个从控板上采集芯片基于菊花链通讯方式将采集的单体电池电压和温度信息传输给控制器，在传输过程中通过变压器进行隔离；控制器接收若干个从控板上采集芯片采集的每个单体电池的电压信息和温度信息，并基于电压信息和温度信息对电池组进行监控管理。
本实施例的有益效果为：采用同系列不同型号的第一采集芯片和第二采集芯片组合一方面可以使从控板的采集通道冗余数量降为最低，提高了采集芯片的利用率，并且降低了硬件成本；另一方面，第一采集芯片和第二采集芯片中任一个采集芯片可以选择最大支持400串以上的单体采集芯片，这样可以满足400串以上菊花链通讯方式单体采集的要求；
在控制器与从控板上的采集芯片之间以及所有的采集芯片之间均增加了变压器，可以抑制高频率的共模干扰噪声，降低通讯失真率，EMC性能好；
采用菊花链通讯方式并且支持双向通讯设计，可以减少线束并且还可以降低系统的失效率，满足系统功能安全需求；另外，本实施例的第一采集芯片以及第二采集芯片只进行数据采集，不对数据进行处理，通过控制器对第一采集芯片以及第二采集芯片采集数据进行分析处理，使得从控采集系统的控制器数量减少，从而降低系统的失效率、硬件成本和软件开发成本。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统，其包括若干个结构相同的从控板、若干个18串模组和控制器，所述18串模组包括两个1并9串的模组，其特征在于：所述从控板包括同一系列不同型号的第一采集芯片和第二采集芯片；
所述第一采集芯片和第二采集芯片的采集通道总数大于或等于18且小于20；
第一个所述从控板上的第一采集芯片以及第二采集芯片的若干个采集通道分别与第一个18串模组中的单体电池一一对应电气连接；第一个从控板上的第一采集芯片采用菊花链的通信方式与控制器进行通信，所述第一采集芯片与第二采集芯片采用菊花链通讯方式连接，第一个从控板的第二采集芯片与第二个所述从控板上的第一采集芯片采用菊花链通讯方式连接，依次循环，直至最后一个从控板上的第二采集芯片与控制器采用菊花链通讯方式连接。
2.如权利要求1所述的一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统，其特征在于：同一所述从控板上的第一采集芯片与第二采集芯片之间采用变压器进行隔离；相邻从控板上的第一采集芯片与第二采集芯片之间采用变压器进行隔离；最后一个从控板上的第二采集芯片与控制器之间采用变压器进行隔离。
3.如权利要求1所述的一种高压储能系统用菊花链通讯从控采集系统，其特征在于：所述第一采集芯片采用33771采集芯片，第二采集芯片采用33772采集芯片；
所述33771采集芯片的数据接收端与上一个从控板上的第二采集芯片的数据发送端电气隔离连接，33771采集芯片的数据发送端与33772采集芯片的数据接收端电气隔离连接，33772采集芯片的数据发送端与下一个从控板上的第一采集芯片的数据接收端电气隔离连接。
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| CN115576889A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-01-06 | 南京芯驰半导体科技有限公司 | 链式的多芯片系统及通讯方法 |
| CN118412623A (zh) * | 2024-06-26 | 2024-07-30 | 杭州协能科技股份有限公司 | 一种储能装置及其采样控制方法 |
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