多级联高压、大功率电池组监测管理装置
专利汇可以提供多级联高压、大功率电池组监测管理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及多级联高压、大功率 电池 组 监测管理装置，包括 中央处理器 ECU、 电压 采集模 块 、 电流 采集模块和 温度 采集模块；中央处理器ECU通过数据通信端口与上位计算机连接；中央处理器ECU选用MSP430F149 单片机 ，电压采集模块由 接口 芯片MAX11068及其外围 电路 构成；电流采集模块由高侧电流检测 放大器 MAX4081及外围元件构成，温度采集模块采用单线数字温度 传感器 DS18B20；由ECU启动电压采集模块、设定电压模块内部功能寄存器、工作值；下发检测采集命令，电压采集模块逐一采集数据并保存测量及检测结果，ECU读取电压模块测量检测值，根据计算机设定的电压监测上下限值分析判断，其有益效果是：通过串、并多级联接方式，组成的大功率、高电压电池组包的控制保护和管理，延长电池组使用寿命。，下面是多级联高压、大功率电池组监测管理装置专利的具体信息内容。
1.多级联高压、大功率电池组监测管理装置，其特征在于，包括中央处理器ECU、电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块；中央处理器ECU分别与电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块连接；中央处理器ECU通过数据通信端口与上位计算机连接；
中央处理器ECU选用MSP430F149单片机；
电压采集模块由电池监测智能化数据采集接口芯片MAX11068及其外围电路构成；
电流采集模块由高侧电流检测放大器MAX4081及外围元件构成；
温度采集模块采用单线数字温度传感器DS18B20；
MSP430F149单片机的P3.0、P3.1、 P3.2、P3.3端与电压采集接口芯片MAX11068的15、
16、17、18管脚端连接；在多个（最高可达31个）电压采集模块之间通过SMBus™串行链路通信；多个电压采集模块分别连接串联电池组中的单体电池；对电池组中单体电池电压进行实时检测，防止电池发生过充、过放、超高温、低温、断路，进行充电均衡检测、报警显示、电池安全保护、电池故障诊断；
中央处理器ECU的P6.0端与电流采集模块的高侧电流检测放大器MAX4081的P5（out）端连接；高侧电流检测放大器MAX4081在放大微弱的差分电压的同时，抑制输入共模电压，通过单一输出引脚，连续监视到放电整个变化过程；
中央处理器ECU的P1.1端与单线数字温度传感器DS18B20的P2（DQ）端连接；温度信号直接以“一线总线”的数字方式传输；
通过在数据采集接口芯片MAX11068片内设定寄存器（CELLEN）使能扫描位，使输入复用器/开关组允许对电池组的每节电池进行差分测量，同时设定寄存器（ADCCFG）启动过压、欠压、超温、低温、通信、辅助输入检测功能；
测量扫描开始后，扫描波道将依照设定使能位，按照从高到低的次序（12～1）逐一切换移动到高压复用的ADC前端，然后采用高速、12位逐次逼近(SAR) A/D转换器量化电池电压并保存测量值；此时所得电压量化结果是未经处理的，这样第一阶段扫描完成；
第二阶段是误差修正阶段，对前、末端放大器突然出现的偏移及相关引起的误差进行修正,全部12节电池的整个测量过程在107µs的时间内完成；
MAX11068采用二次扫描架构采集电池数据并对它们进行误差修正；
每个MAX11068最多可与12节电池组成一个电池集成模块，扫描采集12节电池的数据；扫描的第一阶段为数据采集，对所有12节电池的电压进行采样；第二阶段为误差修正，对ADC输入进行斩波，消除误差；
通过上述两个步骤，能够在整个温度范围和嘈杂环境下获得优异的精度指标，每一个电池集成模块在数据采集模式下，从供电电源消耗的电流为2.0mA，待机模式下消耗的电流为75µA，关断模式下消耗的电流低于1µA；选择被测电池组或采用外部电源作为供电电源。
