[实用新型]一种分布式蓄电池组充电监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大型电池组的电压状态监测系统，属于分布式测控技术领域，可用于电动汽车充/换电站等应用场合的电池组实时监测。

技术背景

蓄电池作为一种供电方便、安全可靠的直流电源，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用。蓄电池是以放电方式输出电能，以充电方式吸收、恢复电能的一种电源。由于蓄电池是一种化学反应装置，内部的化学反应一般不易及时察觉，日常使用中的缺陷不会立即反应出来，因此蓄电池组的保养维护工作是至关重要的。对蓄电池组维护管理不当将直接影响蓄电池组的使用效益和寿命，甚至严重损坏蓄电池组，极端情况下还会导致安全事故。

蓄电池运行状态的监测主要是通过检测蓄电池的电压、电流、温度等同蓄电池性能密切相关的参数，得出当前蓄电池的运行状态信息，然后通过分析处理并和预先设定的蓄电池性能判断标准进行比较，从而诊断出蓄电池的当前健康状态是否良好。在和蓄电池的健康状态密切相关的参数当中，对温度和电流的测量相对来说比较容易实现，对单个电池的电压检测也比较简单，但是要实现对串联在一起的蓄电池组中单体电池电压的准确测量一直是一个难于解决的问题。而电压检测是最直接检测也是最常用的一个参数，也是目前许多电池监控系统普遍采用的检测方法。

早期的蓄电池组在线监测仪采用的多为集中采集与监测的方法，这种方法的缺点是布线多且线路长，既浪费人力物力又容易引入干扰。此外在电力、电信及化工等不同的领域和不同的场合，需要监测的电池的数量不同，少则几十只，多则数百只，因此集中采集、集中监控的方式很难适应各种情况。鉴于上述问题，对于电池组的监测已开始采用分散采集、集中监控的分布式测量系统。随着电子技术和计算机技术的发展，传统的日常维护及测量方法已经被计算机为核心的实时在线测量所取代，通过在线监测蓄电池组的参数，可以及时了解蓄电池组的工作状态、工作特性及蓄电池组的维护情况，而且具有功能多、速度快、测量准确等特点。目前的测量系统大都采用RS232或RS485总线标准，采用这些标准的系统只能是主从式系统．在这些系统中，一般设上位机为主机，由主机发出采集数据命令，前置机依次向主机发送采集数据，而前置机无法主动向主机请求发送数据。

CAN总线是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而推出的一种串行数据通信协议。它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps，距离可达l0Km。当信号传输距离达到10Km时，CAN总线仍可提供高达5Kbps的数据传输速率。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，使网络内的节点个数在理论上不受限制。CAN总线是一种多主机局部网络系统标准，它具有多主节点、高可靠性及扩充性能好等特点。本专利采用了CAN总线接口方便组成CAN总线蓄电池组数据采集系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种对多个蓄电池组的电压检测采用分散采集、集中监控的分布式测量系统，以满足对蓄电池运行状态的在线实时监测的需要。

本实用新型包括电源电路，电压处理电路，主控电路和传输电路；

电源电路包括一级电源转换芯片U2、二级电源转换芯片U3和U4、接插件J1、发光管D1、二极管D2、电感L1和L2、电阻R2和R3、钽电容C17、电容C4、C5、C6、C14、C15和C16。接插件的1脚接电源电压输入，2脚接地。一级电源转换芯片U2的1脚为输入端，与接插件的1脚连接，一级电源转换芯片U2的2脚是5V电压输出端，与二极管D2的阴极和电感L2的一端连接，一级电压转换芯片U2的4脚分别与电感L2的另一端、钽电容C17的阳极、二级电源转换芯片U3的电压3脚和二级电源转换芯片U4的2脚连接；一级电源转换芯片U2的3脚、5脚、二极管D2的阳极、钽电容C17的阴极接地；二级电源转换芯片U3的2脚为3.3V电压输出端，分别与电容C4的一端、电阻R2的一端和电感L1的一端连接；电阻R2的另一端与发光管D1的阳极连接，电感L1的另一端为参考电压输出端，分别与电阻R3的一端、电容C5的一端连接，电阻R3的另一端与电容C6的一端连接，二级电源转换芯片U3的1脚、电容C4的另一端、发光管D1的阴极、电容C5、C6的另一端接地；二级电源转换芯片U4的1脚为-5V电压输出端，与电容C14的一端连接，二级电源转换芯片U4的3脚与电容C16的一端连接、5脚与电容C16的另一端连接；电容C15的一端与二级电源转换芯片U4的2脚连接，二级电源转换芯片U4的4脚、电容C15的另一端、电容C14的另一端接地；