带均衡功能的分布式蓄电池监测系统的制作方法

本实用新型涉及蓄电池检测领域，尤其涉及带均衡功能的分布式蓄电池监测系统。

背景技术：

国内外主流的分布式蓄电池监测系统，仅实现了实时测量蓄电池组的电压、电流、剩余电量、蓄电池单体电压、蓄电池单体温度以及蓄电池单体内阻等，其缺点是：无法解决蓄电池组各个电池单体的电压长期高低不等的问题，即不具有均衡各个电池单体的电压的功能。当实用过程中，蓄电池组中的电池单体电压不一致时，会快速减少蓄电池组的循环寿命。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供带均衡功能的分布式蓄电池监测系统，其能解决蓄电池组中各个电池的电压长期高低不等的问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种带均衡功能的分布式蓄电池监测系统，用于检测蓄电池组的电压，包括控制模块、蓄电池组、蓄电池组采集器以及若干蓄电池单体采集器，所述蓄电池组包括若干蓄电池单体，若干蓄电池单体依次串联连接，每个蓄电池单体均对应地连接有一个蓄电池单体采集器，其中，所述蓄电池单体采集器的数量大于或等于蓄电池单体的数量；

控制模块用于接收通过蓄电池组采集器获取的蓄电池组的电压值，还用于接收蓄电池单体采集器获取的对应的蓄电池单体的电压值，当某一个蓄电池单体的电压值高于蓄电池组中的蓄电池单体的平均电压值时，控制模块发出一控制信号控制该蓄电池单体对应的蓄电池单体采集器以使该蓄电池单体放电。

优选的，每个蓄电池单体采集器均包括测量模块、放电模块以及MCU模块，所述测量模块用于获取对应的一蓄电池单体的电压信号，所述放电模块与对应的一蓄电池单体相连，MCU模块用于接收对应的一蓄电池单体的电压信号以得到对应的电压值，并将该电压值传送给控制模块，MCU模块还用于接收控制模块的控制信号，以控制放电模块的工作状态。

优选的，所述放电模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、负载开关Q1、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2，电阻R1的一端与对应的一蓄电池单体的正极相连，蓄电池单体的负极接地，电阻R1的另一端与负载开关Q1的输入端相连，负载开关Q1的输出端接地，负载开关Q1的使能端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与第一运算放大器U1的输出端相连，第一运算放大器U1的同相输入端与MCU模块的控制端相连，第一运算放大器U1的同相输入端通过电阻R3接地，第一运算放大器U1的反相输入端通过电阻R8与第二运算放大器U2的输出端相连，第一运算放大器U1的反相输入端还与MCU模块的检测端相连，第二运算放大器U2的输出端通过电阻R4与第二运算放大器U2的反相输入端相连，第二运算放大器U2的反相输入端通过电阻R5与负载开关U1的输入端相连，第二运算放大器U2的正相输入端通过电阻R6与对应的一蓄电池单体的正极相连，第二运算放大器U2的正相输入端还通过电阻R7接地。

优选的，所述放电模块还包括电阻R9、电容C1、电容C2以及瞬态抑制二极管Z1，第一运算放大器U1的输出端依次通过电阻R9以及电容C2与第一运算放大器U1的反相输入端相连，负载开关Q1的使能端通过瞬态抑制二极管Z1接地，负载开关Q1的使能端还通过电容C1接地。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

该带均衡功能的分布式蓄电池监测系统能够使得蓄电池组中各个单体蓄电池的电压保持一致，从而延长蓄电池组的循环寿命，并提高蓄电池组工作过程中的稳定性和安全性。

附图说明

图1为本实用新型带均衡功能的分布式蓄电池监测系统的模块图。

图2为图1中放电模块的电路图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，一种带均衡功能的分布式蓄电池监测系统，包括控制模块、蓄电池组采集器以及若干蓄电池单体采集器，所述蓄电池组包括若干蓄电池单体，若干蓄电池单体依次串联连接，每个蓄电池单体均对应地连接有一个蓄电池单体采集器，其中，所述蓄电池单体采集器的数量大于或等于蓄电池单体的数量。

