本申請(qǐng)涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及蓄電池組電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

通信機(jī)房的直流供電系統(tǒng)由交流配電屏、整流器、蓄電池組、直流配電屏、直流-直流變換設(shè)備組成。直流系統(tǒng)的電壓等級(jí)有48V、24V、240V等，以48V電壓等級(jí)為主。蓄電池組在直流供電系統(tǒng)中承擔(dān)后備電源功能，在交流市電或整流器故障時(shí)，為通信設(shè)備提供直流電源。蓄電池組目前主要使用鉛酸電池。

由于大容量鋰離子電池與鉛酸電池相比，具有高能量密度、大放電電流能力、低自放電率、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，隨著其價(jià)格的下降，在通信機(jī)房的48V直流供電系統(tǒng)中使用鋰離子電池，已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。

但鋰離子電池在狀態(tài)監(jiān)測(cè)、充放電管理等方面有較高的要求，類似鉛酸電池的粗放式使用方式不利于發(fā)揮鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)。為更加精細(xì)地管理鋰離子電池的使用，需要準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)鋰離子電池的狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種蓄電池組電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其能準(zhǔn)確、可靠地監(jiān)測(cè)蓄電池組的狀態(tài)變化。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型蓄電池組電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，包括電池電壓測(cè)量模塊、隔離電源模塊和光耦隔離模塊，所述電池電壓測(cè)量模塊用于至少監(jiān)測(cè)蓄電池組的每一單體電池的電壓，所述電池電壓測(cè)量模塊的輸出經(jīng)串行數(shù)據(jù)總線與所述光耦隔離模塊連接，所述光耦隔離模塊的輸出經(jīng)串行數(shù)據(jù)總線輸出，所述光耦隔離模塊用于對(duì)所述串行數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信號(hào)隔離，及用于電平隔離的所述隔離電源模塊與所述光耦隔離模塊連接并為所述電池電壓測(cè)量模塊提供工作電源。

作為本實(shí)用新型裝置的一種改進(jìn)，所述裝置還包括濾波模塊，所述濾波模塊包括一組或多組雙向瞬態(tài)抑制二極管和RC低通濾波電路，其中每一單體電池的端電壓信號(hào)與一個(gè)雙向瞬態(tài)抑制二極管并聯(lián)，再經(jīng)過一個(gè)RC低通濾波電路處理后的電壓信號(hào)連接到所述電池電壓測(cè)量模塊。

作為本實(shí)用新型裝置進(jìn)一步的改進(jìn)，所述RC低通濾波電路為一階RC低通濾波電路。

作為本實(shí)用新型裝置的另一種改進(jìn)，所述電池電壓測(cè)量模塊包括多路選擇開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和結(jié)果寄存器，所述多路選擇開關(guān)依次將各個(gè)單體電池端電壓信號(hào)接入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果存入所述結(jié)果寄存器中。

作為本實(shí)用新型裝置進(jìn)一步的改進(jìn)，所述電池電壓測(cè)量模塊為L(zhǎng)TC6802型芯片。

作為本實(shí)用新型裝置的又一種改進(jìn)，所述光耦隔離模塊為四通道數(shù)字隔離芯片ADuM1411。

按照本實(shí)用新型，采用電平隔離方式，由隔離電源模塊為電池電壓測(cè)量模塊提供工作電源，從而使得外接的控制模塊的參考地電平和電池電壓測(cè)量模塊的參考地電平彼此隔離，消除了噪聲干擾信號(hào)的傳播途徑，減少電池組充放電電流對(duì)外接控制模塊的電磁干擾；同時(shí)，光耦隔離模塊提供通信總線的信號(hào)隔離，提高了系統(tǒng)可靠性。

結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說明

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的裝置的濾波模塊的一實(shí)施例的電路示意圖。

為清晰起見，這些附圖均為示意性及簡(jiǎn)化的圖，它們只給出了對(duì)于理解本實(shí)用新型所必要的細(xì)節(jié)，而省略其他細(xì)節(jié)。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式和實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

通過下面給出的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的適用范圍將顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在詳細(xì)描述和具體例子表明本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)，它們僅為說明目的給出。

本說明書中以鋰離子電池組為例進(jìn)行說明，本實(shí)用新型的技術(shù)方案可類似地應(yīng)用于其它可再充電的蓄電池組，并具有同樣的優(yōu)點(diǎn)。

