一种电池组的数据采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池组的数据采集系统，包括多个数据采集装置和至少一个功率采集单元；每个数据采集装置与多节电池相连接，至少一个功率采集单元与电池组中的全部电池相连接；全部数据采集装置与通讯网络总线相连接，全部功率采集单元与通讯网络总线相连接；通讯网络总线根据接入数据采集装置的地址与每个数据采集装置进行数据交互。采用本发明专利技术的系统，电池组的充放电电流、总电压、单体电压采集可以同步进行，保证数据的一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池组的数据采集系统，尤其是动力电池组的数据采集系统。
技术介绍
由于电动汽车蓄电池组(通常简称为动力电池组)通常是由几十个乃至上百个单体电池组成,所以每一个单体电池的工作状态对整个电池组都有很大影响。工作状态的正常与否不仅反映电池组的好坏，而且影响电池组。实践表明，在电动汽车运行过程中，如不及时检测，找出不一致电池给予更换或调整，电池组的容量将变小，电池寿命将缩短，影响整个电池组的高效安全运行。因此，电池组的一致性对于动力电池组的应用意义重大。而作为电池组的一致性测试指标和方法的基础，快速、精准且同步性高的电池数据采集至关重要。目前根据电池测试时电池组电池数量较大的情况，对其数据采集主要有整组数据采集和单体数据采集。整组数据采集包括电池组总电压、电流采集与安时、功率、瓦时计量， 单体数据采集包括单体电压及单体温度采集。总电压采集方法上，现有的数据采集装置采用电压信号经过电阻分压隔离后进入 A/D转换进行检测；电流的采集与电压的采集单独进行，再根据所采集得到的电流、电压值计算功率、瓦时等电池数据；在单体电压的采集方法上，现在多数的数据采集系统采用巡回采集每节电池电压值的方法，用一套采集电路分时采集各个单体电池，将每只电池的电压信号引入采集设备，采用多通道切换的技术，即通过开关器件或者继电器依次选通单节电池进行直接测量(参见图I)。开关切换动态地改变了参考点，保证每次测量都是一个单体电池的端电压。但是，现有技术中，成组电池测试时会遇到串联电池的数量有多有少的问题，所以对于大功率的电池测试总电压的采集量程范围很宽，少则几伏多则几百伏，现有的采集系统在较低或较高的总电压条件时无法达到较高精度要求。在单体电压的采集中，在保证高精度的同时，现有的巡回采集每节电池电压值的方法使所获取的每节电池的数据不是在同一时刻采集，存在一定时间的延时，对考查电池的一致性有一定的影响，也影响了采集的速度。同样，由于电流采集相对总电压、单体电压采集独立，电流与电压的采集不同步进行，根据电流与电压值计算得到的功率、瓦时数据无法代表电池组或单节电池的真实状态， 对考查电池的一致性有一定的影响。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种电池组的数据采集系统，其充放电电流、总电压、单体电压采集可以同步进行，保证数据的一致性。本申请的专利技术人进行了反复深入的研究，发现如下技术方案可以解决上述技术问题。一种电池组的数据采集系统，包括多个数据采集装置和至少一个功率采集单元； 每个数据采集装置与多节电池相连接，至少一个功率采集单元与全部的电池相连接；全部数据采集装置与通讯网络总线相连接，全部功率采集单元与通讯网络总线相连接；通讯网络总线根据接入数据采集装置地址的不同与每个数据采集装置进行数据交互。根据本专利技术所述的数据采集系统，优选地，所述的数据采集装置包括一个中央处理单元、多个相互隔离的单体电压检测单元和多个温度检测单元；每个相互隔离的单体电压检测单元对应检测一节电池的电压；中央处理器检测到功率采集单元的中央处理器发布的同步采样信号后发布数据采集装置中多个单体电压检测单元的启动信号，所述的启动信号是经过隔离提供给数据采集装置中的多个单体电压检测单元的信号；中央处理器根据所述的启动信号实现对每节电池的检测同时进行。根据本专利技术所述的数据采集系统，优选地，中央处理器对从每个单体电压检测单元得到的数据都进行数字滤波抑制噪声，滤波后对每个通道的数据都进行校准。