一種具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，包括微處理器和受微處理器控制的數(shù)據(jù)選擇器，數(shù)據(jù)選擇器的各數(shù)據(jù)輸入端連接有若干不同的信號源感應(yīng)器，數(shù)據(jù)輸出端依次連接濾波單元和受微處理器控制的數(shù)據(jù)分配器，數(shù)據(jù)分配器的各數(shù)據(jù)輸出端連接若干不同處理方式的數(shù)據(jù)處理電路，各數(shù)據(jù)處理電路的輸出端信號發(fā)送到微處理器。本發(fā)明所述的電池管理系統(tǒng)，采用上位機(jī)進(jìn)行文件配置，通過使用數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器，可分時選通不同信號源的檢測通道，靈活配置處理電路以及濾波形式，節(jié)省信號處理成本以及處理器資源，提高電池管理系統(tǒng)對外部環(huán)境變量檢測的可配置性，防止重復(fù)設(shè)計。
【專利說明】一種具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理系統(tǒng)，特別涉及一種具備多種安全檢測功能的電池管理系 統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]目前的電池管理系統(tǒng)一般只針對電池(管理對象)的內(nèi)在參數(shù)，如電壓、溫度、電流 以及系統(tǒng)絕緣狀態(tài)進(jìn)行專門的檢測設(shè)計，大部分管理系統(tǒng)缺乏對電池或電池組系統(tǒng)以外的 物理量進(jìn)行檢測的功能，如加速度、濕度、煙霧濃度、壓力、鹽度等，這些物理量反映了電池 組整體系統(tǒng)的安全性，影響電池的使用壽命，必須作為管理系統(tǒng)的一個重要功能對外提供 檢測接口 ；部分管理系統(tǒng)也設(shè)計有對外檢測接口，一般統(tǒng)一對數(shù)字信號進(jìn)行檢測，缺乏對信 號類型的系統(tǒng)配對以及可靠性處理；管理系統(tǒng)缺乏對加速度、煙霧濃度、壓力、報警信號等 物理量檢測的功能，必然會影響車輛在行使過程中電池組的安全，缺乏對濕度、鹽度等狀態(tài) 的長期檢測，會影響電池組的使用性能以及壽命；電池組的外部環(huán)境變量多重多樣，過于單 一的接口不能滿足對多重信號源進(jìn)行檢測的需求，甚至?xí)π盘枡z測產(chǎn)生誤報，如果對每 一種信號都專門設(shè)計檢測電路，在需求不明的情況下，會增加許多的成本，甚至造成浪費， 在處理器本身就資源不足的情況下，會額外增加處理器的硬件以及軟件開銷，降低處理器 的處理效率。
[0003]現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)大部分沒有專門的安全檢測接口功能，小部分預(yù)留信號檢測 功能的管理系統(tǒng)設(shè)計較為簡單，一種作法是模擬信號經(jīng)過適當(dāng)分壓和RC濾波后，直接連接 到微處理器AD轉(zhuǎn)換引腳；另一種作法是數(shù)字信號通過隔離處理后，直接與微處理器的數(shù)字 輸入引腳處；此兩種作法均為一個信號源對應(yīng)微處理器的I個AD模塊或者I個數(shù)字輸入 口，因此，此種方式只能檢測較少的信號，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電動車上復(fù)雜的工作環(huán)境所對應(yīng)的 各種各樣的信號源；信號處理方法較為單一，容易出現(xiàn)干擾，導(dǎo)致檢測錯誤；檢測的類型均 為針對較強(qiáng)的信號源，不適用于比較微小的信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種具備多種安全檢測功能的電 池管理系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，包括微處理器和受微處理器控制的數(shù)據(jù) 選擇器，數(shù)據(jù)選擇器的各數(shù)據(jù)輸入端連接有若干不同的信號源感應(yīng)器，數(shù)據(jù)輸出端依次連 接濾波單元和受微處理器控制的數(shù)據(jù)分配器，數(shù)據(jù)分配器的各數(shù)據(jù)輸出端連接若干不同處 理方式的數(shù)據(jù)處理電路，各數(shù)據(jù)處理電路的輸出端信號發(fā)送到微處理器。
[0006]優(yōu)選的，所述微處理器通過串行總線與上位機(jī)連接，接收上位機(jī)發(fā)送的配置文件， 所述配置文件的設(shè)定內(nèi)容包括在不同時刻信號源的選擇和數(shù)據(jù)處理方式的選擇。
[0007]優(yōu)選的，所述的配置文件存儲在微處理器的EEPROM中。[0008]具體的，所述微處理器根據(jù)配置文件控制數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)對信號源感應(yīng)器信號的 分時選擇輸入。