2.利用权利要求1所述多级联高压、大功率电池组监测管理装置进行处理信号的步骤包括：
a) 中央处理器ECU即 MSP430F149单片机启动电压采集模块为待机模式；
b) 中央处理器ECU 即MSP430F149单片机初始设定电压采集模块内部功能寄存器，工作值；
c) 中央处理器ECU即 MSP430F149单片机下发检测采集命令，使得电压采集模块从待机模式转换到数据采集模式，电压采集模块逐一采集数据并保存测量及检测结果；
d) 中央处理器ECU MSP430F149读取电压采集模块测量检测值，根据计算机设定电压监测上下限值分析判断，检测采样电压数据在上下限值区间内，则记录采集数据并关断电压采集模块，降低供电消耗，如有故障，则主动报警并显示报警类别。
多级联高压、大功率电池组监测管理装置
技术领域
背景技术
发明内容
电压采集模块由电池监测智能化数据采集接口芯片MAX11068及其外围电路构成；
电流采集模块由高侧电流检测放大器MAX4081及外围元件构成，
温度采集模块采用单线数字温度传感器DS18B20；
MSP430F149单片机的P3.0、P3.1、 P3.2、P3.3端与电压采集接口芯片MAX11068的15、
16、17、18管脚端连接；在多个（最高可达31个）电压采集模块之间通过SMBus™串行链路通信；多个电压采集模块分别连接串联电池组中的单体电池；对电池组中单体电池电压进行实时检测，防止电池发生过充、过放、超高温、低温、断路，进行充电均衡检测、报警显示、电池安全保护、电池故障诊断；
中央处理器ECU的P6.0端与电流采集模块的高侧电流检测放大器MAX4081的P5（out）端连接；高侧电流检测放大器MAX4081在放大微弱的差分电压的同时，抑制输入共模电压，通过单一输出引脚，连续监视到放电整个变化过程；
中央处理器ECU的P1.1端与单线数字温度传感器DS18B20的P2（DQ）端连接；温度信号直接以“一线总线”的数字方式传输；
通过在数据采集接口芯片MAX11068片内设定寄存器（CELLEN）使能扫描位，使输入复用器/开关组允许对电池组的每节电池进行差分测量，同时设定寄存器（ADCCFG）启动过压、欠压、超温、低温、通信、辅助输入检测功能；
测量扫描开始后，扫描波道将依照设定使能位，按照从高到低的次序（12～1）逐一切换移动到高压复用的ADC前端，然后采用高速、12位逐次逼近(SAR) A/D转换器量化电池电压并保存测量值；此时所得电压量化结果是未经处理的，这样第一阶段扫描完成；
第二阶段是误差修正阶段，对前、末端放大器突然出现的偏移及相关引起的误差进行修正,全部12节电池的整个测量过程在107µs的时间内完成；
MAX11068采用二次扫描架构采集电池数据并对它们进行误差修正；
每个MAX11068最多可与12节电池组成一个电池集成模块，扫描采集12节电池的数据；扫描的第一阶段为数据采集，对所有12节电池的电压进行采样；第二阶段为误差修正，对ADC输入进行斩波，消除误差；
通过上述两个步骤，能够在整个温度范围和嘈杂环境下获得优异的精度指标，每一个电池集成模块在数据采集模式下，从供电电源消耗的电流为2.0mA，待机模式下消耗的电流为75µA，关断模式下消耗的电流低于1µA，选择被测电池组或采用外部电源作为供电电源。
b) 中央处理器ECU 即MSP430F149单片机初始设定电压采集模块内部功能寄存器，工作值；
c) 中央处理器ECU即 MSP430F149单片机下发检测采集命令，使得电压采集模块从待机模式转换到数据采集模式，电压采集模块逐一采集数据并保存测量及检测结果；
d) 中央处理器ECU MSP430F149读取电压采集模块测量检测值，根据计算机设定电压监测上下限值分析判断，检测采样电压数据在上下限值区间内，则记录采集数据并关断电压采集模块，降低供电消耗，如有故障，则主动报警并显示报警类别。
图3、采集监控装置功能结构示意图；
图4、电压采集模块功能结构示意图；
