動力電池組信息采集與顯示裝置制造方法
【專利摘要】一種動力電池組信息采集與顯示裝置，包括至少一個下位機控制器，各下位機控制器分別與一組動力電池組電信相連；還包括電池主控制器、第一總線、第二總線、電池信息顯示儀表、執(zhí)行器單元、電流傳感單元和電壓傳感器單元；下位機控制器、電池主控制器、電池信息顯示儀表和執(zhí)行器單元分別與第一總線、第二總線電信相連；電流傳感單元和電壓傳感器單元分別與第二總線電信相連；下位機控制器與電池主控制器之間通過第一總線、第二總線進行通訊，并且第一總線和第二總線相互獨立，各下位機控制器分別與第一總線、第二總線并聯(lián)。本實用新型的電池組信息采集與顯示裝置具有采樣精度高、采樣速度快、抗干擾能力強的優(yōu)點。
【專利說明】動力電池組信息采集與顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種信息設(shè)備，尤其涉及一種動力電池組信息采集與顯示裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]電動車采用鎳氫電池、鋰離子電池所構(gòu)成的電池組是由幾只到上百只電池單體串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成的。任何一只電池單體的損壞都會影響整個電池組的工作，降低整個電池組的使用壽命，甚至造成起火爆炸等嚴(yán)重事故。因此，對每一個電池單體的電壓、溫度、電流進行信號采集和顯示是電池管理系統(tǒng)的基本功能之一?，F(xiàn)有技術(shù)的電池管理系統(tǒng)的電壓采集方式，一種是如專利號為CN203054075U、CN200810038790.7所公開的繼電器陣列采集方式，在不同時間段切換到不同的電池，然后將該電池電壓輸入到微控制器單元，再通過AD采集模塊進行數(shù)據(jù)采集。第二種是如專利CN203218398U所公開的菊花鏈?zhǔn)讲杉绞剑捎枚嗤ǖ罃?shù)據(jù)采集芯片并級聯(lián)成菊花鏈進行電池數(shù)據(jù)采集，電池數(shù)據(jù)采集電路下位機通過菊花鏈總線的方式級聯(lián)，依次傳遞數(shù)據(jù)信息。第三種是如申請?zhí)枮镃N103072489A所公開的單路CAN總線采集方式，下位機進行數(shù)據(jù)采集并通過CAN總線將電池的單體電壓溫度等信息傳送到上位機進行數(shù)據(jù)處理。上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是:
[0003]1、繼電器陣列式采樣方式依次切換到不同的電池單體，需要用多個繼電器完成采樣工作，并且采樣操作是分時進行，采樣速度慢，采樣精度不高。
[0004]2、菊花鏈?zhǔn)讲蓸臃绞绞且环N串聯(lián)信號傳輸方法，其中一個下位機故障就會導(dǎo)致所有的下位機通訊都不能正常工作。
[0005]3、傳統(tǒng)的單路CAN總線分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在速度、精度、抗干擾能力和數(shù)據(jù)顯示與處理方面存在各種問題，還不能令人滿意。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的，就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種動力電池
組信息采集與顯示裝置。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:一種動力電池組信息采集與顯示裝置，包括至少一個下位機控制器，各下位機控制器分別與一組動力電池組電信相連；還包括電池主控制器、第一總線、第二總線、電池信息顯示儀表、執(zhí)行器單元、電流傳感單元和電壓傳感器單元；下位機控制器、電池主控制器、電池信息顯示儀表和執(zhí)行器單元分別與第一總線、第二總線電信相連；電流傳感單元和電壓傳感器單元分別與第二總線電信相連；下位機控制器與電池主控制器之間通過第一總線、第二總線進行通訊，并且第一總線和第二總線相互獨立，各下位機控制器分別與第一總線、第二總線并聯(lián)。