[0009]優(yōu)選的，所述濾波單元包括依次連接的低通濾波器和補(bǔ)償濾波器，所述低通濾波 器包括兩個不同截止頻率的可供選擇接入的低通濾波器，通過微處理器選擇接入。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述補(bǔ)償濾波器的輸出端還包括一個可供選擇接入的高通濾波 器，通過微處理器選擇接入。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述配置文件的設(shè)定內(nèi)容還包括在不同時刻濾波器接入的選擇。
[0012]具體的，所述微處理器接收各數(shù)據(jù)處理電路的輸出端信號的通道管腳包括模擬信 號輸入管腳和數(shù)字信號輸入管腳，通過微處理器控制選擇接入。
[0013]優(yōu)選的，所述微處理器根據(jù)配置文件控制數(shù)據(jù)選擇器每隔50ms變換一次選擇輸 入的信號源感應(yīng)器信號。
[0014]具體的，所述的信號源感應(yīng)器包括加速度感應(yīng)器、壓力感應(yīng)器、溫濕度感應(yīng)器、鹽 度感應(yīng)器、煙霧感應(yīng)器和警報信號感應(yīng)器。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)的有益效 果有:
(1)本發(fā)明所述的電池管理系統(tǒng)，增添了針對電池組的加速度、煙霧濃度、壓力、報警信 號等物理量檢測的功能，提高車輛在行使過程中電池組的安全性，通過對濕度、鹽度等狀態(tài) 的長期檢測，提醒駕駛?cè)藛T進(jìn)行檢修，提高電池組的使用性能以及壽命；
(2)本發(fā)明所述的電池管理系統(tǒng)，采用上位機(jī)進(jìn)行文件配置，通過使用數(shù)據(jù)選擇器和數(shù) 據(jù)分配器，可分時選通不同信號源的檢測通道，靈活配置處理電路以及濾波形式，節(jié)省信號 處理成本以及處理器資源，提高電池管理系統(tǒng)對外部環(huán)境變量檢測的可配置性，防止重復(fù) 設(shè)計。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)的實施例原理框圖。 【具體實施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳 細(xì)描述:
如圖1所示，本發(fā)明所揭示的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，包括微處理器 和受微處理器控制的數(shù)據(jù)選擇器，數(shù)據(jù)選擇器的各數(shù)據(jù)輸入端連接有若干不同的信號源感 應(yīng)器，所述的信號源感應(yīng)器包括加速度感應(yīng)器、壓力感應(yīng)器、溫濕度感應(yīng)器、鹽度感應(yīng)器、煙 霧感應(yīng)器和警報信號感應(yīng)器。數(shù)據(jù)輸出端依次連接濾波單元和受微處理器控制的數(shù)據(jù)分配 器，數(shù)據(jù)分配器的各數(shù)據(jù)輸出端連接若干不同處理方式的數(shù)據(jù)處理電路，各數(shù)據(jù)處理電路 的輸出端信號發(fā)送到微處理器。所述微處理器通過串行總線與PC上位機(jī)連接，接收PC上 位機(jī)發(fā)送的配置文件，所述配置文件的設(shè)定內(nèi)容包括在不同時刻信號源的選擇、濾波器接 入的選擇和數(shù)據(jù)處理方式的選擇。
[0018]首先，PC上位機(jī)通過配置文件的形式，設(shè)定管理系統(tǒng)需要檢測的安全信號的類 型、處理方式、濾波形式等，并通過一定的編碼方式固定下來，電池管理系統(tǒng)中的微處理器通過串行通訊與PC上位機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互，接收上位機(jī)的配置文件，并且存儲在微處理器的 EEPROM 中。
[0019]信號源感應(yīng)器與數(shù)據(jù)選擇器相連，由微處理器編程實現(xiàn)分時選擇，完成信號源選 擇后，通過選擇開關(guān)連接低通濾波器，以去除信號中的高頻噪聲，低通濾波器由SINC2或 SINC4實現(xiàn)，SINC4與SINC2相比，截止頻率更大，可以在輸入跨度更大的情況下實現(xiàn)信號的 精確測量，由微處理器根據(jù)信號的配置選擇濾波的類型，接下來通過FIR補(bǔ)償濾波器，以補(bǔ) 償通過低通濾波器后產(chǎn)生的幅值損耗，附圖中還提供了一個可選的高通濾波器(HPF)，它可 以加入信號通路，去除信號中的直流成分，該高通濾波器通過管理系統(tǒng)微處理器選擇接入。