图5、电流采集模块功能结构；
图6、温度采集模块功能结构示意图。
具体实施方式
中央处理器ECU选用的是MSP430F149单片机，负责与系统通信、报警及数据传输，同时接受系统下发命令，检测电池组各种工作状况，记录检测结果如发现异常情况，向系统主动报警。
中央处理器ECU的P6.0端与电流采集模块MAX4081的P5（out）端连接；
中央处理器ECU的P1.1端与温度采集模块DS18B20的P2（DQ）端连接；
所述电压采集模块MAX11068是一款可编程、高集成度、高压、12通道、电池监测智能化数据采集芯片。片内模拟前端由12路电压测量数据采集系统组成，带有高压开关输入单元，在检测单体电池时与片外每个电池匹配的RC过滤输入结合使用，实现提供给ADC测量的低通滤波器。所有测量值为电池两端的差分数据，满量程测量范围为0至5.0V，0.5V至
4.7V范围内确保稳定的测量精度。
在检测电池温度时，虽MAX11068提供两个电池组的温度检测通道，但不能满足本系统中对电池组温度测量的要求，故而系统中温度采集模块选用DS18B20单线数字温度传感器进行温度采样，DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C；现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。
采集数据可通过主站召测历史数据、实时数据两种模式。
12）、机械性能：
频率范围：10Hz (150Hz、位移幅值：0.075 mm（频率范围≤60Hz）、加速度幅值：10 m/s2（频率范围(60Hz）。（正常运行及常规运输条件下）
工作电源 输入电压：DC18V允许偏差±10%
功率消耗 ≤5W；
失电数据和时钟保持 数据及时钟可以保存10年
13）、结构：
电气间隙：≥4mm（主端子）
爬电距离：≥5mm（主端子）
出线端子截面直径：≥2.5mm
接地端子截面直径：≥5mm
14）、绝缘性能：
绝缘电阻：正常情况下≥10 MΩ；温湿条件下≥2 MΩ（测试电压1000V）
绝缘强度：≥交流2KV，1min
冲击耐压（主端子）：≥正负极性各10次（6000V）
15）、数据传输：
通讯接口：2路RS-485，可接多功能计量表（1200-9600bit/s）
1路RS-232，可实现本地调试、本地程序下载更新、客户端口功能。
状态量输入：终端配置1路二进制状态信号输入。输入为不带电的开／合切换触点。
回路阻抗：电流回路0.002Ω
控制输出：——1路开／合双位置继电器输出控制接口；
a) 有防误动作和便于现场测试的安全措施；
b) 触点额定功率：交流250V、5A，380V、2A或直流110V、1A的纯电阻负载；
c) 触点寿命：通、断上述额定电流不少于105万次。
总电压测量±0.5 ％；单节电池电压±0.25％；总电流±0.2 ％，温度±0.5℃根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种磁轴承控制方法及其控制平台 | 2020-05-08 | 698 |
| 电路装置和操作电路装置的方法 | 2020-05-11 | 127 |
| 一种标准贯入试验触探杆前端量测分析系统 | 2020-05-08 | 145 |
| 子采样锁相环 | 2020-05-08 | 618 |
| 一种墙面智能抹灰系统 | 2020-05-08 | 669 |
| 基于NB-IoT的智能可穿戴设备 | 2020-05-08 | 965 |
| 推送机构、聚能棒推送器以及冲击波发生器 | 2020-05-08 | 628 |
| 一种智能小温室 | 2020-05-11 | 888 |
| 磁耦合谐振式电动汽车动态无线充电车载控制装置 | 2020-05-11 | 688 |
| 一种具有防护功能的室内栓 | 2020-05-11 | 270 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
