專利名稱：一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，屬于新能源汽車技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車是目前新能源戰(zhàn)略的研究熱點(diǎn)，無論是純電動(dòng)汽車還是混合動(dòng)力汽車， 其不可缺少的關(guān)鍵部件之一就是動(dòng)力電池，負(fù)責(zé)對(duì)電池進(jìn)行管理的控制器即為電池管理系 統(tǒng)。根據(jù)目前的電池技術(shù)，動(dòng)力電池是由多個(gè)電池單體組合得到的，在工作過程中，由于提 供動(dòng)力所需充、放電電流較大，其每個(gè)電池單體溫度變化也較大，為了保證電池正常工作， 電池管理系統(tǒng)需要對(duì)每個(gè)電池單體或者每組電池單體的溫度參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這樣測(cè)量 電路會(huì)隨著電池單體的增加。目前所常用的測(cè)量裝置多采用鉬電阻或者熱敏電阻等產(chǎn)生模 擬信號(hào)的傳感裝置作為溫度傳感器，也可以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，但是存在以下問題1)采用鉬電阻或者熱敏電阻作為傳感器，其輸出信號(hào)為模擬信號(hào)，需要后置A/D 轉(zhuǎn)換電路，因此導(dǎo)致系統(tǒng)成本和硬件復(fù)雜度增加，尤其是在電池單體較多的情況下這種情 況尤為突出；2)模擬信號(hào)的采集本身精度受很多因素影響，比如A/D轉(zhuǎn)換芯片的采樣精度、運(yùn) 算放大電路的精度等；3)目前普遍采用集中式采集方式，全部溫度信號(hào)均集中由電池管理系統(tǒng)只一個(gè)核 心節(jié)點(diǎn)來采集和計(jì)算，會(huì)影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性或者為了滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性而導(dǎo)致軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜程 度大大提高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問題，提出一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)裝置。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型的一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，包括中央處理器、單總 線測(cè)溫芯片、上拉電阻、CAN總線接口電路和電源轉(zhuǎn)換電路，其外圍設(shè)備為電池管理系統(tǒng)和 被測(cè)動(dòng)力電池；其連接關(guān)系為中央處理器通過數(shù)據(jù)/地址總線與CAN總線接口電路相連，CAN總線接口電路通 過雙絞屏蔽線與電池管理系統(tǒng)自帶的CAN總線接口電路進(jìn)行通信，電源轉(zhuǎn)換電路的輸入由 外部提供，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)為中央處理器、CAN總線接口電路和單總線測(cè)溫芯片提 供電源，單總線測(cè)溫芯片的數(shù)量為1 48個(gè)，按照每8個(gè)一組進(jìn)行分組，最后一組若不足8 個(gè)也分為一組，每組通過一根信號(hào)線與中央處理器的某根數(shù)字I/O接口相連，該信號(hào)線通 過上拉電阻連接到電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端正極，單總線測(cè)溫芯片放置在被測(cè)電池單體附近 并能夠測(cè)量到電池單體溫度的有效位置；當(dāng)所需測(cè)量的溫度點(diǎn)數(shù)量超過單個(gè)本裝置所包含的單總線測(cè)溫芯片的數(shù)量時(shí)，采用多個(gè)本裝置并行工作，通過雙絞屏蔽線將每個(gè)裝置的CAN總線接口電路相連接并與電池 管理系統(tǒng)自身的CAN總線接口電路連接。本實(shí)用新型的一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，其工作過程為1.將單總線測(cè)溫芯片安裝在所需測(cè)量的溫度點(diǎn)附近；2.每個(gè)裝置中央處理器依次采集全部單總線芯片所輸出的溫度數(shù)據(jù)；3.每個(gè)裝置的中央處理器將采集到的溫度數(shù)據(jù)打包后通過CAN總線接口電路傳 遞給電池管理系統(tǒng)。