[0020]然后，信號通過數(shù)據(jù)分配器，進(jìn)入數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，由微處理器根據(jù)信號源的配置選 擇不同的處理方式，信號處理包括多種形式，主要根據(jù)對信號源的信號輸出形式進(jìn)行分析 歸納，對具有共同或類似特征的信號源共用一種處理方式；例如，對信號源輸出形式為開關(guān) 兩種狀態(tài)的，處理方式一般為隔離處理，并轉(zhuǎn)換為TTL電平；對信號源輸出形式為連續(xù)電壓 的，采用適當(dāng)?shù)姆謮罕冗M(jìn)行轉(zhuǎn)換；對信號源輸出形式為電流的，需要轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)碾妷悍?圍；對信號源信號強(qiáng)度較弱的，需要進(jìn)行放大處理等等；最后，由處理器選擇進(jìn)入微處理器 采樣的通道，模擬信號輸入管腳和數(shù)字信號輸入管腳。
[0021]程序運行時，微處理器先從EEPROM中讀出配置文件，并且對配置文件進(jìn)行分析， 對每一通道生成配置表，以二進(jìn)制編碼的形式表示，然后按照分時選擇信號源的原則，每隔 50ms使能信號源通道，按照配置表的內(nèi)容控制數(shù)據(jù)寄存器和選擇開關(guān)，并計算采樣結(jié)果，存 放在固定的寄存器中，由主程序進(jìn)行讀寫，按照故障報警策略進(jìn)行報警控制。
[0022]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能 因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技 術(shù)方案，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:包括微處理器和受微處 理器控制的數(shù)據(jù)選擇器，數(shù)據(jù)選擇器的各數(shù)據(jù)輸入端連接有若干不同的信號源感應(yīng)器，數(shù) 據(jù)輸出端依次連接濾波單元和受微處理器控制的數(shù)據(jù)分配器，數(shù)據(jù)分配器的各數(shù)據(jù)輸出端 連接若干不同處理方式的數(shù)據(jù)處理電路，各數(shù)據(jù)處理電路的輸出端信號發(fā)送到微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述 微處理器通過串行總線與上位機(jī)連接，接收上位機(jī)發(fā)送的配置文件，所述配置文件的設(shè)定 內(nèi)容包括在不同時刻信號源的選擇和數(shù)據(jù)處理方式的選擇。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述 的配置文件存儲在微處理器的EEPROM中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于: 所述微處理器根據(jù)配置文件控制數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)對信號源感應(yīng)器信號的分時選擇輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述 濾波單元包括依次連接的低通濾波器和補(bǔ)償濾波器，所述低通濾波器包括兩個不同截止頻 率的可供選擇接入的低通濾波器，通過微處理器控制選擇接入。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述 補(bǔ)償濾波器的輸出端還包括一個可供選擇接入的高通濾波器，通過微處理器控制是否選擇 接入。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于: 所述配置文件的設(shè)定內(nèi)容還包括在不同時刻濾波器接入的選擇。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述 微處理器接收各數(shù)據(jù)處理電路的輸出端信號的通道管腳包括模擬信號輸入管腳和數(shù)字信 號輸入管腳，通過微處理器控制選擇接入。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述 微處理器根據(jù)配置文件控制數(shù)據(jù)選擇器每隔50ms變換一次選擇輸入的信號源感應(yīng)器信 號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備多種安全檢測功能的電池管理系統(tǒng)，其特征在于:所述 的信號源感應(yīng)器包括加速度感應(yīng)器、壓力感應(yīng)器、溫濕度感應(yīng)器、鹽度感應(yīng)器、煙霧感應(yīng)器 和警報信號感應(yīng)器。
【文檔編號】G05B19/042GK103529728SQ201310440938
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】劉飛, 文鋒, 阮旭松, 鄧錦熾 申請人:惠州市億能電子有限公司