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申请/专利权人：江苏和中普方新能源科技有限公司

摘要：本发明涉及一种动力电池参数采集系统，包括参数采集板和主控板电池包内每个电池单体安装一个参数采集板，所述参数采集板采集电池单体的电池参数，电池包内安装一个主控板，所有所述参数采集板与所述主控板无线连接。该系统每个电池单体安装一个参数采集板，通过参数采集板采集电池单体的电池参数，整个电池包安装一个主控板，所有参数采集板与主控板采用无线方式通讯，参数采集板将采集的电池参数无线传输至主控板，有效避免了连线引起的误差及线缆损坏等安全隐患，同时最大程度节省了线缆购置费用、布线产生的费用以及后期维修产生的费用，降低了成本，延长了电池包的使用周期。

主权项：1.一种动力电池参数采集系统，其特征在于，包括参数采集板BMU和主控板BCU；电池包内每个电池单体安装一个参数采集板BMU，所述参数采集板BMU采集电池单体的电池参数，电池包内安装一个主控板BCU，所有所述参数采集板BMU与所述主控板BCU无线连接；所述参数采集板BMU包括无线电压温度采集芯片SOC、存储器和电压调理电路；所述无线电压温度采集芯片SOC分别与所述存储器和所述电压调理电路连接，所述电压调理电路引出四条引线，其中两条引线连接电池单体的两极，另外两条引线连接固定于所述电池单体上的温度传感器的两端；所述电压调理电路包括第一运算放大器和第二运算放大器；所述第一运算放大器的两个输入端连接电池单体的正极和负极，输出端连接无线电压温度采集芯片SOC；所述第二运算放大器的两个输入端连接温度传感器的两端，输出端连接无线电压温度采集芯片SOC；所述无线电压温度采集芯片SOC包括晶体振荡器、频率合成器、接收解调器、微控制器、调制器、功率放大器和板载天线电路，所述晶体振荡器、频率合成器、接收解调器均与所述微控制器连接，所述微控制器与所述调制器连接，所述调制器与所述功率放大器连接，所述功率放大器与所述板载天线电路连接；微控制器对采集到的电池参数进行进一步的软件滤波算法处理。

全文数据：一种动力电池参数采集系统技术领域[0001]本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池参数采集系统。背景技术[0002]现有技术中，电池单体的电压、温度等电池参数的监测主要有两种方式:手动测量和有线自动测量。[0003]手动测量大多采用万用表、温度计等对各个电池进行参数测量。手动测量由于是人工对各个电池单体参数分别测量，存在耗时长，无法同步采集整个电池组的单体信息，以及人工读数可能误报等问题。[0004]有线自动测量虽然可以同步采集整个电池组的单体信息。但是需要为每个电池单体配置独立的采集导线。以450V电池组商用车为例，一个电池包包括一个采集模块，且安装在电池包内部的前端，主控模块安装在车辆高压电器盒内，需要为每个电池单体配置独立的采集导线，采集导线是从电池单体到采集模块，一个电池包包括的电池单体数约为120个，电池包长约3米，就需要121根采集导线，长度从1米到3米不等，而且采集模块与主控模块采用有线连接，一般是两根电源线，两根通讯线，大概3-5米。不仅大大增加了购置费用，而且生产组装电池包存在接线错误，虚接等情况，随着车辆的使用，存在采集导线的采集点脱落，线材老化内阻增大等问题。发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种动力电池参数采集系统，有效克服了传统的电池单体参数信息有线监测的不足。[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种动力电池参数采集系统，包括参数采集板BMU和主控板BCU;电池包内每个电池单体安装一个参数采集板BMU，所述参数采集板BMU采集电池单体的电池参数，电池包内安装一个主控板B⑶，所有所述参数采集板BMU与所述主控板B⑶无线连接。[0007]本发明的有益效果是:该系统中每个电池单体安装一个参数采集板，参数采集板BMU直接安装在电池电极上，省去1至3米采集导线，通过参数采集板BMU采集电池的电池参数，整个电池包安装一个主控板BCU，所有参数采集板BMU与主控板BCU采用无线方式通讯，参数采集板BMU将采集的电池参数无线传输至主控板BCU，有效避免了连线引起的误差及线缆损坏等安全隐患，且省去两根电源线，两根通讯线，大概3至5米，最大程度节省了线缆购置费用、布线产生的费用以及后期维修产生的费用，降低了成本，延长了电池包的使用周期;且每个参数采集板BMU采集一个电池单体的参数信息，当某一参数采集板BMU出现故障时，不会影响其他电池单体的参数采集。