根据本专利技术所述的数据采集系统，优选地，单体电压与温度数据采集完成并处理后，与故障信息一并通过通讯模块上传到通讯网络总线上，通讯地址由中央处理器上的拨码地址开关决定。根据本专利技术所述的数据采集系统，优选地，数字滤波采用防脉冲干扰平均值滤波方式。根据本专利技术所述的数据采集系统，优选地，功率采集单元用于整组电池组的总电压的采集、整组电池组的充放电电流的采集、整组电池组的充放电功率的计量、整组电池组的充放电Ah (安培 小时)的计量、整组电池组的充放电Wh (瓦 小时)的计量。根据本专利技术所述的数据采集系统，优选地，功率采集单元直接接入通讯网络总线上；功率采集单元的中央处理器发布同步采样信号，中央外理器检测到自己发布的同步采样信号后启动总电压、充放电电流的采集。所述同步采样信号同时提供给多个数据采集装置本专利技术所述的数据采集系统，为动力电池组一致性分析评价方法提供可靠的基础数据支持，便于完成电池成组应用后的综合性能评价。附图说明图I为现有技术中采用光控MOS继电器实现电池电压切换的电路图。图2为本专利技术的数据采集系统的示意图。图3为本专利技术的数据采集装置的结构图。图4为本专利技术的功率采集单元结构图。具体实施例方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术所述的“多个”，表示两个以上，包含两个。本专利技术的电池组的数据采集系统可以用于电池组的数据采集。本专利技术所述的“系统”是一种产品。本专利技术所述的电池组可以是动力电池组、启动电池组等。所谓的动力电池组通常是指为工具提供动力来源的电源，例如电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。本专利技术对于电池的结构并没有特别的限制。例如，可以包括电池盖、正极、隔膜、负极、有机电解液、电池壳等部件。其中，正极的活性物质也没有限定，例如可以为氧化钴锂坐寸o本专利技术的电池组的数据采集系统的结构图参见图2。根据测试电池组串联单体数量的要求，每组电池可以将多个数据采集装置与功率采集单元一并接入通讯网络总线，网络总线根据接入数据采集装置地址的不同与每个同步式高精度电池数据采集装置进行数据交互。 本专利技术的数据采集装置的结构图参见图3。在本专利技术的数据采集系统中，该数据采集装置包括一个中央处理单元、多个相互隔离的单体电压检测单元和多个温度检测单元。 每个相互隔离的单体电压检测单元对应检测一节电池的电压。中央处理器检测到功率采集单元的中央处理器发布的同步采样信号后发布数据采集装置中多个单体电压检测单元的启动信号，所述的启动信号是经过隔离提供给数据采集装置中的多个单体电压检测单元的信号，实现总线上每个装置中的每个单体电压检测都是同时进行。保证了单体电压数据变化的同步性。在本专利技术的数据采集系统中，优选地，中央处理器对从每一个单体电压检测单元得到的数据都进行数字滤波抑制噪声，滤波后对每个通道的数据都进行校准，保证测量的精度，校准的参数保存在存储器中。单体电压与温度数据采集完成并处理后，与故障信息一并通过通讯模块上传到系统通讯总线上，通讯地址由中央处理单元上的拨码地址开关决定。在本专利技术的数据采集系统中，优选地，单体电压采集的数字滤波方法采用防脉冲干扰平均值滤波的方法，在脉冲干扰比较严重的场合，若采用一般的平均值法，则干扰将 “平均”到计算结果中去，故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起的采样值偏差。防脉冲干扰平均值法先对N个数据进行比较，去掉其中的最大值和最小值，然后计算余下的N-2个数据的算术平均值。即权利要求1.一种电池组的数据采集系统，其特征在于包括多个数据采集装置和至少一个功率采集单元；每个数据采集装置与多节电池相连接，至少一个功率采集单元与电池组中的全部电池相连接；全部数据采集装置与通讯网络总线相连接，全部功率采集单元与通讯网络总线相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：温家鹏，于勤录，冯韬，杨润宇，赵迪，
申请(专利权)人：北京优科利尔能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：