一种锂电池温度采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池安全监测技术领域，特别指一种锂电池温度采集装置。


背景技术：

2.在所有环境因素中，温度对锂电池的充放电性能影响最大，低温环境会降低锂离子的活性，进而增大内阻，使锂电池放电能力变弱，甚至会在锂电池阳极表面析出金属锂，造成不可逆的损害；高温环境会破坏锂电池内的化学平衡，使锂电池材料的性能退化，甚至会造成锂电池外包装鼓包破裂，导致安全问题。因此，在锂电池充放电的过程中，需要利用温度传感器时刻监测锂电池自身以及周围环境的温度变化情况，以便温度出现异常时能够及时处理，尽量避免出现安全问题。
3.然而，传统的温度传感器仅能采集一路信号，而实际应用时需要采集多路的信号，例如应用于电动汽车的动力电池包拥有几百个锂电池(电芯)，此时需要对多个预设位置进行温度监测，而传统上为了采集多路信号只能安装多个温度传感器，增加了温度采集成本。
4.因此，如何提供一种锂电池温度采集装置，实现采集多路温度信号，降低温度采集成本，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种锂电池温度采集装置，实现采集多路温度信号，降低温度采集成本。
6.本实用新型是这样实现的：一种锂电池温度采集装置，包括一通信模块、一主控芯片、若干个温度采样模块以及若干个热敏电阻；所述主控芯片的一端与通信模块连接，另一端与各温度采样模块连接；各所述温度采样模块分别与两个热敏电阻连接；
7.所述通信模块包括一rs485通信芯片u5、一电阻r40、一电阻r41、一电阻r46、一电容c24、一保险丝f2、一保险丝f3以及一接线端子j6；所述rs485通信芯片u5的引脚1与电阻r41连接，引脚2以及引脚3均与电阻r40连接，引脚4与电阻r46连接，引脚5接地，引脚6与保险丝f2连接，引脚7与保险丝f3连接，引脚8与电容c24连接；所述接线端子j6的引脚1分别与保险丝f3以及主控芯片连接，引脚2分别与保险丝f2以及主控芯片连接。
8.进一步地，所述温度采样模块包括一温度采集芯片u1、一钳位浪涌保护芯片d1、一钳位浪涌保护芯片d2、一钳位浪涌保护芯片d3、一钳位浪涌保护芯片d4以及一电容c1；
9.所述温度采集芯片u1的引脚1与电容c1连接，引脚2与电容c1连接并接地，引脚3以及引脚4均与主控芯片连接，引脚5以及引脚6均接地，引脚9与钳位浪涌保护芯片d3的引脚4、5、6以及其中一个热敏电阻的一端连接，引脚10与钳位浪涌保护芯片d4的引脚4、5、6以及其中一个热敏电阻的另一端连接，引脚11与钳位浪涌保护芯片d3以及钳位浪涌保护芯片d4的引脚1、2、3、7连接，引脚12与钳位浪涌保护芯片d1的引脚4、5、6以及另一个热敏电阻的一端连接，引脚13与钳位浪涌保护芯片d2的引脚4、5、6以及另一个热敏电阻的另一端连接，引脚14与钳位浪涌保护芯片d1以及钳位浪涌保护芯片d2的引脚1、2、3、7连接。
10.进一步地，所述主控芯片的型号为gd32f303。
11.进一步地，所述热敏电阻的型号为pt100。
12.进一步地，所述rs485通信芯片u5的型号为tpt75176。
13.进一步地，所述温度采集芯片u1的型号为tps02r。
14.进一步地，所述钳位浪涌保护芯片d1、钳位浪涌保护芯片d2、钳位浪涌保护芯片d3以及钳位浪涌保护芯片d4的型号均为tvs0500drvr。
15.本实用新型的优点在于：
16.通过设置若干个温度采样模块与主控芯片连接，而每个温度采样模块均包括四个钳位浪涌保护芯片，温度采集芯片u1可通过四个钳位浪涌保护芯片采集两个热敏电阻的阻值并转换为温度值，即一个温度采样模块能同时采集两路信号，并设置了若干个温度采样模块，一共可以同时采集n*2路信号，实现采集多路温度信号，无需设置多个温度采集装置，极大的降低了温度采集成本。
附图说明
17.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
18.图1是本实用新型一种锂电池温度采集装置的电路原理框图。
19.图2是本实用新型通信模块的电路图。
20.图3是本实用新型温度采样模块的电路图。
21.标记说明：
22.100-一种锂电池温度采集装置，1-通信模块，2-主控芯片，3-温度采样模块，4-热敏电阻。
具体实施方式
23.本实用新型实施例通过提供一种锂电池温度采集装置，解决了现有技术中温度传感器仅能采集一路信号，为了采集多路信号只能安装多个温度传感器增加温度采集成本的技术问题，实现了采集多路温度信号，极大的降低了温度采集成本的技术效果。
24.本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：设置一个温度采样模块3同时采集两路信号，并设置若干个温度采样模块3，一共可以同时采集n*2路信号，以实现采集多路温度信号，降低温度采集成本。
25.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