[0008]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。[0009]进一步，所述参数采集板BMU包括无线电压温度采集芯片S0C、存储器和电压调理电路;所述无线电压温度采集芯片S0C分别与所述存储器和所述电压调理电路连接，所述电压调理电路引出四条引线，其中两条引线连接电池单体的两极，另外两条引线连接固定于所述电池单体上的温度传感器的两端。[0010]采用上述进一步方案的有益效果，采集到的电池参数如电压、温度等信号通过电压调理电路进行硬件衰减滤波处理，以得到精确的电池参数，然后送到无线电压温度采集芯片SOC的模拟量采集端口，微控制器对采集到的电池参数进行进一步的软件滤波算法处理，通过电压调理电路对采集的电池参数进行处理，得到精确的且处于无线电压温度采集芯片SOC采集范围的电池参数，便于无线电压温度采集芯片SOC进一步处理;存储器与无线电压温度采集芯片SOC通过SPI通讯，存储器内可存储电压采集算法，无线电压温度采集芯片S^C通过SPI总线加载程序到微控制器，实现电池参数的采集，且可通过对存储器内程序进行设置，设置多种工作模式，如没有收发数据时设置为空闲模式，当检测到整车停车关闭后设置为关机模式，工作模式多样，控制灵活;无线电压温度采集芯片SOC单独计算电池单体的参数信息如电压、温度等），大大降低了主控板的运算量，提高了采集系统的采集效率，并通过无线方式发送至主控板，大大节省了布线量。[0011]进一步，所述电压调理电路包括第一运算放大器和第二运算放大器;所述第一运算放大器的两个输入端连接电池单体的正极和负极，输出端连接无线电压温度采集芯片SOC;所述第二运算放大器的两个输入端连接温度传感器的两端，输出端连接无线电压温度采集芯片SOC。[0012]采用上述进一步方案的有益效果，通过运算放大器进行电压调理，可以得到精确的且处于无线电压温度采集芯片SOC采集范围的电池参数，便于无线电压温度采集芯片SOC进一步处理。[0013]进一步，所述无线电压温度采集芯片SOC包括晶体振荡器、频率合成器、接收解调器、微控制器、调制器、功率放大器和板载天线电路，所述晶体振荡器、频率合成器、接收解调器均与所述微控制器连接，所述微控制器与所述调制器连接，所述调制器与所述功率放大器连接丨所述功率放大器与所述板载天线电路连接。[0014]采用上述进一步方案的有益效果，无线电压温度采集芯片SOC内置微控制器、频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和板载天线电路;当无线电压温度采集芯片SOC的电源端口有供电时，晶体振荡器开始振荡产生固定频率的时钟信号，提供给微控制器，频率合成器将固定频率时钟合成预设频率的时钟给提供给内置微控制器；当接收无线数据时，接收解调器把无线模拟信号转换成数字信号传送给微控制器，当发送无线数据时，微控制器将数字信号传送给调制器，调制器将数字信号转换成无线传输的模拟信号，功率放大器将要发送的无线模拟信号增大功率，并通过板载天线电路发射出去。实现了参数采集板BMU采集电池参数，每个参数采集板BMU通过其内置的微控制器单独计算电池单体的参数信S如电压、温度等），大大降低了主控板的运算量，提高了采集系统的采集效率，而且当某一参数采集板BMU出现故障时，不影响其他电池单体的参数采集，并通过无线方式发送至主控板，大大节省了布线量。[0015]进一步，所述无线电压温度采集芯片S0C采用ISM频段基于FSK调制方式发送电池参数。[0016]采用上述进一步方案的有益效果，ISM频段属于办66License，无需授权许可即可使用。ISM频段基于FSK调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，保证了测量结果的准确So[0017]^—步，所述参数采集板BMU的尺寸为2cm*2cm〇[0018]采用上述进一步方案的有益效果，参数采集板BMU结构小巧，占用空间小，可便捷安装于电池单体。[0019]进一步，所述主控板B⑶包括无线模块和主控芯片，所述无线模块和主控芯片电连接。[0020]米用上述进一步方案的有益效果，主控板B⑶上设有无线模块和一个主控芯片，无线模块与主控芯片通过即〗总线通讯，主控芯片通过各个单体的电压参数采用开路电压法计算电池剩余容量S0C，结合采集到的电压值、温度值根据电池的规格书判断过压、欠压，温度过低或者过高等故障，可以将故障信息及时上报给整车控制器。