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的蓄電池組電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖。在工作時(shí)，本實(shí)用新型裝置的輸出與例如系統(tǒng)的控制模塊連接。該裝置100包括電池電壓測(cè)量模塊1、隔離電源模塊2和光耦隔離模塊3。電池電壓測(cè)量模塊1用于監(jiān)測(cè)串聯(lián)連接的鋰離子電池組的每一單體電池的電壓。電池電壓測(cè)量模塊1通過一束導(dǎo)線與分別電池組中每一節(jié)單體電池的正負(fù)端子相連接，以將每一節(jié)單體電池的端電壓信號(hào)接入電路板。由于電池是串聯(lián)成組的，所以端子排點(diǎn)位數(shù)和導(dǎo)線根數(shù)為“單體電池?cái)?shù)量+1”，例如最大可接入12節(jié)電池時(shí)，端子排點(diǎn)位數(shù)和導(dǎo)線根數(shù)為13。電池電壓測(cè)量模塊1至少包括多路選擇開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和結(jié)果寄存器，所述多路選擇開關(guān)依次將各個(gè)單體電池端電壓信號(hào)接入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果存入所述結(jié)果寄存器中。在此采用LTC6802型芯片實(shí)施電池電壓測(cè)量模塊1。

電池電壓測(cè)量模塊1的輸出經(jīng)串行數(shù)據(jù)總線與光耦隔離模塊3連接，光耦隔離模塊3的輸出經(jīng)串行數(shù)據(jù)總線輸出到外接的控制模塊。隔離電源模塊2與光耦隔離模塊3連接。外接的控制模塊通過串行數(shù)據(jù)總線(SPI總線)與電池電壓測(cè)量模塊1進(jìn)行通信，讀取電壓測(cè)量結(jié)果。為了減少電池組充放電電流對(duì)控制模塊的電磁干擾，提高系統(tǒng)可靠性，在此采用了電平隔離方式，由隔離電源模塊2為電池電壓測(cè)量模塊1提供工作電源，從而使得控制模塊的參考地電平和電池電壓測(cè)量模塊1的參考地電平彼此隔離，消除了噪聲干擾信號(hào)的傳播途徑。在電源隔離的情況下，通常使用光耦隔離模塊3進(jìn)行通信總線的信號(hào)隔離。在此采用四通道數(shù)字隔離芯片ADuM1411實(shí)施光耦隔離模塊3。

這樣，本實(shí)用新型裝置使用電池電壓測(cè)量模塊(如AD轉(zhuǎn)換芯片)對(duì)鋰離子電池組中的每一個(gè)電池單體進(jìn)行電壓檢測(cè)，外接的控制模塊可以通過串行數(shù)據(jù)總線(SPI總線)讀取檢測(cè)結(jié)果。利用光耦隔離模塊3對(duì)串行數(shù)據(jù)總線進(jìn)行隔離及利用隔離電源模塊2進(jìn)行電平隔離，提高了本實(shí)用新型裝置的可靠性。

根據(jù)本實(shí)用新型裝置的一種實(shí)施方式，所述裝置100還包括濾波模塊，該濾波模塊的輸入用于與鋰離子電池組的每一單體電池連接，該濾波模塊的輸出與電池電壓測(cè)量模塊1的輸入連接。如圖2中所示，該濾波模塊包括一組或多組(在此為12組)雙向瞬態(tài)抑制二極管(TVS)和一階RC低通濾波電路。單體電池的端電壓信號(hào)C1-1、C1-2、......、C1-12接入電路板后，與一個(gè)雙向瞬態(tài)抑制二極管(TVS)并聯(lián)，用于抑制可能由導(dǎo)線侵入的浪涌沖擊，保護(hù)后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。單體電池的端電壓信號(hào)再經(jīng)過一個(gè)由電阻R和電容C構(gòu)成的一階RC低通濾波電路，用于濾除電池直流電壓信號(hào)上可能存在的高頻噪聲信號(hào)。經(jīng)過上述處理后的電壓信號(hào)C1、C2、......、C12，接入電池電壓測(cè)量模塊1。

上面實(shí)施例中使用的特定芯片僅為例示目的給出，也可使用本領(lǐng)域已知的任何其它適當(dāng)型號(hào)的芯片實(shí)現(xiàn)同樣的功能。

在此所述的多個(gè)不同實(shí)施例或者其特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可在本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中適當(dāng)組合。

除非明確指出，在此所用的單數(shù)形式“一”、“該”均包括復(fù)數(shù)含義(即具有“至少一”的意思)。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，說明書中使用的術(shù)語“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個(gè)或多個(gè)其他特征、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。如在此所用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)列舉的相關(guān)項(xiàng)目的任何及所有組合。

前面說明了本實(shí)用新型的一些優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型不局限于這些實(shí)施例，而是可以本實(shí)用新型主題范圍內(nèi)的其它方式實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型技術(shù)構(gòu)思的啟發(fā)和不脫離本實(shí)用新型內(nèi)容的基礎(chǔ)上對(duì)本實(shí)用新型作出各種變形和修改，這些變形或修改仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。