一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统，包括锂电池组、服务器、电池管理芯片、充电分析模块、智能预警模块、环境监测参数计算模块、电池状态评估模块，充电分析模块对锂电池组进行充电分析；智能预警模块对锂电池组的充电工作进行智能预警，通过充电分析模块分析得到锂电池的预估充电时长，并通过智能预警模块对锂电池的充电工作进行智能预警，在充电完毕后依据时间点生成充电完成信号、短信提醒或强制断电信号，而后通过环境监测参数计算模块对锂电池的充电环境进行监测，保证锂电池有良好的充电环境，同时锂电池充电完毕时及时断电，避免锂电池过度充电影响使用寿命。避免锂电池过度充电影响使用寿命。避免锂电池过度充电影响使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统


[0001]本专利技术涉及锂电池组监测
，具体是一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统。

技术介绍

[0002]锂电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染等特点，在各个领域的应用也越来越广泛，近年来，锂电池的研究和生产都取得了很大的进展。目前锂电池在电动车和新能源领域占据着重要位置，尤其是锂电池技术在电动车领域的应用，已经激发全球范围内的研发热潮。
[0003]现有的锂电池组充电时无法做到充电分析和充电监测，锂电池充电过程中的充电环境和充电情况难以掌控，充电完毕后无法进行智能提醒，导致锂电池过度充电，极大的损伤了锂电池的使用寿命，比较的麻烦，因此，我们提出了一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统来解决上述所提到的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统，包括锂电池组、服务器、电池管理芯片、充电分析模块、智能预警模块、环境监测参数计算模块、电池状态评估模块；
[0007]所述锂电池组，采用多节锂离子电池串联成组作为电源；
[0008]所述服务器，将充电数据和充电环境数据发送至充电分析模块；
[0009]所述电池管理芯片，通过外围监测电路实时监测锂电池组的当前电压、充放电电流和温度信息；
[0010]所述充电分析模块，用于对锂电池组进行充电分析；
[0011]所述智能预警模块，对锂电池组的充电工作进行智能预警，生成充电完成信号、短信提醒或强制断电信号并反馈至服务器；
[0012]所述环境监测参数计算模块，基于锂电池组所处环境的环境数据，计算锂电池组的环境监测参数；
[0013]所述电池状态评估模块，对锂电池组进行状态评估。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：所述电池管理芯片为MT9803，所述MT9803是一款数据采集IC，能测量多达12节串联电池的电压，一个输入多路复用器将电池连接成一个12位ΔΣ模数转换器(ADC)，一个内部8ppm/℃电压基准与该ADC相组合，使MT9803拥有了更出色的测量准确度；
[0015]所述MT9803具有三种操作模式：硬件停机、待机和测量，硬件停机是一种真正的零功率模式，待机模式是一种省电状态(除了串行接口之外其他电路全部关断)，在测量模式
中，MT9803用于测量电池电压并把测量结果保存于存储器中，另外，测量模式还将监视每节电池的过压(OV)及欠压(UV)状况。
[0016]作为本专利技术进一步的方案：所述硬件停机模式可以使V+引脚与C引脚和锂电池组断开，如果V+电源引脚为0V，则MT9803通常将从电池吸收小于1nA的电流，此时IC内部的所有电路均被关断；当V+＝0V时，不能与IC进行通信。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：所述待机模式是在与电源相连接时电源电流最低的工作状态，当V+＝44V时，待机电流通常为12μA，除了串行接口和稳压器之外，此时所有的电路均被关断，为了实现尽可能低的待机电流消耗，所有的SPI逻辑输入均应设定为逻辑1电平，通过把比较器占空比配置位CDC[2:0]设定为0，可将MT9803编程为待机模式；如果器件在ADC测量正在进行之中时被置于待机模式，则测量将被中断且电池电压寄存器将处于一种不确定状态，如欲退出待机模式，则必须将一个非零值写至CDC位。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：所述测量模式，当CDC位被设置为一个1至7的数值时，MT9803处于测量模式，当CDC＝1时，MT9803处于接通状态并等待一个起动ADC转换命令；当CDC位的数值为2至7时，IC将监视每个电池电压并在SDO引脚上产生一个中断信号，指示所有的电池电压均在UV和OV的限值范围之内，CDC位的值决定了电池监视的频度以及平均的电源电流消耗水平；
[0019]用于指示UV/OV中断状态的方法为电平轮询(采用一个高电平或低电平输出信号)，轮询方法在“串行端口”部分进行说明，UV/OV限值由配置寄存器中的VUV和VOV值来设定，当某个电池电压超过UV/OV限值时，标志寄存器中的一个位将被设定，每个电池的UV和OV标志状态可采用读标寄存器组来决定；
[0020]当IC处于测量模式时，可随时要求进行ADC测量，如欲在测量模式中启动电池电压测量，则发送一个启动A/D转换命令，在发送了该命令之后，MT9803将通过电平轮询指示A/D转换器状态，在电池电压测量命令执行过程中，UV和OV标志(在标志寄存器组之内)也被更新，当测量完成时，器件将继续按照CDC位规定的频率监视UV和OV状况。