[0008]所述第一總線為SPI總線或IIC總線，第二總線為CAN總線。
[0009]所述SPI總線包括時鐘信號線CLK、主發(fā)從收信號線SMO和主收從發(fā)信號線SOMI。
[0010]所述下位機控制器包括集成電壓處理單元、地址設(shè)定單元、第一總線控制器、第二總線控制器、第一總線信號收發(fā)單元和第二總線信號收發(fā)單元；集成電壓處理單元的輸入端與相應(yīng)動力電池組中的各電池單體并聯(lián)，輸出端連接第一總線控制器；地址設(shè)定單元和第二總線控制器分別與第一總線控制器電信相連；第一總線信號收發(fā)單元的輸入與第一總線控制器電信相連，輸出與第一總線電信相連；第二總線信號收發(fā)單元的輸入與第二總線控制器電信相連，輸出與第二總線電信相連。
[0011]所述地址設(shè)定單元向第一總線控制器輸出由高低電平信號構(gòu)成的二進制碼數(shù)字信號。
[0012]所述電流傳感單元包括順序電信相連的電流傳感器、第二總線控制器和第二總線信號收發(fā)單元，其中第二總線信號收發(fā)單元與第二總線電信相連，電壓傳感器單元包括順序電信相連的電壓傳感器、第二總線控制器和第二總線信號收發(fā)單元，其中第二總線信號收發(fā)單元與第二總線電信相連。
[0013]所述電池信息顯示儀表包括彩色液晶顯示屏，該彩色液晶顯示屏用于顯示電池單體的電壓、電池溫度、總電流、總電壓、電池荷電狀態(tài)和電池組故障碼。
[0014]所述電池單體電壓的顯示分為多屏，每屏顯示6到32串的單體電壓。
[0015]本實用新型可以提高電池電壓信號采集裝置的抗干擾性能、提高采樣速度和精度、可對某一個下位機進行單獨尋址和單獨操作，從而提高系統(tǒng)的靈活性。另外電池信息顯示儀表可以顯示所有單體電池的電壓、溫度等信息，并采用一種柱狀圖形顯示每一個電池的電壓，柱狀圖隨電池電壓的高低，分為不同的顏色，便于用戶使用。具有采樣精度高、采樣速度快、抗干擾能力強的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型動力電池組信息采集與顯示裝置的結(jié)構(gòu)框圖.【具體實施方式】
[0017]圖1是本實用新型動力電池組信息采集與顯示裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)框圖，它包括兩個下位機控制器1，兩下位機控制器分別與一組動力電池組2電信相連；還包括電池主控制器3、第一總線4、第二總線5、電池信息顯示儀表6、執(zhí)行器單元7、電流傳感單元8和電壓傳感器單元9。其中的下位機控制器1、電池主控制器3、電池信息顯示儀表6和執(zhí)行器單元7分別與第一總線4、第二總線5電信相連；電流傳感單元8和電壓傳感器單元9分別與第二總線5電信相連；下位機控制器I與電池主控制器3之間通過第一總線4、第二總線5進行通訊，并且第一總線4和第二總線5相互獨立，各下位機控制器分別與第一總線、第二總線并聯(lián)。
[0018]本實施例中的第一總線為SPI總線或IIC總線，第二總線為CAN總線。SPI總線包括時鐘信號線CLK、主發(fā)從收信號線SMO和主收從發(fā)信號線SOMI。
[0019]本實施例中的下位機控制器I包括集成電壓處理單元11、地址設(shè)定單元12、第一總線控制器13、第二總線控制器14、第一總線信號收發(fā)單元15和第二總線信號收發(fā)單元16。集成電壓處理單元的輸入端與相應(yīng)動力電池組中的各電池單體并聯(lián)，輸出端連接第一總線控制器；地址設(shè)定單元和第二總線控制器分別與第一總線控制器電信相連；第一總線信號收發(fā)單元的輸入與第一總線控制器電信相連，輸出與第一總線電信相連；第二總線信號收發(fā)單元的輸入與第二總線控制器電信相連，輸出與第二總線電信相連。
[0020]上述地址設(shè)定單元向第一總線控制器輸出由高低電平信號構(gòu)成的二進制碼數(shù)字信號。
[0021]本實施例中的電流傳感單元8包括順序電信相連的電流傳感器81、第二總線控制器82和第二總線信號收發(fā)單元83，其中第二總線信號收發(fā)單元與第二總線電信相連，電壓傳感器單元9包括順序電信相連的電壓傳感器91、第二總線控制器92和第二總線信號收發(fā)單元93，其中第二總線信號收發(fā)單元與第二總線電信相連。