[0021]进一步，所述无线模块与主控芯片通过SPI总线连接。附图说明[0022]图1为本发明一实施例提供的动力电池参数采集系统的示意性结构框图；[0023]图2为本发明另一实施例提供的动力电池参数采集系统的示意性结构框图；[0024]图3为本发明一实施例提供的动力电池参数采集系统的参数采集板BMU示意性结构框图；[0025]图4为本发明另一实施例提供的动力电池参数采集系统的参数采集板BMU示意性结构框图；[0026]图5为本发明一实施例提供的动力电池参数采集系统的无线电压温度采集芯片S0C示意性结构框图；[0027]图6为本发明另一实施例提供的动力电池参数采集系统的主控板BCU示意性结构框图。具体实施方式[0028]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。[0029]图1、2给出了本发明实施例提供的一种动力电池参数采集系统的示意性结构框图。如图1、2所示，该系统包括参数采集板BMU和主控板BCU;电池包内每个电池单体安装一个参数采集板BMU，所述参数采集板BMU采集电池单体的电池参数，电池包内安装一个主控板B⑶，所有所述参数采集板BMU与所述主控板B⑶无线连接。[0030]该实施例中，每个电池单体安装一个参数采集板BMU，参数采集板BMU直接安装在电池电极上，省去1至3米采集导线，通过参数采集板BMU采集电池的电池参数，整个电池包安装一个主控板B⑶，所有参数采集板BMU与主控板BCU采用无线方式通讯，参数采集板BMU将采集的电池参数无线传输至主控板BCU，有效避免了连线引起的误差及线缆损坏等安全隐患，省去两根电源线，两根通讯线，大概3至5米，最大程度节省了线缆购置费用、布线产生的费用以及后期维修产生的费用，降低了成本，延长了电池包的使用周期;且每个参数采集板BMU采集一个电池单体的参数"[目息，当某一参数米集板BMU出现故障时，不会影响其他电池单体的参数采集。^[0031]优选地，作为本发明一个实施例，如图3、4所示，所述参数采集板BMU包括无线电压温度采集芯片SOC、存储器和电压调理电路;所述无线电压温度采集芯片S0C分别与所述存储器和所述电压调理电路连接，所述电压调理电路引出四条引线，其中两条引线连接电池单体的两极，另外两条引线连接固定于所述电池单体上的温度传感器的两端。该实施例中，存储器可以采用EEPROM存储器。[0032]该实施例中，采集到的电池参数如电压、温度等信号通过电压调理电路进行硬件衰减滤波处理，以得到精确的电池参数，然后送到无线电压温度采集芯片SOC的模拟量采集端口，微控制器对采集到的电池参数进行进一步的软件滤波算法处理，通过电压调理电路对采集的电池参数进行处理，得到精确的且处于无线电压温度采集芯片SOC采集范围的电池参数，便于无线电压温度采集芯片SOC进一步处理;存储器与无线电压温度采集芯片SOC通过SPI通讯，存储器内可存储电压采集算法，无线电压温度采集芯片S0C通过SPI总线加载程序到微控制器，实现电池参数的采集，且可通过对存储器内程序进行设置，设置多种工作模式，如没有收发数据时设置为空闲模式，当检测到整车停车关闭后设置为关机模式，工作模式多样，控制灵活;无线电压温度采集芯片SOC单独计算电池单体的参数信息如电压、温度等），大大降低了主控板的运算量，提高了采集系统的采集效率，并通过无线方式发送至主控板，大大节省了布线量。[0033]优选地，所述电压调理电路包括第一运算放大器U1和第二运算放大器U2;所述第一运算放大器U1的两个输入端连接电池单体的正极和负极，输出端连接无线电压温度采集芯片SOC;所述第二运算放大器U2的两个输入端连接温度传感器的两端，输出端连接无线电压温度采集芯片SOC。[003i]通过运算放大器进行电压调理，可以得到精确的且处于无线电压温度采集芯片SOC采集范围的电池参数，便于无线电压温度采集芯片SOC进一步处理。[0035]优选地，作为本发明一个实施例，如图5所示，所述无线电压温度采集芯片SOC包括晶体振荡器、频率合成器、接收解调器、微控制器、调制器、功率放大器和板载天线电路，所述晶体振荡器、频率合成器、接收解调器均与所述微控制器连接，所述微控制器与所述调制器连接，所述调制器与所述功率放大器连接，所述功率放大器与所述板载天线电路连接。