基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统技术方案

本实用新型专利技术属于油田注水泵站电源控制技术领域，尤其涉及一种基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统。该动力电池安全与性能检测系统在保障动力电池在线正常工作的前提下，通过采集电池的电压、电流、内阻、绝缘电阻、温度等参数，利用多元线性回归方法实现对动力电池安全性监测与容量性能评估。基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，包括有：数据采集控制器；以及分别与注水泵站动力电池相连接的内阻测量单元、温度检测单元、电压检测单元、绝缘电阻检测单元、电池应力检测单元、气体检测单元；其中，数据采集控制器中包括有微处理模块、模拟信号调理模块、模拟信号A/D转换模块以及USB转UART模块。以及USB转UART模块。以及USB转UART模块。

【技术实现步骤摘要】
基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统


[0001]本技术属于油田注水泵站电源控制
，尤其涉及一种基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统。

技术介绍

[0002]随着国家对节能环保的要求越来越高，以及受人工成本不断上升的影响，油田企业对节能降费的需求越来越大，高耗电设备的节电降费势必受到油田企业的青睐。
[0003]随着大容量蓄电池技术的发展和性价比的提高，通过电储能的削峰填谷技术来实现降费，实现油田企业节约成本成为可能。采用大容量电池组在用电谷段进行储能，在用电峰段为注水泵提供储备电能。然而大容量电池组在进行短时间、大功率的充电时，如果电池装置缺少完善的软硬件保护措施，将存在较大安全隐患。
[0004]值得注意的是，针对上述问题技术人员做出了如下尝试：申请号： CN 201911123925.4、专利标题：一种智能泵站管理平台的专利文献中记载有如下内容：智能泵站管理平台，包括泵站管理子系统、运维管理子系统、用户管理子系统、安装管理子系统、外部信息交流子系统。本专利技术采用泵站管理子系统实现对所有泵站的远距离统一管理和有效监控，同时由外部信息交流子系统提供外部数据支持和内部数据共享途径；另外，通过用户管理子系统、安装管理子系统对泵站的线上申请执行自动安装流程，采用运维管理子系统实现异常泵站的快速排障，从而对安装人员和运维人员进行有效管理。
[0005]然而，油田注水泵站的油气环境对储能电池系统的充电安全性要求高，为了实现油田注水泵大容量储能系统充电过程和运维中的高安全性，有必要开展油田注水泵站大容量储能电池安全性监测和评估技术研究，研发注水泵站储能电池独立于电池管理系统(BMS)的快速安全检测与评估技术。并且现有的大容量储能电池安全性监测和评估技术主要侧重于某一具体指标，很少有通过多传感器对电池的性能和安全进行综合检测和评估的研究。因此，亟待本领域技术人员提供一种性能更为可靠的动力电池安全与性能检测系统。

