一种用于电池管理系统的集成化数据采集器的制作方法

本实用新型涉及用电信息采集技术领域，特别涉及一种用于电池管理系统的集成化数据采集器。

背景技术：

无论在电力变电站、电信机房、移动基站还是在UPS系统中，蓄电池作为备用电源在系统中都起着极其重要的作用。目前直流电源系统及UPS都仅局限于对电池组的电压、电流、环境温度等参数的检测，以及对整个电池组的充放电管理，无法有效识别单体“问题电池”。由于电池组是由多块单体电池串联组成，所以电池组的实际容量就是“问题电池”的容量，这样当市电中断需要蓄电池组供电时，供电时间远远低于设计指标，极易导致事故发生。因此电池管理系统(Batter Management System)必须实现对电池组每块单体电池的监测和管理，而对单体电池的电压、温度等工作参数进行检测的数据采集装置在整个电池管理系统中发挥重要作用。

目前电池管理系统的数据采集装置大多采用分布式部署方式，即为每块电池配置安装一个单独的数据采集模块，模块上具备电压、温度等数据采集线和相应的传感器；模块间通过RS-485、CAN等总线相连，每个模块采集的单体电池电压、温度等工作参数通过总线汇集到电池管理系统主控装置进行处理。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有技术方案每个电池都由微处理器、电压和温度采集电路、总线通信接口芯片及外壳组成，因此成本较高。现有技术方案模块间采用总线方式连接可靠性低，存在某个模块总线脱落，后续模块通信链路中断的风险。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于电池管理系统的集成化数据采集器，从而克服现有采集设备成本较高的技术问题。

本实用新型实施例提供的一种用于电池管理系统的集成化数据采集器，包括：微处理器和多个数据采集电路；所述数据采集电路包括多个采集电路和电池监控器；所述采集电路的一端用于与外部的电池相连，另一端与所述电池监控器相应的输入端相连；所述电池监控器的输出端与所述微处理器的输入端相连，所述电池监控器的上级接口用于与上一级数据采集电路的电池控制器相连，所述电池监控器的下级接口用于与下一级数据采集电路的电池控制器相连。

在一种可能的实现方式中，所述数据采集电路还包括多通道温度传感器；所述多通道温度传感器的多个输入端分别用于采集电池的温度数据，所述多通道温度传感器的输出端与所述微处理器的输入端相连。

在一种可能的实现方式中，所述采集电路包括电阻和电容，所述电阻的一端用于与外部的电池相连，所述电阻的另一端与所述电池监控器相应的输入端相连；且所述电阻的另一端还与所述电容的一端相连，所述电容的另一端接地。

在一种可能的实现方式中，所述电阻的一端用于与外部的电池的正极相连，且同时用于与下一级电池的负极相连；所述电池监控器的负极输入端与外部第一个电池的负极相连。

在一种可能的实现方式中，所述电池监控器之间通过485总线连接。

在一种可能的实现方式中，该集成化数据采集器还包括：外壳；所述微处理器和多个所述数据采集电路设置于所述外壳内部。

在一种可能的实现方式中，所述外壳设有外部接口；所述外部接口与所述采集电路一一对应。

本实用新型实施例提供的一种用于电池管理系统的集成化数据采集器，每个数据采集电路可以采集多个电池的电压数据，采用集成设计、多路采集处理设计理念，节约了处理器开销，大大降低了设备成本。在采集电压数据的同时还采集电池的温度，从而使得微处理器可以根据该温度对采集到的电压参数进行修正，提高准确度。此外，总线内置于集成化数据采集器内部，排除了模块总线脱落等人为因素，提高了通信链路的可靠性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例中集成化数据采集器的第一结构图；

图2为本实用新型实施例中集成化数据采集器的第二结构图；

图3为本实用新型实施例中数据采集电路的局部结构图；

图4为本实用新型实施例中集成化数据采集器的外壳结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本实用新型实施例提供的一种用于电池管理系统的集成化数据采集器，参见图1所示，包括：多个数据采集电路10和微处理器20，图1中以三个数据采集电路10为例说明，本实施例对数量不做限定。

其中，参见图1所示，数据采集电路10包括多个采集电路100和电池监控器200；采集电路100的一端用于与外部的电池相连，另一端与电池监控器200相应的输入端相连。采集电路100用于采集一块电池的电压数据并将该电压值发送至电池监控器200。电池监控器200设有多路输入端，一个采集电路100对应一个输入端。

