【技術領域】

本發(fā)明涉及電池模組技術領域，尤其涉及一種溫度和應變采集系統。

背景技術：

在能源危機日益嚴重的今天，新能源行業(yè)迅猛發(fā)展，電動汽車的數量越來越多。電池管理系統為保證電池系統安全無故障運行，需時刻采集電池模組溫度、應變等信息；傳統電池管理系統設計過程中，溫度采集的方式是使用熱敏電阻傳感器，只能采集電池模組表面的溫度，并且需要與被測電池模組直接接觸，相互之間存在熱傳導，影響被測電池模組的溫度分布，采集結果不佳；而在對電池模組的應變采集過程中，一般采用在電池模組的表面粘貼電阻應變片的方法，此方法只采集電池模組的外部應變，缺少對電池模組內部應變的監(jiān)控和保護。

鑒于以上弊端，實有必要提供一種溫度和應變采集系統以克服以上缺陷。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可以采集電池模組內部溫度和應變的采集系統。

為了實現上述目的，本發(fā)明提供一種溫度和應變采集系統，包括電池模組、采集模塊、模數轉換模塊及電池管理中央單元；所述采集模塊包括溫度采集模塊和應變采集模塊；所述溫度采集模塊包括光纖溫度傳感器和第一信號處理模塊；所述應變采集模塊包括光纖應變傳感器和第二信號處理模塊；所述光纖溫度傳感器用于采集所述電池模組的溫度信息并輸出第一光信號；所述光纖應變傳感器用于采集所述電池模組的應變信息并輸出第二光信號；所述第一信號處理模塊與所述光纖溫度傳感器相連并將所述第一光信號轉換成第一電壓信號；所述第二信號處理模塊與所述光纖應變傳感器相連并將所述第二光信號轉換成第二電壓信號；所述第一信號處理模塊和所述第二信號處理模塊均與所述模數轉換模塊相連；所述模數轉換模塊還與所述電池管理中央單元相連。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述光纖溫度傳感器和所述光纖應變傳感器分別置于所述電池模組內部的溫度熱積點和強度薄弱點上。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述電池模組內部的溫度熱積點和強度薄弱點通過熱力學仿真實驗確定。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述第一信號處理模塊包括第一光電轉換模塊和第一電流電壓變換模塊，所述第一光電轉換模塊與所述光纖溫度傳感器相連并將所述第一光信號轉換成第一電流信號，所述第一電流電壓變換模塊與所述第一光電轉換模塊相連并將所述第一電流信號轉換成第一電壓信號。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述第二信號處理模塊包括第二光電轉換模塊和第二電流電壓變換模塊，所述第二光電轉換模塊與所述光纖應變傳感器相連并將所述第二光信號轉換成第二電流信號，所述第二電流電壓變換模塊與所述第二光電轉換模塊相連并將所述第二電流信號轉換成第二電壓信號。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述第一電壓信號和所述第二電壓信號均為模擬信號，所述模數轉換模塊用于將所述第一電壓信號和所述第二電壓信號轉換為對應的數字信號并輸出到所述電池管理中央單元中。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述模數轉換模塊包括模數轉換芯片和單片機，所述單片機用于控制所述模數轉換芯片。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述溫度和應變采集系統還包括放大模塊，所述放大模塊連接所述第一信號處理模塊和第二信號處理模塊及模數轉換模塊并將所述第一光信號和所述第二光信號進行放大然后輸出到所述模數轉換模塊中。

與現有技術相比，本發(fā)明提供的溫度和應變采集系統，利用熱力學仿真實驗確定電池模組內部的溫度熱積點和強度薄弱點，并將光纖溫度傳感器和光纖應變傳感器分別置于電池模組內部的溫度熱積點和強度薄弱點上，可以采集電池模組內部的溫度和應變信息，增強對電池模組的監(jiān)控和保護。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明溫度和應變采集系統的結構原理圖。

【具體實施方式】

為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益技術效果更加清晰明白，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

當一個元件被認為與另一個元件“相連”時，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。

請參閱圖1，圖1為本發(fā)明提供的一種溫度和應變采集系統100的結構原理圖。所述溫度和應變采集系統100包括電池模組10、采集模塊20、模數轉換模塊30及電池管理中央單元40。

