CN217086678U

CN217086678U - 一种便携电芯电压监控电路及监控装置

Info

Publication number: CN217086678U
Application number: CN202220138960.4U
Authority: CN
Inventors: 顾海明
Original assignee: Daixin Shanghai Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Daixin Shanghai Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-01-19
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2032-01-19

Abstract

本实用新型公开了一种便携电芯电压监控电路及监控装置，电路包括设置在电芯电压采集板上的电芯采集模块、无线通信模块、CAN协议处理模块及各模块的对外连接接口；电芯采集模块的接口分别与电池模组的电芯电压接口连接，每路通道均具有AD隔离电路；CAN协议处理模块的接口分别与BMS电池管理系统的CAN信号线及数据处理器连接；无线通信模块与外部的手持终端及数据处理器连接。在电池模组+NTC采集口和BMS电池管理系统中间的电缆上改造留出数据监控接口，改善实验环境。加入一块电路板可以将每个信号转换出来，以便于接入到便携电芯电压采集系统接口上，这样便携电芯电压采集系统就可以并行采集实时的电芯电压值。

Description

一种便携电芯电压监控电路及监控装置

技术领域

本实用新型属于智能电芯电压监控设备领域，具体涉及一种便携电芯电压监控电路及监控装置。

背景技术

在国家大力推进新能源行业快步发展的今天，电池作为关键部件应用于各种载体上，如电动汽车、储能电站、电动叉车等，市面上电池种类也是很多，每种电池都有自己的利与弊，但都有一个共同的且必须保证的目标，那就是电池组必须安全，不能有安全隐患，在这个道路上每家电池制造商也是在不断改进，不断完善中，目前厂家都会在电池组中安装BMS(电池管理系统Battery Management System)来实时监测电池的充放电状态，以及早发现异常的电芯，并通知控制系统做出相应的动作，实现方式如图1框图所示，具体包括：

电池模组：由多颗电芯经过串并联达到设计的电压和电流规格，所以一个电池模组里面是由多颗低电压的电芯组成的。

电芯电压+NTC采集口：此接口会把每颗电芯的电压和NTC温度端口集成在一个接口中，这样便于通过线缆连接至BMS电池管理系统接口上。

正极：输入输出总正接口。

负极：输入输出总负接口。

BMS电池管理系统：电池管理系统会实时监测每串电芯的电压和每个NTC测试点的温度，并分析是否存在异常电压和异常温度点，无异常才会允许充放电回路做闭合断开等正常操作，如有异常会使充放电回路一直处于断开状态，无法实现闭合操作，除非异常解除。

充放电回路:功率回路的控制装置。

用户端：用户端可以通过BMS电池管理系统发出的CAN消息，实时解析监控目前电池模组的状态。

目前，现有技术中的架构存在如下问题：

1、实验环境受限，要想实时获得数据只能通过CAN消息去解读。

2、不够灵活，要想知道长时间电池的工作状态需要PC一直监控，数据后续需要工程师做分析。

3、没有数据对比，只能信赖BMS数据，如果需要对比数据需要另外的多通道电表做监控，增加实验成本。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种便携电芯电压监控电路及监控装置，解决了现有技术中电芯电压监控不够灵活，数据处理不智能的问题。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种便携电芯电压监控电路，包括设置在电芯电压采集板上的电芯采集模块、无线通信模块、CAN协议处理模块及各模块的对外连接接口；电芯采集模块的接口分别与电池模组的电芯电压接口连接，每路通道均具有AD隔离电路；CAN协议处理模块的接口分别与BMS电池管理系统的CAN信号线及数据处理器连接；无线通信模块与外部的手持终端及数据处理器连接。

电芯电压采集板与电池模组的电芯电压接口相连，之间还包括信号转换板，所述信号转换板将每个信号均独立转换后，通过并行端口连接至电芯电压采集板。

所述数据处理器为设置在电芯电压采集板上的内置处理器或外部处理器。

还包括系统供电单元，系统供电包括市电和蓄电池两种供电端口。

所述无线通信模块包括但不限于WIFI、蓝牙、红外模块。

一种便携电芯电压监控装置，包括主板PCB、PCB防护壳体，PCB防护壳体的前后两端分别设置与主板PCB连接的前面板和后挡板，PCB防护壳体上下两个边分别设置板卡导向条；其中，前挡板固定设置电芯电压接入端口，后挡板固定网络接口、信号及电源接口；所述主板PCB上设置便携电芯电压监控电路。