电池监控器200的输出端与微处理器20的输入端相连，电池监控器200的上级接口用于与上一级数据采集电路10的电池控制器相连，电池监控器200的下级接口用于与下一级数据采集电路10的电池控制器相连。本实用新型实施例中，电池监控器200用于将采集的电压数据发送至微处理器，由微处理器统一处理不同电池的电压数据。同时，电池监控器设有上级接口和下级接口，通过上级接口和下级接口与相邻的电池监控器相连，从而实现电池监控器的叠加式串接。

本实用新型实施例提供的一种用于电池管理系统的集成化数据采集器，每个数据采集电路可以采集多个电池的电压数据，采用集成设计、多路采集处理设计理念，节约了处理器开销，大大降低了设备成本。

在上述实施例的基础上，参见图2所示，数据采集电路10还包括多通道温度传感器300；多通道温度传感器300的多个输入端分别用于采集电池的温度数据，多通道温度传感器的输出端与微处理器20的输入端相连。其中，图2中仅仅示出了一个数据采集电路的结构图，其他数据采集电路与此相同。具体的，多通道温度传感器可以采用8通道温度传感器MAX6581，可用于测量7个远端温度和1个本地温度。

本实施例提供的集成化数据采集器，在采集电压数据的同时还采集电池的温度，从而使得微处理器可以根据该温度对采集到的电压参数进行修正，提高准确度。

在上述实施例的基础上，参见图3所示，采集电路100包括电阻和电容，电阻的一端用于与外部的电池相连，电阻的另一端与电池监控器200相应的输入端相连；且电阻的另一端还与电容的一端相连，电容的另一端接地。本实用新型实施例中，该采集电路主要用于滤波，图3中电阻的电阻值为1KΩ，电容的电容值为0.1μF，上述取值仅为优选的取值，本实施例对此不做限定。

同时，参见图3所示，电池监控器200具体可以为bq76PL536A芯片，其可用于三至六节串联电池的测量监控。其中，电阻的一端用于与外部的电池的正极相连，且同时用于与下一级电池的负极相连；电池监控器200的负极输入端与外部第一个电池的负极相连。

同时，bq76PL536A芯片本身设有上级接口和下级接口，用于与其他bq76PL536A芯片串接，实现堆叠式的电池监控器组，从而可以最多对192节电池组成的电池组进行测量。同时，bq76PL536A芯片的上级接口和下级接口均为高速SPI接口，芯片之间具体可以通过485总线连接。

在上述实施例的基础上，集成化数据采集器该还包括：外壳；微处理器20和多个数据采集电路10设置于外壳内部。通过将多个数据采集电路设置于外壳内，使得电池监控器之间连接的总线也位于外壳内，即总线内置于集成化数据采集器内部，排除了模块总线脱落等人为因素，提高了通信链路的可靠性。

可选的，外壳设有外部接口；其中，参见图4所示，外部接口与采集电路100一一对应。

具体的，图4中以四个数据采集电路为例，每个数据采集电路可以采集6块单体电池，即一共可以采集24块电池的电压数据等。其中，接口③表示设备工作电源端口。DC48V±20％。

接口④表示单体电池温度采集端口。根据标号依次连接1-24#电池外壳上的温度传感器。⑤表示采集模块485总线地址拨码开关，用于确定哪一数据采集电路处于工作状态。⑥表示数据采集电路编号。本实施例中数据采集器共集成内置4个数据采集电路，依次为BLOCK(1)、BLOCK(2)、BLOCK(3)、BLOCK(4)，数据采集电路间采用485总线连接。每个数据采集电路可采集6块单体电池的电压、温度，一台数据采集器可采集24块单体电池的电压、温度。

本实用新型实施例提供的一种用于电池管理系统的集成化数据采集器，每个数据采集电路可以采集多个电池的电压数据，采用集成设计、多路采集处理设计理念，节约了处理器开销，大大降低了设备成本。在采集电压数据的同时还采集电池的温度，从而使得微处理器可以根据该温度对采集到的电压参数进行修正，提高准确度。此外，总线内置于集成化数据采集器内部，排除了模块总线脱落等人为因素，提高了通信链路的可靠性。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。