有益效果本實(shí)用新型對(duì)溫度的測(cè)量采用數(shù)字信號(hào)的方式，相對(duì)于采用模擬信號(hào)的方式減少 了 A/D轉(zhuǎn)換電路，僅采用單總線的方式進(jìn)行連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適用于需要采集大量 溫度信號(hào)的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)；與采用模擬信號(hào)的方式相比減少了信號(hào)轉(zhuǎn)換過程中的外界擾動(dòng)，抗 干擾能力更強(qiáng)，因此更能保證測(cè)量精度；采用分布式的采集方式，裝置之間以及裝置與電池 管理系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，相對(duì)于集中式的采集方式，簡(jiǎn)化了每個(gè)裝置的中央 處理器的計(jì)算量，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

圖1為本實(shí)用新型的裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部連接示意圖；圖2為本實(shí)用新型采用實(shí)施例1方式的連接示意圖；圖3為本實(shí)用新型采用實(shí)施例2方式的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及相互間 的連接示意圖如圖1所示，包括中央處理器、單總線測(cè)溫芯片、上拉電阻、CAN總線接口電路 和電源轉(zhuǎn)換電路，其外圍設(shè)備為電池管理系統(tǒng)和被測(cè)動(dòng)力電池，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì) 本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，如圖2所示，包括中央處理器、36個(gè)單 總線測(cè)溫芯片、上拉電阻Rl R5、CAN總線接口電路和電源轉(zhuǎn)換電路，外圍設(shè)備為電池管理 系統(tǒng)和被測(cè)動(dòng)力電池，其中電池管理系統(tǒng)帶有CAN總線接口電路，被測(cè)動(dòng)力電池包含36個(gè) 電池單體，要求每個(gè)單體的溫度要單獨(dú)測(cè)量；其連接關(guān)系為中央處理器通過數(shù)據(jù)/地址總線與CAN總線接口電路相連，CAN總線接口電路通過 雙絞屏蔽線與電池管理系統(tǒng)進(jìn)行通信，電源轉(zhuǎn)換電路的輸入由車載蓄電池MV電源提供， 電源轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)為中央處理器、CAN總線接口電路和單總線測(cè)溫芯片提供電源；36個(gè)單總線測(cè)溫芯片分別放置在36個(gè)電池單體附近，分為5組，前4組每組包含 8個(gè)單總線測(cè)溫芯片，第5組包含4個(gè)單總線測(cè)溫芯片，每組通過一根信號(hào)線與中央處理器 的某根數(shù)字I/O接口相連，共5根信號(hào)線分別通過5個(gè)上拉電阻Rl R5連接到電源轉(zhuǎn)換 電路的輸出端正極；上述中央處理器為單片機(jī)，型號(hào)為AT89C52 ；上述本裝置的CAN總線接口電路主要包括CAN控制器SJA1000和CAN收發(fā)器A82C250 ；上述的電源轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)為5V信號(hào)；上述上拉電阻的阻值為IOK ；上述單總線測(cè)溫電路為DS18B20。一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，其工作過程為1.將36個(gè)DS18B20芯片分別安裝在36個(gè)電池單體附近并固定好；2. AT89C52依次讀取每個(gè)DS18B20芯片的當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)；3. AT89C52將讀取的溫度數(shù)據(jù)打包后通過CAN總線接口電路傳遞給電池管理系 統(tǒng)；4.電池管理系統(tǒng)獲取全部電池單體溫度值后再進(jìn)行后續(xù)處理工作。實(shí)施例2一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，如圖3所示，由兩個(gè)并行工作的本裝 置構(gòu)成，圖中上方為裝置1，下方為裝置2，裝置1和裝置2的結(jié)構(gòu)相同，分布在不同位置，均 包括中央處理器、24個(gè)單總線測(cè)溫芯片、上拉電阻Rl R3、CAN總線接口電路和電源轉(zhuǎn)換電 路，外圍設(shè)備為電池管理系統(tǒng)和被測(cè)動(dòng)力電池，其中電池管理系統(tǒng)帶有CAN總線接口電路， 被測(cè)動(dòng)力電池包含96個(gè)電池單體，要求每?jī)蓚€(gè)相對(duì)單體的溫度要單獨(dú)測(cè)量；每個(gè)裝置的連 接關(guān)系為中央處理器通過數(shù)據(jù)/地址總線與CAN總線接口電路相連，電源轉(zhuǎn)換電路的輸入 由車載蓄電池MV電源提供，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)為中央處理器、CAN總線接口電路和 