26.请参照图1至图3所示，本实用新型一种锂电池温度采集装置100的较佳实施例，包括一通信模块1、一主控芯片2、若干个温度采样模块3以及若干个热敏电阻4；所述主控芯片2的一端与通信模块1连接，另一端与各温度采样模块3连接；各所述温度采样模块3分别与两个热敏电阻4连接；所述通信模块1用于主控芯片2与上位机之间的通信；所述主控芯片2用于控制温度采集装置的工作，控制程序是现有的，是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述温度采样模块3用于对两个热敏电阻4的阻值(电压)进行采样并转换为温度值；所述热敏电阻4设于锂电池上，用于检测锂电池的温度；
27.所述通信模块1包括一rs485通信芯片u5、一电阻r40、一电阻r41、一电阻r46、一电
容c24、一保险丝f2、一保险丝f3以及一接线端子j6；所述rs485通信芯片u5的引脚1与电阻r41连接，引脚2以及引脚3均与电阻r40连接，引脚4与电阻r46连接，引脚5接地，引脚6与保险丝f2连接，引脚7与保险丝f3连接，引脚8与电容c24连接；所述接线端子j6的引脚1分别与保险丝f3以及主控芯片2连接，引脚2分别与保险丝f2以及主控芯片2连接。
28.进一步地，所述温度采样模块3包括一温度采集芯片u1、一钳位浪涌保护芯片d1、一钳位浪涌保护芯片d2、一钳位浪涌保护芯片d3、一钳位浪涌保护芯片d4以及一电容c1；
29.所述温度采集芯片u1的引脚1与电容c1连接，引脚2与电容c1连接并接地，引脚3以及引脚4均与主控芯片2连接，引脚5以及引脚6均接地，引脚9与钳位浪涌保护芯片d3的引脚4、5、6以及其中一个热敏电阻4的一端连接，引脚10与钳位浪涌保护芯片d4的引脚4、5、6以及其中一个热敏电阻4的另一端连接，引脚11与钳位浪涌保护芯片d3以及钳位浪涌保护芯片d4的引脚1、2、3、7连接，引脚12与钳位浪涌保护芯片d1的引脚4、5、6以及另一个热敏电阻4的一端连接，引脚13与钳位浪涌保护芯片d2的引脚4、5、6以及另一个热敏电阻4的另一端连接，引脚14与钳位浪涌保护芯片d1以及钳位浪涌保护芯片d2的引脚1、2、3、7连接。
30.所述主控芯片2的型号为gd32f303，gd32f303是基于cortex-m4内核的高性能微控制器，主频高达120mhz，支持硬件dsp指令集和浮点运算单元fpu，所述主控芯片2通过iic总线与温度采样模块3进行通信。
31.所述热敏电阻4的型号为pt100，为铂热电阻。
32.所述rs485通信芯片u5的型号为tpt75176，具有
±
12kv的esd保护，在5v供电条件下提供至少2.1v的差分输出电压，并且能够在高达125℃的环境下正常使用。
33.所述温度采集芯片u1的型号为tps02r，内部采用24位的sigma-delta adc进行信号采样，可以在85℃环境下正常工作。
34.所述钳位浪涌保护芯片d1、钳位浪涌保护芯片d2、钳位浪涌保护芯片d3以及钳位浪涌保护芯片d4的型号均为tvs0500drvr。
35.本实用新型工作原理：
36.配置温度采样模块3：step1：默认所述温度采集芯片u1的iic地址选择引脚(引脚3、4)都输入低电平，此时各所述温度采集芯片u1的器件地址为0x48；当所述主控芯片2要配置第一个温度采集芯片u1时，所述主控芯片2给第一个温度采集芯片u1的iic地址选择引脚输入高电平；此时第一个所述温度采集芯片u1的器件地址变为0x49；step2：所述主控芯片2通过iic总线往第一个温度采集芯片u1的工作模式配置寄存器写入0x32,并在写入成功后给第一个所述温度采集芯片u1的iic地址选择引脚输入低电平；至此，第一个所述温度采样模块3配置完成；第二个所述温度采样模块3参照第一个的配置流程配置，以此类推；step3：所述温度采样模块3对热敏电阻4两端的电压信号进行采样，然后将电压信号换算成温度值，存储在所述温度采集芯片u1的温度寄存器里，每次间隔400ms就对温度寄存器刷新一次。
37.温度采集：step1：当所述主控芯片2要读取第一个温度采样模块3的温度时，给第一个所述温度采集芯片u1的iic地址选择引脚输入高电平，此时第一个所述温度采集芯片u1的器件地址变为0x49；step2：所述主控芯片2通过iic总线读取第一个温度采集芯片u1的工作模式配置寄存器里的值，判断读取到的工作模式配置寄存器里的值是否为0x32，如果是的话，所述主控芯片2就通过iic总线读取第一个温度采集芯片u1的温度寄存器里的温度
值，并存储到所述主控芯片2的内存里，然后给第一个所述温度采集芯片u1的iic地址选择引脚输入低电平；至此，第一个所述温度采样模块3的温度值读取完成；step3：第二个所述温度采样模块3参照第一个的读取流程读取，以此类推。
38.综上所述，本实用新型的优点在于：
39.通过设置若干个温度采样模块3与主控芯片2连接，而每个温度采样模块3均包括四个钳位浪涌保护芯片，温度采集芯片u1可通过四个钳位浪涌保护芯片采集两个热敏电阻4的阻值并转换为温度值，即一个温度采样模块3能同时采集两路信号，并设置了若干个温度采样模块3，一共可以同时采集n*2路信号，实现采集多路温度信号，无需设置多个温度采集装置，极大的降低了温度采集成本。
40.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。