控制模块用于接收通过蓄电池组采集器获取的蓄电池组的电压值，还用于接收蓄电池单体采集器获取的对应的蓄电池单体的电压值。当某一个蓄电池单体的电压值高于蓄电池组中的蓄电池单体的平均电压值时，控制模块发出一控制信号控制该蓄电池单体对应的蓄电池单体采集器以使该蓄电池单体放电。蓄电池单体采集器能够在控制模块的控制下，使得与其对应的蓄电池单体放电，从而使得蓄电池组中的各个蓄电池单体的电压值趋于一致，能有效防止个别蓄电池单体的电压值过高而导致的蓄电池组充放电效率低的情况，以延长蓄电池组的循环使用寿命。

优选的，每个蓄电池单体采集器均包括测量模块、放电模块以及MCU模块，所述测量模块用于获取对应的一蓄电池单体的电压信号，所述放电模块与对应的一蓄电池单体相连，MCU模块用于接收对应的一蓄电池单体的电压信号以得到对应的电压值，并将该电压值传送给控制模块，MCU模块还用于接收控制模块的控制信号，以控制放电模块的工作状态。放电模块在有需要的时候能够与蓄电池单体形成一闭合回路，以使蓄电池单体放电并降低其两端的电压。

如图2所示，作为优选的，所述放电模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、负载开关Q1、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2，电阻R1的一端与对应的一蓄电池单体的正极相连，蓄电池单体的负极接地，电阻R1的另一端与负载开关Q1的输入端相连，负载开关Q1的输出端接地，负载开关Q1的使能端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与第一运算放大器U1的输出端相连，第一运算放大器U1的同相输入端与MCU模块的控制端相连，第一运算放大器U1的同相输入端通过电阻R3接地，第一运算放大器U1的反相输入端通过电阻R8与第二运算放大器U2的输出端相连，第一运算放大器U1的反相输入端还与MCU模块的检测端相连，第二运算放大器U2的输出端通过电阻R4与第二运算放大器U2的反相输入端相连，第二运算放大器U2的反相输入端通过电阻R5与负载开关U1的输入端相连，第二运算放大器U2的正相输入端通过电阻R6与对应的一蓄电池单体的正极相连，第二运算放大器U2的正相输入端还通过电阻R7接地。

优选的，所述放电模块还包括电阻R9、电容C1、电容C2以及瞬态抑制二极管Z1，第一运算放大器U1的输出端依次通过电阻R9以及电容C2与第一运算放大器U1的反相输入端相连，负载开关Q1的使能端通过瞬态抑制二极管Z1接地，负载开关Q1的使能端还通过电容C1接地。其中，电容C1以及电容C2均具有滤波作用。瞬态抑制二极管Z1能够在整个电路中的电流变化较大时，起到保护整个电路的作用。

本实用新型中，带均衡功能的分布式蓄电池监测系统的具体工作原理如下：

当主控模块将各个蓄电池单体的电压值以及蓄电池组中的蓄电池单体的平均电压值进行比较，当某个蓄电池单体B1的电压值大于上述平均电压值时，则主控模块发出控制信号给MCU模块，此时MCU模块发出一导通信号给到第一运算放大器U1，该导通信号经第一运算放大器U1进行放大后，经电阻R2到达负载开关Q1的使能端以使负载开关Q1导通，此时蓄电池单体B1导通放电，直至蓄电池单体B1的电压值小于上述平均电压值时，负载开关Q1断开。

另外，第二运算放大器U2的输出端通过电阻R8与MCU模块的检测端相连，当电阻R1两端的电压异常时，则通过MCU模块进行检测后断开负载开关Q1，以保护整个电路。再者第二运算放大器U2的输出端通过电阻R8与第一运算放大器U1的反相输入端相连，以反向控制负载电阻Q1的导通情况，从而使得蓄电池单体B1的放电速度变慢，以便于更为准确地使得蓄电池单体B1的电压降低至蓄电池组中的蓄电池单体的平均电压值。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。