技术实现思路

[0006]本技术提供了一种基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，该动力电池安全与性能检测系统在保障动力电池在线正常工作的前提下，通过采集电池的电压、电流、内阻、绝缘电阻、温度等参数，利用多元线性回归方法实现对动力电池安全性监测与容量性能评估。
[0007]为解决上述技术问题，本技术采用了如下技术方案：
[0008]基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，包括有：数据采集控制器；以及分别与注水泵站动力电池相连接的内阻测量单元、温度检测单元、电压检测单元、绝缘电阻检测单元、电池应力检测单元、气体检测单元；
[0009]其中，数据采集控制器中包括有微处理模块、模拟信号调理模块、模拟信号A/D转换模块以及USB转UART模块。
[0010]较为优选的，所述模拟信号调理模块由限幅限压单元、电压反馈型放大器以及参考电压生成模块构成；
[0011]其中，所述限幅限压单元由两路反向并联的开关二极管构成，所述参考电压生成模块由多级运算放大器构成。
[0012]较为优选的，所述内阻测量单元采用交流四端子法实现对注水泵站动力电池的内阻测量。
[0013]较为优选的，所述温度检测单元安置在注水泵站动力电池的负极柱根部位置处。
[0014]较为优选的，所述电池应力检测单元粘贴安置在注水泵站动力电池的外侧位置处。
[0015]较为优选的，所述微处理模块的芯片型号为PGL22G6CMBG324。
[0016]较为优选的，所述模拟信号A/D转换模块的芯片型号为MS9280；其中，芯片型号为MS9280型号的模拟信号A/D转换模块的AVDD、AVSS接 +3.3工作电压；芯片型号为MS9280型号的模拟信号A/D转换模块的 D0
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D9引脚分别与芯片型号为PGL22G6CMBG324的微处理模块的 ADDB0
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ADDB9引脚一一对应相连接；芯片型号为MS9280型号的模拟信号 A/D转换模块的CLK引脚与芯片型号为PGL22G6CMBG324的微处理模块的 ADCLK引脚相连接；芯片型号为MS9280型号的模拟信号A/D转换模块的 REFTS引脚与芯片型号为PGL22G6CMBG324的微处理模块的VREF引脚相连接；
[0017]所述USB转UART模块的芯片型号为CP2102
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GMR；其中，芯片型号为 CP2102
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GMR的USB转UART模块的RXD引脚与芯片型号为PGL22G6CMBG324 的微处理模块的UART TXD引脚相连接；芯片型号为CP2102
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GMR的USB 转UART模块的TXD引脚与芯片型号为PGL22G6CMBG324的微处理模块的 UART RXD引脚相连接；芯片型号为CP2102
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GMR的USB转UART模块的VDD 引脚接地。
[0018]较为优选的，所述开关二极管的型号为IN4148；所述电压反馈型放大器的芯片型号为AD8066；所述运算放大器的芯片型号为TL072。
[0019]本技术提供了一种基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，该动力电池安全与性能检测系统包括有数据采集控制器、分别与注水泵站动力电池相连接的内阻测量单元、温度检测单元、电压检测单元、绝缘电阻检测单元、电池应力检测单元、气体检测单元等结构单元。具有上述结构特征的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，相比于现有技术而言，至少具备有如下特征：
[0020]①
、可以实现电池的电压、电流、内阻、温度、绝缘电阻参数的测量和记录；
[0021]②
、多种传感器获得的数据通过回归分析，可以实现对动力电池的状态、安全性、寿命的评估和预测，是动力电池管理系统(BMS)的补充；
[0022]③
、可以实现对动力电池的电池单元或者电池组的在线或者离线测试，能够实现对动力电池组的全寿命周期的动态管理和预测，对电池组的安全和生产的保证提供重要参考依据。
附图说明
[0023]该附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。
[0024]图1为本技术提供的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统的结构框图；
[0025]图2为本技术提供的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统中模拟信号调理模块的电器示意图；
[0026]图3为本技术提供的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统中模拟信号A/D转换模块的电器示意图；
[0027]图4为本技术提供的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统中USB转UART模块的电器示意图；
具体实施方式
[0028]本技术提供了一种基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，该动力电池安全与性能检测系统在保障动力电池在线正常工作的前提下，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，其特征在于，包括有：数据采集控制器；以及分别与注水泵站动力电池相连接的内阻测量单元、温度检测单元、电压检测单元、绝缘电阻检测单元、电池应力检测单元、气体检测单元；其中，数据采集控制器中包括有微处理模块、模拟信号调理模块、模拟信号A/D转换模块以及USB转UART模块。2.根据权利要求1所述的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，其特征在于，所述模拟信号调理模块由限幅限压单元、电压反馈型放大器以及参考电压生成模块构成；其中，所述限幅限压单元由两路反向并联的开关二极管构成，所述参考电压生成模块由多级运算放大器构成。3.根据权利要求1所述的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，其特征在于，所述内阻测量单元采用交流四端子法实现对注水泵站动力电池的内阻测量。4.根据权利要求1所述的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，其特征在于，所述温度检测单元安置在注水泵站动力电池的负极柱根部位置处。5.根据权利要求1所述的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，其特征在于，所述电池应力检测单元粘贴安置在注水泵站动力电池的外侧位置处。6.根据权利要求1所述的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，其特征在于，所述微处理模块的芯片型号为PGL22G6CMBG324。7.根据权利要求6所述的基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，其特征在于，所述模拟信号A/D转换模块的芯片型号为MS9280；其中，芯片型号为MS9280型号的模拟信号A/D...

【专利技术属性】
技术研发人员：范雪麟，江少波，张浩，李勇，范新冉，王芫芫，孙伟，陈科，石尧，韩盼盼，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：