一种电池组电池电压和温度采集装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电池组电池电压和温度采集装置，包括电源单元、信号调理单元、模拟切换单元、通信单元和中央处理单元，其中：电源单元主要用于给采集装置提供电源；信号调理单元用于电池电压、温度实时采样及信号变换；模拟切换单元用于多节电池电压采集通道的高速切换；通信单元主要用于装置和外部主机进行数据交互；中央处理单元用于控制模拟切换单元进行采集通道的切换，将采样后的信号通过滤波和运算得出实际电压和温度值，并通过所述通信单元和外部主机进行数据交互。本实用新型可用于电力、铁路等行业需要实时采集电池组单节电池电压和温度的场合，据此来判断电池的健康状态；具有实时、高速、高精度的特点，适于广泛推广使用。
【专利说明】
一种电池组电池电压和温度采集装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种电池组电池电压和温度采集的装置。
【背景技术】
[0002]现有的电池组电池电压和温度采集装置的电池电压采集方式是采用传统的模拟减法电路实现，具有采样精度低、响应速度慢、成本高体积大等缺点，所以亟需开发一种适应新型监控系统的高速高精度电池采集装置。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种实时、高速、高精度采集电池组电池电压和温度的采集装置。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]—种电池组电池电压和温度采集装置，包括电源单元、信号调理单元、模拟切换单元、通信单元和中央处理单元，其中:所述电源单元主要用于给采集装置提供电源;所述信号调理单元用于电池电压、温度实时采样及信号变换，将单节电池电压信号和温度信号调理到中央处理单元的CPU合适的采集范围；所述模拟切换单元用于多节电池电压采集通道的高速切换;所述通信单元主要用于装置和外部主机进行数据交互;所述中央处理单元用于控制模拟切换单元进行采集通道的切换，将采样后的信号通过滤波和运算得出实际电压和温度值，并通过所述通信单元和外部主机进行数据交互。
[0006]进一步地，所述电源单元包括整流电路、滤波电路和隔离电路;所述整流电路及与其连接的滤波电路用于实现交直流宽范围输入;所述隔离电路用于提供隔离的电源输出，分别供给所述通信单元、中央处理单元、模拟切换单元和信号调理单元。
[0007]进一步地，所述信号调理单元通过运放将模拟切换单元输出电压调理到CPU采样电路合适的电压范围。
[0008]进一步地，所述模拟切换单元通过可编程逻辑器件来实现多节电池电压采集通道的高速切换。
[0009]进一步地，所述通信单元采用支持设备扩展的高速通信总线。
[0010]进一步地，所述通信单元的通信接口处设置有EMC器件。
[0011]进一步地，所述中央处理单元采用单片机。
[0012]进一步地，所述通信单元与中央处理单元的电源不共地。
[0013]本实用新型采用高性能的单片机作为中央处理单元，通过精密运放对信号进行调理，提高了装置测量的采样速度和采样精度;采用可编程逻辑控制器结合光耦继电器实现模拟切换电路，提高了准确性和实时性。另外，本实用新型还具有可扩展、体积小、成本低的特点;可用于电力、铁路等行业需要实时采集电池组单节电池电压和温度的场合;通过本装置可以实时采集电池电压和温度来判断电池的健康状态，适于广泛推广使用。
【附图说明】
[0014]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0015]图1为本实用新型一种电池组电池电压和温度采集装置的结构框图；
[0016]图2为信号调理单元电路图；
[0017]图3为模拟切换单元电路图；
[0018]图4为通信单元电路图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，本实用新型的电池组电池电压和温度采集装置，主要用于实时采集电池组单节电池电压和温度;包括电源单元、信号调理单元(包括温度采样但愿和电池电压采样单元)、模拟切换单元、通信单元和中央处理单元。