[0022]本實施例中的電池信息顯示儀表6包括彩色液晶顯示屏，該彩色液晶顯示屏用于顯示電池單體的電壓、電池溫度、總電流、總電壓、電池荷電狀態(tài)和電池組故障碼。
[0023]本實用新型中的電池主控制器3是一個帶有雙總線接口的單片機控制器單元，包括SPI總線接口和CAN總線接口，主控制器內(nèi)部具有單片機供電電路、晶振、數(shù)字輸入輸出接口等。能夠接收CAN通訊信息和SPI信息并進行計算和存儲。
[0024]本實用新型中的地址設(shè)定單元12設(shè)定下位機控制器的地址信息，下位機控制器的第一總線控制單元能夠讀取該信息，并將該信息打包在電池電壓和溫度信息的數(shù)據(jù)包中，發(fā)送到第一總線，此時電池主控制器3能夠讀取數(shù)據(jù)包，并進行解碼，獲取電池地址信息、電壓信息和溫度信息等。
[0025]本實用新型中的電池主控制器3能夠發(fā)送含有地址信息的命令數(shù)據(jù)包，當(dāng)下位機控制器I收到該信息包后，進行解碼，如果與本身的地址信息相符合，則進行數(shù)據(jù)交換，否則將退出總線控制權(quán)。
【權(quán)利要求】
1.一種動力電池組信息采集與顯示裝置，包括至少一個下位機控制器，各下位機控制器分別與一組動力電池組電信相連；其特征在于，還包括電池主控制器、第一總線、第二總線、電池信息顯示儀表、執(zhí)行器單元、電流傳感單元和電壓傳感器單元；下位機控制器、電池主控制器、電池信息顯示儀表和執(zhí)行器單元分別與第一總線、第二總線電信相連；電流傳感單元和電壓傳感器單元分別與第二總線電信相連；下位機控制器與電池主控制器之間通過第一總線、第二總線進行通訊，并且第一總線和第二總線相互獨立，各下位機控制器分別與第一總線、第二總線并聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的動力電池組信息采集與顯示裝置，其特征在于:所述第一總線為SPI總線或IIC總線，第二總線為CAN總線。
3.如權(quán)利要求2所述的動力電池組信息采集與顯示裝置，其特征在于:所述SPI總線包括時鐘信號線CLK、主發(fā)從收信號線SMO和主收從發(fā)信號線S0MI。
4.如權(quán)利要求1所述的動力電池組信息采集與顯示裝置，其特征在于:所述下位機控制器包括集成電壓處理單元、地址設(shè)定單元、第一總線控制器、第二總線控制器、第一總線信號收發(fā)單元和第二總線信號收發(fā)單元；集成電壓處理單元的輸入端與相應(yīng)動力電池組中的各電池單體并聯(lián)，輸出端連接第一總線控制器；地址設(shè)定單元和第二總線控制器分別與第一總線控制器電信相連；第一總線信號收發(fā)單元的輸入與第一總線控制器電信相連，輸出與第一總線電信相連；第二總線信號收發(fā)單元的輸入與第二總線控制器電信相連，輸出與第二總線電信相連。
5.如權(quán)利要求4所述的動力電池組信息采集與顯示裝置，其特征在于:所述地址設(shè)定單元向第一總線控制器輸出由高低電平信號構(gòu)成的二進制碼數(shù)字信號。
6.如權(quán)利要求1所述的動力電池組信息采集與顯示裝置，其特征在于:所述電流傳感單元包括順序電信相連的電流傳感器、第二總線控制器和第二總線信號收發(fā)單元，其中第二總線信號收發(fā)單元與第二總線電信相連，電壓傳感器單元包括順序電信相連的電壓傳感器、第二總線控制器和第二總線信號收發(fā)單元，其中第二總線信號收發(fā)單元與第二總線電信相連。
7.如權(quán)利要求1所述的動力電池組信息采集與顯示裝置，其特征在于:所述電池信息顯示儀表包括彩色液晶顯示屏。
【文檔編號】G01R31/36GK203745614SQ201320838085
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】吳紅杰, 李松濤, 邵惠民, 江強, 周明明, 婁豫皖, 夏保佳 申請人:上海吉能電源系統(tǒng)有限公司, 上海萬宏動力能源有限公司