[发明专利]一种单体电池传感器及其工作方法

说明书

本发明公开并提供了一种用于测量单体电池端电压、温度及被动电压均衡的单体电池传感器及其工作方法。本发明包括控制管理单元、电源模块、电压采样第一电阻、电压采样第二电阻、单体电池温度测量芯片、隔离通信芯片、单体电池被动电压均衡电路、放电电阻及对外连接端子。工作方法为：a、控制管理单元采集外部单体电池端电压、温度，通过通信的方式与上位机交换信息，并接受上位机指令控制单体电池被动电压均衡电路；b、传感器内部供电电源由外部通过外连接端子接入，同时传感器所采集的信息经通信接口通过外连接端子与外部通信；c、多个单体电池传感器之间和与上位机之间通过外连接端子采用级联的方式连接。本发明应用于电池检测技术领域。

技术领域

本发明涉及一种单体电池传感器及其工作方法，特别涉及一种用于测量单体电池端电压、温度及被动电压均衡的传感器，以及实现单体电池端电压、温度采集及被动电压均衡的方法。

背景技术

现有很多电源如UPS、储能系统、通信电源、电力电源等均需要用到储能电池作为后备电源，而由于单体电池的容量较小、电压较低，因此使用时一般需将多个单体电池串并联组合为大容量、高电压的储能系统，在使用时需加装电池管理系统BMS对每个单体电池的端电压、温度、容量、充/放电电流等参数进行监控及管理。现有的电池管理系统BMS一般采用一个控制单元同时检测+n∼n+个单体电池方法对电池参数进行监控和管理。此种方式在采集单体电池端电压时，需将每节电池端电压通过导线接入控制单元，运行时若由于某种意外如振动、导线老化、元器件短路等事故发生，易造成电池间发生短路，引起火灾等事故，因此在设计电池管理系统BMS时，如何避免上述问题的发生是我们要解决的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、每个单体电池间无导线跨接，即使发生导线老化、元器件短路等故障，也不会引起单体电池间发生短路的用于测量单体电池端电压、温度及被动电压均衡的传感器，满足电池管理系统BMS对单体电池技术参数检测的要求。

本发明所采用的技术方案是：所述一种单体电池传感器包括控制管理单元MCU、电源模块DC/DC、电压采样第一电阻R1、电压采样第二电阻R2、单体电池温度测量芯片T、隔离通信芯片Comm、单体电池被动电压均衡电路1、放电电阻R及对外连接端子DZ；所述电压采样第一电阻R1、所述电压采样第二电阻R2用于单体电池端电压采样，其阻值由单体电池电压幅值和所述控制管理单元MCU基准电压而定；所述外连接端子DZ用于接入外部供给电源及通信口并采用级联的方式与另一个传感器或上位机相连；所述外连接端子DZ的通信口与所述隔离通信芯片Comm的第一通讯端连接，所述隔离通信芯片Comm的第二通讯端与所述控制管理单元MCU通信端连接，所述单体电池传感器所采集的信息经通信接口通过所述外连接端子DZ与外部通信，所述外连接端子DZ除用于所述单体电池传感器接入外部电源和作为通信接口转接端子外，还用于多个所述单体电池传感器之间通过所述外连接端子DZ级联的方式与上位机连接；所述电源模块DC/DC的入线端、所述隔离通信芯片Comm的输入端电源均与所述外连接端子DZ的电源输入端相连；所述控制管理单元MCU的电源端、所述隔离通信芯片Comm的电源端均与所述电源模块DC/DC的输出端连接；所述电压采样第一电阻R1、所述电压采样第二电阻R2串联后与外部单体电池BAT并联，所述电压采样第一电阻R1、所述电压采样第二电阻R2的中间串联点与所述控制管理单元MCU的A/D模拟量测量点连接，用于测量单体电池的端电压；所述单体电池温度测量芯片T与所述控制管理单元MCU的输入端连接，安装时所述单体电池温度测量芯片T紧贴所述外部单体电池BAT的外壳或接线端子，用于测量单体电池的温度；所述单体电池被动电压均衡电路1和所述放电电阻R串联后与所述外部单体电池BAT并联，所述单体电池被动电压均衡电路1的控制极与所述控制管理单元MCU的输出端连接，用于控制单体电池的电压均衡。

进一步，所述电源模块DC/DC为原、副边隔离的电源模块，用于给传感器内部供电。

进一步，所述电源模块DC/DC为隔离DC/DC电源模块。