[发明专利]一种高精度的多通道互相隔离电池电压监测装置

说明书

本发明涉及的一种高精度的多通道互相隔离电池电压监测装置，它包括主控单片机模块、通讯模块以及多个相互电气隔离的通道，每个通道包括电压采样模块、模数转换模块和隔离芯片模块；每个电压采样模块连接该通道内的模数转换模块，所述模数转换模块连接该通道内的隔离芯片模块，所述隔离芯片模块均连接至主控单片机模块，所述主控单片机模块连接通讯模块；电压采样模块采集电池的电压值模拟信号，然后将数据输出给模数转换模块输出两线SPI接口，两线SPI接口经过隔离器容隔离输出给主控单片机模块，通过通讯模块可将数据上传给上位机。本发明的电压测量精度可以达到0.05%，且支持自定义满度电压校准，保证整个电压测量区间内的精度。

技术领域

本发明涉及电力系统的配网参数的数字化采集和通讯技术领域，尤其涉及一种高精度的多通道互相隔离电池电压监测装置。

背景技术

随着国家智能电网规划的实施，发电、输电、变电都已经完成了智能信息化，在很多领域都安装了大量的通信设备，这些设备需要确保安全可靠的供电，所以需要依靠电池组作为后备电源进行供电。电池组实际上是多节单体电池串联而得到高电压的，其中任意一节电池失效，都会导致整个电池组的供电异常，从而导致设备的断电，这种情况会造成很严重的后果。为保证供电正常，对劣质电池的监测分析就显得很有必要。传统的电池电压检测方法，一般是对电池电压进行在线采集和汇总。采用电阻分压或普通继电器选择通道，来采样每节电池电压值。这样的方式采样值精度较差，数据刷新率很低，通道之间不隔离，会有烧坏电池的危险。

目前在汽车电池在线监控领域，会用到很多电池电压巡检装置，这些装置的作用是对汽车电池在出厂之前进行监测，来保证能够及早发现有异常或性能明显降低的电池，从而保证电池的安全使用。目前市面上的电池电压巡检装置一般都是针对单片电池的监测，如中国专利CN215813254U中所提供的一种智能蓄电池电压巡检仪，对电池组监测要用到几百个监控模块，极大地增加了设备成本和安装成本，主机带从机的组网方式，也拖慢了数据刷新的速率，无法做到高数据刷新速率，也就无法实现对汽车电池充放电过程的实时监控。

另外，如中国专利CN201965213U中所提供的电压巡检装置设计，通道之间没有做隔离设计，这样的方式对于串联的电池组电压采样值精度较差。

因此为了解决上述问题，亟需一种高精度的多通道互相隔离电池电压监测装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高精度的多通道互相隔离电池电压监测装置，采用高精度的多通道互相隔离方案，电压测量精度可以达到0.05%，单装置可最多测量16路单电池电压，且具备10ms以下的高数据刷新速率，具备异常信号滤除机制。可以对电池的电压充放电全过程实现实时在线数据监测。

本发明的目的是这样实现的：

一种高精度的多通道互相隔离电池电压监测装置，它包括主控单片机模块、通讯模块以及多个相互电气隔离的通道，每个通道包括电压采样模块、模数转换模块和隔离芯片模块；每个电压采样模块连接该通道内的模数转换模块，所述模数转换模块连接该通道内的隔离芯片模块，所述隔离芯片模块均连接至主控单片机模块，所述主控单片机模块连接通讯模块；电压采样模块采集电池的电压值模拟信号，然后将数据输出给模数转换模块输出两线SPI接口，两线SPI接口经过隔离器容隔离输出给主控单片机模块，在单片机中处理运算数据，数据处理完成后，通过通讯模块可将数据上传给上位机等软件设备，做数据的显示和分析。

进一步地，所述通道之间通过隔离型DC-DC电源模块供电，彼此不供地，避免了通道之间互相影响计量精度。

进一步地，所述电压采样模块的电池电压（5V左右）输入到对应接线端子后，电压信号先经过R1和R3的分压采样电阻，然后再经过CRC滤波电路，CRC滤波电路输出一个毫伏级的电压信号到模数转换模块，通过模数转换芯片的内置放大器对毫伏级电压信号进行放大，然后通过Sigma-Delta ADC进行模数转换，最后使用2线SPI接口输出数据。