[发明专利]一种基于异步串并转换的电池隔离控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于异步串并转换的电池隔离控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：高压侧子系统和低压侧子系统，所述高压侧子系统包括：并转串移位寄存器、第一串转并移位寄存器、模拟转数字AD转换器、锁存器、采样单元、均衡单元和蓄电池组，所述低压侧子系统包括：第二串转并移位寄存器和下位机FPGA，其中，

所述采样单元，被配置为采集所述蓄电池组内N个单体电池的单体模拟量，并将单体模拟量发送给所述模拟转数字AD转换器；其中，N为大于等于1的正整数；

所述模拟转数字AD转换器，被配置为将单体模拟量转换为12位通道数字量，并将所述12位通道数字量发送至所述并转串移位寄存器；

所述并转串移位寄存器，被配置为将所述12位通道数字量转换为1通道数字量，并通过隔离单元将所述1通道数字量发送至所述第二串转并移位寄存器；

所述第二串转并移位寄存器，被配置为将所述1通道数字量还原为12位通道数字量，并将所述12位通道数字量发送至所述下位机FPGA；

所述下位机FPGA，被配置为根据所述12位通道数字量生成控制指令信息，并通过所述控制指令信息控制所述锁存器，以由所述锁存器控制所述均衡单元，以调节所述N个单体电池的单体电压值；

所述锁存器包括第一锁存器、第二锁存器和M个第三锁存器，所述第一串转并移位寄存器包括第一子串转并移位寄存器和第二子串转并移位寄存器，M为大于等于1的正整数，其中，

所述第一锁存器的一端与所述第一子串转并移位寄存器和所述隔离单元连接，另一端与模拟选通通道连接；

所述第二锁存器的一端与所述第一子串转并移位寄存器和所述隔离单元连接，另一端与所述M个第三锁存器连接；

所述采样单元，还被配置为通过差分电路形式采集所述蓄电池组内N个单体电池的单体模拟量；

磁隔离单元由电源芯片及变压器搭建而成，变压器为耐高隔离电压材料制成，以完成电平、脉冲信号的传输；

所述模拟选通通道，被配置为控制所述采样单元对所述蓄电池组内的每个单体电池的轮询采集。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述低压侧子系统还包括：下位机CPU，所述下位机CPU通过总线完成与所述下位机FPGA的信息交互，将所有信息进行整理打包上传，将用户指令信息传输至所述下位机FPGA进行下发及控制。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一锁存器，被配置为控制所述模拟选通通道的使能和选通；

所述第二锁存器，被配置为控制所述M个第三锁存器的使能和选通；

所述M个第三锁存器，被配置为控制所述均衡单元的开启与断开，以控制单体电池的均衡。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述均衡单元包括多路均衡单路，每路所述均衡电路由三极管电阻构成，实现对蓄电池组内每个单体电池的均衡。

5.一种基于异步串并转换的电池隔离控制方法，应用于权利要求1至4任一项所述的控制系统，其特征在于，所述方法包括：

采集蓄电池组内N个单体电池的单体模拟量，并将所述单体模拟量转换为12位通道数字量；

将所述12位通道数字量转换为1通道数字量，并将所述1通道数字量发送至低压侧子系统内的第二串转并移位寄存器；

通过所述第二串转并移位寄存器将所述1通道数字量还原为12位通道数字量；

通过下位机FPGA根据所述12位通道数字量生成控制指令信息，并通过所述控制指令信息控制所述锁存器，以由所述锁存器控制所述均衡单元，以调节所述N个单体电池的单体电压值。