所述前面板还设置无线通信天线接口，状态指示灯，板卡锁附件，卡槽解扣件。

所述无线通信天线接口为WIFI天线接口。

所述后挡板上信号及电源接口的两端设置接口导向口。

所述后挡板上的网络接口为LAN接口。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、在电池模组+NTC采集口和BMS电池管理系统中间的电缆上改造留出数据监控接口，改善实验环境。

2、增加离线采集系统取代PC实时监测，增加高精度多通道电芯电压采集模块。

3、加入一块电路板可以将每个信号转换出来，以便于接入到便携电芯电压采集系统接口上，这样便携电芯电压采集系统就可以并行采集实时的电芯电压值。

附图说明

图1为现有技术中电芯电压监测系统架构图。

图2为本实用新型电芯电压监测系统测试图。

图3为本实用新型电芯电压监测系统架构图。

图4为本实用新型监控装置板卡接口前面结构示意图。

图5为本实用新型监控装置板卡接口后面结构示意图。

其中，图中的标识为：1-板卡导向条；2-第一板卡锁附螺丝；3-WIFI天线接口；4-上卡槽解扣件；5-电源指示灯；6-运行及故障灯；7-电芯电压输入端口；8-下卡槽解扣件；9-第二板卡锁附螺丝；10-主板PCB；11-后挡板；12-LAN接口；13-第一接口导向口；14-信号及电源接口；15-第二接口导向口；16-PCB防护壳体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都应当属于本申请保护的范围。

具体实施例，如图2、图3所示，

在现有技术的硬件基础上增加一个定制的便携式电芯电压采集系统和一根定制的线束，在电池模组+NTC采集口和BMS电池管理系统中间的电缆上留出数据监控接口。

信号转换板：即在原来的电缆中间加入一块电路板可以将每个信号转换出来，以便于接入到便携电芯电压采集系统接口上，这样便携电芯电压采集系统就可以并行采集实时的电芯电压值。

便携电芯电压采集系统：该模块自带系统，可以独立运行，实现电芯电压的实时采集，存储，CAN协议解析，数据分析功能，数据无线转发等功能。

由图1和图2对比知道，在原来的基础上增加信号转换板和便携电芯电压采集系统两个模块，如果是离线实时检测用户端可以暂时取消。

便携电芯电压采集系统系统架构如图3所示，具体包括：

系统核心：基于Linux操作系统搭建的测试平台结合高速的处理器，能够保证大数据量的实时处理，软件中增加了采集系统，数据处理系统，数据存储系统等各系统协同工作，将PC上需要完成的工作全部集成到这个小系统中，为离线使用提供保障。

CAN协议处理模块：可以将BMS电池管理系统的CAN线并接过来即可解读CAN消息，将解读的数据交于系统核心做数据处理、对比。

无线通讯模块：此部分可以为WIFI或蓝牙与手机相连，查看设备工作状态及总体检测结果，不需要实时盯着设备做测试。

电芯采集模块：电芯电压采集点，使用高精度高速AD，保证数据的稳定与准确度，每通道都与后级隔离，不会影响原设备采集精度。

系统供电单元：采集系统供电接入有两种方式，市电和蓄电池，市电接入方便室内使用，蓄电池方便在外场使用。

所述无线通信模块包括但不限于WIFI、蓝牙、红外模块。

具体实施例二，如图4、图5所示，

一种便携电芯电压监控装置，包括主板PCB10、PCB防护壳体16，PCB防护壳体16的前后两端分别设置与主板PCB10连接的前面板和后挡板11，PCB防护壳体16上下两个边分别设置板卡导向条1；其中，前挡板固定设置电芯电压接入端口7，后挡板固定网络接口、信号及电源接口14；所述主板PCB10上设置便携电芯电压监控电路。

