基于I2C总线通讯的航空锂电池组容量存储系统的制作方法

基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统
技术领域
1.本实用新型主要涉及航空直流应急电源系统领域，尤其是涉及基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统。


背景技术：

2.锂电池组具有能量高、工作电压高、循环寿命长、自放电小及免维护等特点。随着航空锂电池组的发展应用，锂电池组已逐渐作为飞机的直流应急电源使用，为飞机关键设备或发动机提供备份电源，是飞机安全飞行的可靠保障。因此，研究高可靠性航空用锂电池组及其管理技术为航空直流应急电源系统领域的技术发展趋势。
3.锂电池组剩余容量可以体现当前锂电池组的放电能力，是一个关键的指标。目前容量存储和读取的方式大致包括两种，一方面为通过外部系统进行存储和读取，另一方面可以通过锂电池组内部的管理系统进行存储和读取。
4.其中，前者锂电池组内不需要安装任何模块，具有系统简单、成本低的优点，但更换锂电池组后续重新进行锂电池组容量校准，耗时较长。后者将控制模块和存储模块全部集成至锂电池组内，该方式虽然实现了锂电池组与其容量的绑定，但是系统较复杂且成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题：
6.提供一种基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统，解决锂电池组容量测试操作困难、不准确、耗时长、成本较高的问题。
7.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案：
8.基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统，所述系统包括一个控制模块和至少一个存储模块；所述控制模块内包含dsp/mcu中央处理器电路、寻址控制电路、双向隔离电路、隔离电源电路；所述存储模块内包含存储器电路、寻址电路、双向隔离电路、隔离电源电路；所述控制模块通过i2c总线与所述存储模块连接。
9.进一步的，所述存储模块安装在锂电池组内，所述控制模块可同时对多个存储模块进行控制，测量多个锂电池组的电池存储容量。
10.进一步的，所述存储器电路采用支持i2c总线通讯的eeprom存储器芯片。
11.进一步的，所述控制模块和所述存储模块中的双向隔离电路为光隔离器。
12.进一步的，所述控制模块和所述存储模块中的隔离电源电路为28v转5v的dc/dc变换器。
13.本实用新型的有益效果：
14.首先，通过上述航空锂电池组容量存储系统，能够适用于航空锂电池组的各种使用场景中，可以在较低成本的情况下实现长距离、一对多的航空锂电池组容量存储和读写控制，增加了航空锂电池组检测维护的便利性。非常符合当前航空直流应急电源系统领域
的发展要求，特别适用于航空、航天等行业。
附图说明
15.图1是本实用新型所述基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统的原理示意图。
具体实施方式
16.如图1所示，本实用新型所述基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统包括控制模块和至少一个存储模块。
17.所述控制模块内包含dsp/mcu中央处理器电路、寻址控制电路、双向隔离电路、隔离电源电路。
18.其中，隔离电源电路主要由一个28v转5v的隔离dc/dc变换器组成，该电路为i2c总线通讯提供独立的5v隔离电平，能够保障i2c总线通讯实现长距离信号传输的稳定性和可靠性。
19.其中，双向隔离电路采用双通道双向的数字隔离器件，对i2c时钟线scl、数据线sda进行隔离，同时将i2c总线电平由3.3v电平转换为由隔离电源电路提供的5v电平，提高了i2c总线的抗干扰能力，降低了机上复杂电磁环境对i2c总线通讯的影响。
20.其中，寻址控制电路主要为存储模块中eeprom存储器提供片选地址信号，便于控制模块对存储模块进行控制和管理。该电路地址信号输出方式为地/开信号，一共三路，即一个控制模块最大支持同时管理八个存储模块。
21.其中，dsp/mcu中央处理器电路主要由mcu/dsp中央处理器、晶振、复位电路、数据下载电路等组成。该电路为嵌入式软件提供运行平台，实现整个系统的逻辑运算。
22.所述存储模块内包含存储器电路、寻址电路、双向隔离电路、隔离电源电路。
23.其中，隔离电源电路主要由一个28v转5v的隔离dc/dc变换器组成，该电路为i2c总线通讯提供独立的5v隔离电平，功能与控制模块中隔离电源电路一致。
24.其中，双向隔离电路采用双通道双向的数字隔离器件，实现i2c时钟线、数据线的隔离同时将i2c总线电平由隔离电源电路提供的专用5v电平转换为存储模块内部器件工作用的5v电平。
25.其中，寻址电路主要由光耦组成，接收来自控制模块输出的地址信号，经光耦转换后，送入存储电路，保证同一个系统内每一个存储模块地址的唯一性。
26.其中，存储器电路由支持i2c总线通讯的eeprom存储器芯片组成，控制模块可以通过i2c总线发送命令，实现对eeprom存储器芯片读、写操作。
27.基于上述系统，对航空电池组电池容量的测量包括以下步骤：
28.步骤一：系统上电，对控制模块进行初始化；
29.步骤二：控制模块初始化完成后，通过寻址控制电路获取存储模块的片选地址，并对存储模块进行检测；对存储模块进行写数据操作，然后在执行读数据操作；若写的数据与读的数据一致，则表示存储模块工作正常，可以执行后续锂电池组容量数据读取操作，反之，表示存储模块故障，终止后续操作。
30.步骤三：控制模块依次读取存储模块中锂电池组容量的数据，并进行有效性校验，
若校验通过，则控制模块读取对应的锂电池组容量数据成功。
31.步骤四：若控制模块读取对应的锂电池组容量数据失败，则控制模块通过软件算法对根据当前锂电池组电压、温度、电流进行容量估算，并将估算结果通过i2c总线写入对应的存储模块中。


技术特征：
1.基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统，其特征在于，所述系统包括一个控制模块和至少一个存储模块；所述控制模块内包含dsp/mcu中央处理器电路、寻址控制电路、双向隔离电路、隔离电源电路；所述存储模块内包含存储器电路、寻址电路、双向隔离电路、隔离电源电路；所述控制模块通过i2c总线与所述存储模块连接。2.根据权利要求1所述的基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统，其特征在于，所述存储模块安装在锂电池组内，所述控制模块可同时对多个存储模块进行控制，测量多个锂电池组的电池存储容量。3.根据权利要求1所述的基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统，其特征在于，所述存储器电路采用支持i2c总线通讯的eeprom存储器芯片。4.根据权利要求1所述的基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统，其特征在于，所述控制模块和所述存储模块中的双向隔离电路为光隔离器。5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于i2c总线通讯的航空锂电池组容量存储系统，其特征在于，所述控制模块和所述存储模块中的隔离电源电路为28v转5v的dc/dc变换器。

技术总结
本实用新型主要涉及航空直流应急电源系统领域，为了解决航空锂电池组容量测试操作困难、不准确、耗时长、成本较高的问题，本实用新型提供基于I2C总线通讯的航空锂电池组容量存储系统，所述系统包括一个控制模块和至少一个存储模块；所述控制模块内包含DSP/MCU中央处理器电路、寻址控制电路、双向隔离电路、隔离电源电路；所述存储模块内包含存储器电路、寻址电路、双向隔离电路、隔离电源电路；所述控制模块通过I2C总线与所述存储模块连接。块通过I2C总线与所述存储模块连接。块通过I2C总线与所述存储模块连接。


技术研发人员：张全华 龙杭 吴天国 李瑾 高文哲
受保护的技术使用者：四川长虹电源有限责任公司
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2022/12/20