具體的，所述采集模塊20包括溫度采集模塊21和應變采集模塊22。所述溫度采集模塊21包括光纖溫度傳感器210和第一信號處理模塊211；所述應變采集模塊22包括光纖應變傳感器220和第二信號處理模塊221。所述光纖溫度傳感器210用于采集所述電池模組10的溫度信息并輸出第一光信號；所述光纖應變傳感器220用于采集所述電池模組10的應變信息并輸出第二光信號。具體的，所述光纖溫度傳感器210和所述光纖應變傳感器220分別置于所述電池模組10內部的溫度熱積點和強度薄弱點上。本實施方式中，所述電池模組10內部的溫度熱積點和強度薄弱點通過熱力學仿真實驗確定，防止因采集點選取不當造成測量效果不佳等問題。所述光纖溫度傳感器210和所述光纖應變傳感器220均具有測量精度高、體積小、質量輕及可自由彎曲等優(yōu)點，容易實現對電池模組10內部的溫度和應變的實時采集。

所述第一信號處理模塊211與所述光纖溫度傳感器210相連并將所述第一光信號轉換成第一電壓信號；所述第二信號處理模塊221與所述光纖應變傳感器220相連并將所述第二光信號轉換成第二電壓信號。具體的，所述第一信號處理模塊211包括第一光電轉換模塊212和第一電流電壓變換模塊213，所述第一光電轉換模塊212與所述光纖溫度傳感器210相連并將所述第一光信號轉換成第一電流信號；所述第一電流電壓變換模塊213與所述第一光電轉換模塊212相連并將所述第一電流信號轉換成第一電壓信號。所述第二信號處理模塊221包括第二光電轉換模塊222和第二電流電壓變換模塊223，所述第二光電轉換模塊222與所述光纖應變傳感器220相連并將所述第二光信號轉換成第二電流信號；所述第二電流電壓變換模塊223與所述第二光電轉換模塊222相連并將所述第二電流信號轉換成第二電壓信號。

所述第一信號處理模塊211和所述第二信號處理模塊221均與所述模數轉換模塊30相連。所述模數轉換模塊30還與所述電池管理中央單元40相連。本實施方式中，所述第一電壓信號和所述第一電壓信號均為模擬信號，所述模數轉換模塊30用于將所述第一電壓信號和所述第二電壓信號轉換為對應的數字信號。所述模數轉換模塊30包括模數轉換芯片31和單片機32，所述單片機32用于控制所述模數轉換芯片31。所述模數轉換模塊30還與所述電池管理中央單元40相連并將所述數字信號輸出到所述電池管理中央單元40中，完成對所述電池模組10內部的溫度和應變信息的采集。

進一步的，所述溫度和應變采集系統100還包括放大模塊50，所述放大模塊50連接所述第一信號處理模塊211和第二信號處理模塊221及模數轉換模塊30，并將所述第一光信號和所述第二光信號進行放大然后輸出到所述模數轉換模塊30中。所述放大模塊50起到降低噪聲、提高增益的作用，以便兼容很弱的信號。

本發(fā)明提供的溫度和應變采集系統100的工作原理如下：

首先，利用熱力學仿真實驗確定所述電池模組10內部的溫度熱積點和強度薄弱點，然后將所述光纖溫度傳感器210和所述光纖應變傳感器220分別置于所述電池模組10內部的溫度熱積點和強度薄弱點上；接著，所述光纖溫度傳感器210和所述光纖應變傳感器220分別實時采集所述電池模組10內部的溫度和應變信息，并輸出對應的第一光信號和第二光信號到所述第一信號處理模塊211和所述第二信號處理模塊221中；所述第一光信號依次通過所述第一信號處理模塊211內的第一光電轉換模塊212和第一電流電壓變換模塊213轉換成第一電壓信號；所述第二光信號依次通過所述第二信號處理模塊221的第二光電轉換模塊222和第二電流電壓變換模塊223轉換成第二電壓信號；所述第一電壓信號和所述第二電壓信號經所述放大模塊50放大后輸出到所述模數轉換模塊30中；所述模數轉換模塊30將所述第一電壓信號和所述第二電壓信號分別轉換成對應的數字信號并輸出到所述電池管理中央單元40中，完成對所述電池模組10內部的溫度和應變信息的采集。

本發(fā)明提供的溫度和應變采集系統，利用熱力學仿真實驗確定電池模組內部的溫度熱積點和強度薄弱點，并將光纖溫度傳感器和光纖應變傳感器分別置于電池模組內部的溫度熱積點和強度薄弱點上，可以采集電池模組內部的溫度和應變信息，增強對電池模組的監(jiān)控和保護。

本發(fā)明并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述，因此對于熟悉領域的人員而言可容易地實現另外的優(yōu)點和修改，故在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)、代表性的設備和這里示出與描述的圖示示例。