一種高精度單體電池電壓監測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力電子領域，特別地，涉及用于蓄電池組單體電池的電壓監測
目.ο
【背景技術】
[0002]在通信、電力等行業，常采用成本低廉、性能穩定的蓄電池組作為備用電源，而串聯放電是蓄電池組常用的使用方法。由于木桶效應的存在，串聯蓄電池組的整體性能取決于電池組中性能最差的單體電池，當蓄電池組中出現哪怕是一個落后單體，整組電池的性能也會迅速下降。為了能夠對蓄電池組的能量使用進行有效管理，需要實時監控串聯電池組中單體電池的狀態。在表征電池狀態的參數中，電池的端電壓最能體現其工作狀態，因此，精確采集電池組中各個單體電池電壓十分重要。
[0003]在通信基站和電站中，通常采用定期維護的方式對備用蓄電池組進行現場巡檢，也就是說，由維護人員定期攜帶設備到基站現場進行檢測、維護工作。這種檢測方式存在很大問題，首先，人工測量的精度完全依賴于人員的責任心和技術能力，且受人體生理極限的影響，因此存在較大的測量誤差，且誤差不可控；其次，由于是定期巡檢，無法做到對單體電池狀態的實時監測，不能及時發現電池的異常狀態，從而影響對落后單體的準確評估。
[0004]針對上述問題，市場上也出現了相應的單體檢測設備，但目前市售的單體檢測設備多為四路并發測量，即一套設備只能檢測4塊單體電池。而通信或電力基站中常用兩組備用蓄電池組，每組蓄電池組有多達24塊的單體電池，一套這種市售的檢測設備遠遠達不到使用要求，退而求其次的辦法是使用六套這樣的裝置同時測量。由于24個單體電池是串聯結構，測量時需采用同一測量基準才能保證一致性，滿足精度要求。而使用六套設備意味著存在六路測量信號，則每增加一路測量信號，就會對其他單體的測量帶來干擾，影響測量的精度。此外，若測量一組電池需要多臺設備，勢必給實際操作帶來困難，因為設備多，連線復雜，易出錯。
【實用新型內容】
[0005]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種電池組單體電壓監測裝置，能夠實現多路并發檢測，即對一個蓄電池組中的多塊單體電池的端電壓進行監測，而且測量結果可靠、精度高。
[0006]一種高精度單體電池電壓監測裝置，用于測量蓄電池組中各單體電池的電壓，其特征在于，所述裝置包括順次相連的采樣模塊、信號選擇模塊、電壓跟隨器、AD轉換器和單片機，所述采樣模塊包括與所述各單體電池對應的若干個采樣單元，各采樣單元的一輸入端與蓄電池組的公共端相連，另一輸入端則依次與所述各單體電池的正極相連，其中，第一塊單體電池的負極被定義為所述蓄電池組的公共端，所述各采樣單元均由分壓電路構成，所述信號選擇模塊包括并聯的若干個多選一模擬開關。具體地，采樣單元與單體電池是一一對應的關系，模擬開關用于在采樣模塊獲取的多路信號中選擇一路送入AD轉換器進行模數轉換，模擬開關的型號、數量可以視單體電池塊數而定。
[0007]優選地，所述各采樣單元還設有用于高頻濾波的電容器，所述電容器分別與相應分壓電路中的采樣電阻并聯連接。
[0008]優選地，還包括連接在電壓跟隨器和AD轉換器之間的低通濾波器。
[0009]優選地，所述低通濾波器由RC濾波電路構成。
[0010]優選地，還包括連接在低通濾波器與AD轉換器之間的另一電壓跟隨器。
[0011]優選地，所述單片機內置有AD轉換模塊。
[0012]優選地，還包括連接在低通濾波器與單片機之間的輔助放大器，所述輔助放大器與所述AD轉換器并聯連接。
[0013]優選地，所述輔助放大器的輸入端連接有RC濾波電路。
[0014]優選地，所述單片機的輸出端連接有無線發射模塊，所述無線發射模塊通過安裝在下位機上的無線接收模塊與下位機進行無線通信，將測得的各單體電壓數據傳輸至下位機。
[0015]優選地，所述下位機通過以太網或者GPRS與遠程的上位機通信，將數據傳輸至上位機。
[0016]相比現有技術方案，本實用新型的有益效果在于，采用本實用新型的監測裝置，能夠實現使用一臺裝置便能同時對任意數目的單體電池電壓進行測量，從而簡化測量過程，降低測量成本，提高備用電源系統的可靠性，而且測量精度高。
【附圖說明】
[0017]通過結合附圖的以下詳細描述，本公開的上述及其他目的、特征和優點將變得更為明顯。在附圖中:
[0018]圖1為本實用新型單體電池電壓監測裝置的結構框圖；
[0019]圖2為本實用新型單體電池電壓監測裝置的一種實施方式的電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0021]圖1為本實用新型單體電池電壓監測裝置的系統結構框圖，該監測裝置包括順次相連的采樣模塊、信號選擇模塊、電壓跟隨器、AD轉換器和單片機，用于測量電池組中單體電池1?單體電池η的電壓，其中采樣模塊由與單體電池一一對應的η個采樣單元組成。信號選擇模塊用于在采樣模塊獲取的η路信號中選擇一路送入AD轉換器進行模數轉換，模擬信號經AD轉換器變換成數字信號之后送入單片機進行后續的存儲、顯示、發送等處理。其中，模擬信號在進入AD轉換器之前需經過電壓跟隨器。電壓跟隨器的特點是輸入阻抗高，輸出阻抗低，具有緩沖、隔離的作用，在本實用新型中，其作用在于使前級的信號選擇模塊與后級的AD轉換器之間互不影響。
[0022]這里以單體電池電壓監測裝置在通信基站中的應用為例，對本實用新型的一種實施方式進行詳細描述。通信基站中使用的備用電源通常是兩組蓄電池組，每一組由24塊單體電池(2V)串聯成組，提供48V的電壓。如圖2所示，B1?B24為一組蓄電池組中串聯的24塊單體電池，每個單體對應一個采樣單元，采樣模塊1包括相應的24個采樣單元。所述采樣單元均為分壓電路，例如，B1的采樣單元為由采樣電阻1R1和分壓電阻2R1構成的分壓電路，依此類推。采樣單元的一個輸入端與蓄電池組的公共端相連，另一輸入端則依次與單體電池的正極相連，其中，第一塊單體電池B1的負極被定義為所述蓄電池組的公共端。實際上，第一個采樣單元獲取的是第一塊單體電池B1的端電壓信號V01，而第二個采樣單元獲取的是單體B1與單體B2的端電壓之和V02，依次類推，第i個采樣單元獲取的是單體B1到Bi的端電壓之和，且第24個采樣單元獲取的是整個電池組的端電壓V24。因此，通過減法運算即可算出第i塊單體電池Bi的端電壓。必