單總線測(cè)溫芯片提供電源二4個(gè)單總線測(cè)溫芯片分為3組，每組包含8個(gè)單總線測(cè)溫芯片， 每組通過一根信號(hào)線與中央處理器的某根數(shù)字I/O接口相連，共3根信號(hào)線分別通過3個(gè) 上拉電阻Rl R3連接到電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端正極，每個(gè)單總線測(cè)溫芯片分別放置在相 對(duì)的兩個(gè)電池單體中間位置；裝置1和裝置2將各自的CAN總線接口電路通過雙絞屏蔽線與電池管理系統(tǒng)的 CAN總線接口電路進(jìn)行通信；上述中央處理器為單片機(jī)，型號(hào)為AT89C52 ；上述裝置1和裝置2的CAN總線接口電路主要包括CAN控制器SJA1000和CAN收 發(fā)器 A82C250 ；上述的電源轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)為5V信號(hào)；上述上拉電阻的阻值為4. 7K;上述單總線測(cè)溫電路為DS18B20。一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，其工作過程為1.將兩個(gè)裝置共48個(gè)DS18B20芯片按照上述連接關(guān)系分別安裝在96個(gè)電池單體 附近并固定好；2.裝置1的中央處理器AT89C52依次讀取本裝置每個(gè)DS18B20芯片的當(dāng)前溫度數(shù) 據(jù)；3.裝置2的中央處理器AT89C52依次讀取本裝置每個(gè)DS18B20芯片的當(dāng)前溫度數(shù) 據(jù)；4.兩個(gè)裝置的中央處理器AT89C52將讀取的溫度數(shù)據(jù)打包后通過CAN總線接口電路傳遞給電池管理系統(tǒng)； 5.電池管理系統(tǒng)獲取全部電池單體溫度值后再進(jìn)行后續(xù)處理工作。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，其外圍設(shè)備為電池管理系統(tǒng)和被測(cè)動(dòng)力 電池，其特征在于包括中央處理器、單總線測(cè)溫芯片、CAN總線接口電路和電源轉(zhuǎn)換電路； 其連接關(guān)系為中央處理器通過數(shù)據(jù)/地址總線與CAN總線接口電路相連，CAN總線接口電路通過雙 絞屏蔽線與電池管理系統(tǒng)自帶的CAN總線接口電路進(jìn)行通信，電源轉(zhuǎn)換電路的輸入由外部 提供，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)為中央處理器、CAN總線接口電路和單總線測(cè)溫芯片提供電 源，單總線測(cè)溫芯片的數(shù)量為1 48個(gè)，按照每8個(gè)一組進(jìn)行分組，每組通過一根信號(hào)線 與中央處理器的某根數(shù)字I/O接口相連，該信號(hào)線通過上拉電阻連接到電源轉(zhuǎn)換電路的輸 出端正極，單總線測(cè)溫芯片放置在被測(cè)電池單體附近并能夠測(cè)量到電池單體溫度的有效位 置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，其特征在于工 作時(shí)的連接方式采用多個(gè)本裝置并行工作的分布式連接方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，其特征在于所 述的分布式連接方式為將每個(gè)裝置的CAN總線接口電路通過雙絞屏蔽線相連，并與電池管 理系統(tǒng)自身的CAN總線接口電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，其特征在于單 總線測(cè)溫芯片為DS18B20。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，其特征在于上 拉電阻的阻值范圍為4. 7K 10K。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池用分布式測(cè)溫裝置，屬于新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域。包括中央處理器、單總線測(cè)溫芯片、CAN總線接口電路和電源轉(zhuǎn)換電路，其外圍設(shè)備為電池管理系統(tǒng)和被測(cè)動(dòng)力電池。本實(shí)用新型對(duì)溫度的測(cè)量采用數(shù)字信號(hào)的方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適用于需要采集大量溫度信號(hào)的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)量精度高，采用分布式的采集方式，提高了整體系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
文檔編號(hào)G01K7/00GK201844888SQ201020595999
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者趙京磊 申請(qǐng)人:趙京磊