所述前面板还设置无线通信天线接口，状态指示灯，板卡锁附件，卡槽解扣件；所述状态指示灯包括电源指示灯5、运行及故障灯6；板卡锁附件包括第一板卡锁附螺丝2、第二板卡锁附螺丝9；卡槽解扣件包括上卡槽解扣件4、下卡槽解扣件8。

所述无线通信天线接口为WIFI天线接口3。

所述后挡板上信号及电源接口14的两端分别设置第一接口导向口13、第二接口导向口15。

所述后挡板上的网络接口为LAN接口12。

该监控装置的操作方法如下：

1.将电池模组的电芯电压和NTC接口连接至信号转换板的输入端口，第一输出接口连接至BMS电池管理器的检测接口上，第二输出接口连接至便携电芯电压采集系统的电芯采集模块接口上。

2.将BMS电池管理器的CAN接口与便携电芯电压采集系统的CAN接口相连。

3.将电源线连接至便携电芯电压采集系统的电源输入接口上，并开机。

4.在便携电芯电压采集系统上配置CAN协议，使其能够接收到BMS电池管理器的CAN消息。

5.配置电芯电压采集系统的采集参数(包含采集周期，电芯串数，电压范围，报告格式等)。

6.配置完成后，保存设置，并启动便携电芯电压采集系统，便携电芯电压采集系统开始运行。

7.启动之后可以使用手机与便携电芯电压采集系统连接实时查看当前的采集状态。

8.采集完成后，可以使用有线或无线的方式将采集结果导出到PC机上做处理。

该监控电路及装置通过定制化的方案，增加新的监控系统可以实时检测电芯的真实状态，与原CAN协议进行数据对比做好了数据来源。

系统可离线使用，不需要PC机一直在线，所有数据都将保存，并可以根据预制好的报告方案，数据直接分析出具测试报告，不用后续再分析数据。

设备专用，功能定制，再降本的同时也能够解决工程师很多问题，节省数据处理时间，减少测试人员。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本申请保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

本申请所要保护的是监控装置及其电路连接关系，涉及到上位机控制软件等均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本申请保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

Claims

1.一种便携电芯电压监控电路，其特征在于：包括设置在电芯电压采集板上的电芯采集模块、无线通信模块、CAN协议处理模块及各模块的对外连接接口；电芯采集模块的接口分别与电池模组的电芯电压接口连接，每路通道均具有AD隔离电路；CAN协议处理模块的接口分别与BMS电池管理系统的CAN信号线及数据处理器连接；无线通信模块与外部的手持终端及数据处理器连接。

2.根据权利要求1所述的便携电芯电压监控电路，其特征在于：电芯电压采集板与电池模组的电芯电压接口相连，之间还包括信号转换板，所述信号转换板将每个信号均独立转换后，通过并行端口连接至电芯电压采集板。

3.根据权利要求1所述的便携电芯电压监控电路，其特征在于：所述数据处理器为设置在电芯电压采集板上的内置处理器或外部处理器。

4.根据权利要求1所述的便携电芯电压监控电路，其特征在于：还包括系统供电单元，系统供电包括市电和蓄电池两种供电端口。

5.根据权利要求1所述的便携电芯电压监控电路，其特征在于：所述无线通信模块包括但不限于WIFI、蓝牙、红外模块。

6.一种便携电芯电压监控装置，其特征在于：包括主板PCB、PCB防护壳体，PCB防护壳体的前后两端分别设置与主板PCB连接的前面板和后挡板，PCB防护壳体上下两个边分别设置板卡导向条；其中，前挡板固定设置电芯电压接入端口，后挡板固定网络接口、信号及电源接口；所述主板PCB上设置权利要求1至5中任一项所述便携电芯电压监控电路。

7.根据权利要求6所述的便携电芯电压监控装置，其特征在于：所述前面板还设置无线通信天线接口，状态指示灯，板卡锁附件，卡槽解扣件。

8.根据权利要求7所述的便携电芯电压监控装置，其特征在于：所述无线通信天线接口为WIFI天线接口。

9.根据权利要求6所述的便携电芯电压监控装置，其特征在于：所述后挡板上信号及电源接口的两端设置接口导向口。

10.根据权利要求6所述的便携电芯电压监控装置，其特征在于：所述后挡板上的网络接口为LAN接口。