[0020]其中，电源单元主要用于给采集装置提供电源;所述电源单元包括整流电路、滤波电路和隔离电路;整流电路及与其连接的滤波电路用于实现交直流宽范围输入;隔离电路用于提供隔离的电源输出，分别供给所述通信单元、中央处理单元、模拟切换单元和信号调理单元。
[0021]配合图2所示，信号调理单元用于电池电压、温度实时采样及信号变换，将单节电池电压信号和电池温度信号调理到中央处理单元的CPU合适的采集范围。信号调理单元通过运放将模拟切换单元输出电压调理到CPU采样电路合适的电压范围。对于温度信号，直接由温度传感器输出符合CHJ模拟采样范围的电压。
[0022]配合图3所示，模拟切换单元用于多节电池电压采集通道的高速切换;具体采用可编程逻辑控制器结合光耦继电器实现多节电池电压采集通道的高速切换，保证每次进入信号采样单元的电压变化范围即为电池电压实际变化范围，只取差模信号，去除共模信号，又保证各个通道的采样独立。
[0023]中央处理单元采用高性能的单片机，用于控制模拟切换单元进行采集通道的切换，将采样后的信号进行滤波处理，对结果进行均方根计算，得出实际电压和温度值(误差在千分之一)，并通过通信单元和外部主机进行数据交互。
[0024]配合图4所示，通信单元为标准外部通信接口，主要用于装置和外部主机进行数据交互，方便其他监测主机获取装置的电压和温度信号;通信单元采用支持设备扩展的高速通信总线，可以适应实际现场电池组电池节数。
[0025]通信单元与中央处理单元的电源不共地设计，避免了电流回路的互相干扰，在通信接口处加入了 EMC器件，保证装置通信的可靠性。
[0026]上述电池组电池电压和温度采集装置可用于电力、铁路等行业需要实时采集电池组单节电池电压和温度的场合，如可安装在铁路的标准导轨上，可以实时采集电池电压和温度来判断电池的健康状态，适于广泛推广使用。
[0027]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例子而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种电池组电池电压和温度采集装置，其特征在于，包括电源单元、信号调理单元、模拟切换单元、通信单元和中央处理单元，其中: 所述电源单元主要用于给采集装置提供电源； 所述信号调理单元用于电池电压、温度实时采样及信号变换，将单节电池电压信号和温度信号调理到中央处理单元的(PU合适的采集范围； 所述模拟切换单元用于多节电池电压采集通道的高速切换； 所述通信单元主要用于装置和外部主机进行数据交互； 所述中央处理单元用于控制模拟切换单元进行采集通道的切换，将采样后的信号通过滤波和运算得出实际电压和温度值，并通过所述通信单元和外部主机进行数据交互。2.根据权利要求1所述的电池组电池电压和温度采集装置，其特征在于，所述电源单元包括整流电路、滤波电路和隔离电路； 所述整流电路及与其连接的滤波电路用于实现交直流宽范围输入； 所述隔离电路用于提供隔离的电源输出，分别供给所述通信单元、中央处理单元、模拟切换单元和信号调理单元。3.根据权利要求1所述的电池组电池电压和温度采集装置，其特征在于，所述信号调理单元通过运放将模拟切换单元输出电压调理到CPU采样电路合适的电压范围。4.根据权利要求1所述的电池组电池电压和温度采集装置，其特征在于，所述模拟切换单元通过可编程逻辑器件来实现多节电池电压采集通道的高速切换。5.根据权利要求1所述的电池组电池电压和温度采集装置，其特征在于，所述通信单元采用支持设备扩展的高速通信总线。6.根据权利要求1所述的电池组电池电压和温度采集装置，其特征在于，所述通信单元的通信接口处设置有EMC器件。7.根据权利要求1所述的电池组电池电压和温度采集装置，其特征在于，所述中央处理单元采用单片机。8.根据权利要求1所述的电池组电池电压和温度采集装置，其特征在于，所述通信单元与中央处理单元的电源不共地。
【文档编号】G01R31/36GK205594141SQ201620167865
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】陈为
【申请人】北京津宇嘉信科技股份有限公司