[0021]作为本专利技术进一步的方案：所述充电分析模块的充电分析过程具体如下：
[0022]步骤1：将锂电池标记为u，u＝1,2，......，z，z为正整数；获取锂电池的充电开始时间，并将充电开始时间记为CKTu；
[0023]步骤2：获取锂电池充电时的充电电流，并将充电电流标记为CDLu；获取锂电池的电池容量，并将电池容量标记为DRu；
[0024]步骤3：结合充电时间计算公式YTu＝DRu/CDLu
×
60计算得到锂电池的预估充电时长YTu；
[0025]步骤4：充电开始时间加上预估充电时长得到锂电池的充电结束时间CJTu。
[0026]作为本专利技术进一步的方案：所述智能预警模块的工作过程具体如下：
[0027]S1、获取系统当前时间TD1和若干个锂电池的充电结束时间；
[0028]若TD<CJTu，利用公式SYTu＝CJTu
‑
TD1计算得到锂电池的剩余充电时长SYTu，则锂电池经过剩余充电时长SYTu后生成充电完成信号并立即反馈至服务器；
[0029]若TD≥CJTu，则生成充电完成信号并立即反馈至服务器，服务器将充电完成信号发送至用户终端，记录充电完成信号的发送时间，记录为信号发送时间；
[0030]S2、若用户终端查收充电完成信号后则反馈停止充电信号，服务器接收到停止充
电信号后控制锂电池停止充电；
[0031]S3、若用户终端未查收充电完成信号，则经过时间t1后生成短信提醒信号立即反馈至服务器，服务器将短信提醒信号后生成短信发送至用户终端，若用户终端查收短信提醒信号后则反馈停止充电信号，服务器接收到停止充电信号后控制锂电池停止充电；
[0032]S4、若用户终端未查收短信提醒信号，则经过时间t2后生成强制断电信号反馈至服务器，服务器接收到强制断电信号后控制锂电池停止充电，同时记录锂电池产生强制断电信号的次数，并记为强断次数QDu；其中，t1＞t2。
[0033]作为本专利技术进一步的方案：所述环境监测参数计算模块采用下式计算锂电池组的环境计算参数：
[0034][0035]其中，T代表锂电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统，其特征在于，包括锂电池组、服务器、电池管理芯片、充电分析模块、智能预警模块、环境监测参数计算模块、电池状态评估模块；所述锂电池组，采用多节锂离子电池串联成组作为电源；所述服务器，将充电数据和充电环境数据发送至充电分析模块；所述电池管理芯片，通过外围监测电路实时监测锂电池组的当前电压、充放电电流和温度信息；所述充电分析模块，用于对锂电池组进行充电分析；所述智能预警模块，对锂电池组的充电工作进行智能预警，生成充电完成信号、短信提醒或强制断电信号并反馈至服务器；所述环境监测参数计算模块，基于锂电池组所处环境的环境数据，计算锂电池组的环境监测参数；所述电池状态评估模块，对锂电池组进行状态评估。2.根据权利要求1所述的一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统，其特征在于，所述电池管理芯片为MT9803，所述MT9803是一款数据采集IC，能测量多达12节串联电池的电压，一个输入多路复用器将电池连接成一个12位ΔΣ模数转换器ADC，一个内部8ppm/℃电压基准与该ADC相组合；所述MT9803具有三种操作模式：硬件停机、待机和测量，硬件停机是一种真正的零功率模式，待机模式是一种省电状态，在测量模式中，MT9803用于测量电池电压并把测量结果保存于存储器中，另外，测量模式还将监视每节电池的过压及欠压状况。3.根据权利要求2所述的一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统，其特征在于，所述硬件停机模式可以使V+引脚与C引脚和锂电池组断开，如果V+电源引脚为0V，则MT9803通常将从电池吸收小于1nA的电流，此时IC内部的所有电路均被关断；当V+＝0V时，不能与IC进行通信。4.根据权利要求2所述的一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统，其特征在于，所述待机模式是在与电源相连接时电源电流最低的工作状态，当V+＝44V时，待机电流通常为12μA，除了串行接口和稳压器之外，此时所有的电路均被关断，为了实现尽可能低的待机电流消耗，所有的SPI逻辑输入均应设定为逻辑1电平，通过把比较器占空比配置位CDC[2:0]设定为0，可将MT9803编程为待机模式；如果器件在ADC测量正在进行之中时被置于待机模式，则测量将被中断且电池电压寄存器将处于一种不确定状态，如欲退出待机模式，则必须将一个非零值写至CDC位。5.根据权利要求2所述的一种用于监测长串串接的锂电池组监测系统，其特征在于，所述测量模式，当CDC位被设置为一个1至7的数值时，MT9803处于测量模式，当CDC＝1时，MT9803处于接通状态并等待一个起动ADC转换命令；当CDC位的数值为2至7时，IC将监视每个电池电压并在SDO引脚上产生一个中断信号，指示所有的电池电压均在UV和OV的限值范围之内，CDC位的值决定了电池监视的频度以及平均的电源电流消耗水平；用于指示UV/OV中断状态的方法为电平轮询，轮询方法在“串行端口”部分进行说明，UV/OV限值由配置寄存器中的VUV和VOV值来设定，当某个电池电压超过UV/OV限值时，标志寄存器中的一个位...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宇，郑泽建，
申请(专利权)人：广州市力驰微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：