[0036]该实施例中，无线电压温度采集芯片SOC内置微控制器、频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和板载天线电路；当无线电压温度采集芯片S0C的电源端口有供电时，晶体振荡器开始振荡产生固定频率的时钟信号，提供给微控制器，频率合成器将固定频率时钟合成预设频率的时钟给提供给内置微控制器；当接收无线数据时，接收解调器把无线模拟信号转换成数字信号传送给微控制器，当发送无线数据时，微控制器将数字信号传送给调制器，调制器将数字信号转换成无线传输的模拟信号，功率放大器将要发送的无线模拟信号增大功率，并通过板载天线电路发射出去。实现了参数采集板BMU采集电池参数，每个电池单体安装一个参数采集板BMU，每个参数采集板BMU通过其内置的微控制器单独计算电池单体的参数信息如电压、温度等），大大降低了主控板的运算量，提高了采集系统的采集效率，而且当某一参数采集板BMU出现故障时，不影响其他电池单体的参数采集，并通过无线方式发送至主控板，大大节省了布线量。[0037]优选地，无线电压温度采集芯片SOC采用ISM频段基于FSK调制方式发送电池参数。ISM频段属于FreeLicense，无需授权许可即可使用。ISM频段基于FSK调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，保证了测量结果的准确度。[0038]优选地，参数采集板BMU的尺寸为2Cm*2on。参数采集板BMU结构小巧，占用空间小，可便捷安装于电池单体。[0039]优选地，作为本发明一个实施例，如图6所示，所述主控板B⑶包括无线模块和主控芯片，所述无线模块和主控芯片电连接。所述无线模块与主控芯片通过SPI总线连接。[0040]该实施例中，主控板B⑶上设有无线模块和一个主控芯片，无线模块与主控芯片通过SPI总线通讯，主控芯片通过各个单体的电压参数采用开路电压法计算电池剩余容量S0C，结合采集到的电压值、温度值根据电池的规格书判断过压、欠压，温度过低或者过高等故障，可以将故障信息及时上报给整车控制器。[0041]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种动力电池参数采集系统，其特征在于，包括参数采集板BMU和主控板B⑶;电池包内每个电池单体安装一个参数采集板BMU，所述参数采集板BMU采集电池单体的电池参数，电池包内安装一个主控板B⑶，所有所述参数采集板BMU与所述主控板B⑶无线连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述参数采集板BMU包括无线电压温度采集芯片SOC、存储器和电压调理电路;所述无线电压温度采集芯片SOC分别与所述存储器和所述电压调理电路连接，所述电压调理电路引出四条引线，其中两条引线连接电池单体的两极，另外两条引线连接固定于所述电池单体上的温度传感器的两端。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电压调理电路包括第一运算放大器和第二运算放大器;所述第一运算放大器的两个输入端连接电池单体的正极和负极，输出端连接无线电压温度采集芯片SOC;所述第二运算放大器的两个输入端连接温度传感器的两端，输出端连接无线电压温度采集芯片SOC。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无线电压温度采集芯片SOC包括晶体振荡器、频率合成器、接收解调器、微控制器、调制器、功率放大器和板载天线电路，所述晶体振荡器、频率合成器、接收解调器均与所述微控制器连接，所述微控制器与所述调制器连接，所述调制器与所述功率放大器连接，所述功率放大器与所述板载天线电路连接。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无线电压温度采集芯片SOC采用ISM频段基于FSK调制方式发送电池参数。6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述参数采集板BMU的尺寸为2cm氺2cm〇7.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述主控板BCU包括无线模块和主控芯片，所述无线模块和主控芯片电连接。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述无线模块与主控芯片通过SPI总线连接。

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