一种基于宽带电力线载波的电芯监测系统和耦合连接电路的制作方法

1.本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于宽带电力线载波的电芯监测系统和耦合连接电路。


背景技术：

2.随着经济和科技的不断发展，电池的应用领域越来越广泛，例如：无人机、电动汽车、电动自行车和数据中心用电等；对于用电系统来说，稳定可靠的电力供应至关重要，而对电池进行监测是保证电力稳定供应的重要手段。
3.在现有技术中，所述电池也可以称为电池包，所述电池包由多个电芯通过串并联的方式连接组成的，常用的电池监测技术是在电芯外部使用传感器和模拟采样技术对电芯的温度、电流、电压等物理参数进行监测，而且由于电芯本身就是储能设备，当电芯外部可以监测到明显的温度变化的时候，内部早已发生了剧烈的变化，此时再采取补救措施可能已经为时过晚，无法阻止危险的发生，因此，在电芯内部设置测量通信从模块，采用所述测量通信从模块对所述温度、电流、电压等物理参数进行监测，然后利用专门的通信线缆将采集到是数据发送到外部控制器的测量通信主模块中，但是由于电芯与外部控制器之间需要布设专门的线缆进行数据传输，监测成本提高、且在电芯中额外引出线缆也会造成电芯漏液等安全性问题。
4.综上所述，如何安全有效的对电芯的物理参数进行数据监测以及数据传输，是目前需要解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于宽带电力线载波的电芯监测系统和耦合连接电路，通过所述电芯监测系统和所述耦合连接电路可以安全有效的对电芯的物理参数进行数据监测以及数据传输。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种基于宽带电力线载波的电芯监测系统，该系统包括：电池包和外部控制器，所述电池包包括至少一个电芯，每个所述电芯中包括测量通信从模块，所述外部控制器包括测量通信主模块；其中，所述电芯中的测量通信从模块通过第一电源线与所述电芯的电源正极连接，通过第二电源线分别与所述电芯的电源负极连接，通过所述第一电源线和所述第二电源线为所述测量通信从模块供电；所述测量通信从模块生成第一宽带电力线载波信号，将所述第一宽带电力线载波信号耦合到所述第一电源线和所述第二电源线，通过所述第一电源线和所述第二电源线发送所述第一宽带电力线载波信号至所述外部控制器的测量通信主模块；所述外部控制器的测量通信主模块用于接收所述测量通信从模块发送的所述第一宽带电力线载波信号。
7.可选的，所述测量通信主模块还用于发送第二宽带电力线载波信号。
8.可选的，所述测量通信从模块还用于接收所述测量通信主模块发送的所述第二宽带电力线载波信号。
9.可选的，所述电芯还包括：电芯密封外壳和保护灌胶；
10.其中，所述芯密封外壳用于保护所述电芯；
11.所述保护灌胶用于保护所述测量通信从模块。
12.第二方面，本发明实施例提供了一种基于宽带电力线载波的耦合连接电路，该电路包括：
13.电芯正极、电芯负极、第一高频滤波电感、第二高频滤波电感、电源滤波电容、第一载波信号耦合电容、第二载波信号耦合电容、直流隔离电容、信号负载电阻、测量通信部分；
14.其中，所述电芯正极通过所述第一高频滤波电感与所述测量通信部分的正极连接，所述第一高频滤波电感用于滤波；
15.所述电芯负极通过所述第二高频滤波电感与所述测量通信部分的负极连接，所述第二高频滤波电感用于滤波；
16.所述电源滤波电容连接所述测量通信部分的正极和负极，用于储能和滤波；
17.所述测量通信部分的收发端口tr+通过第一载波信号耦合电容与所述电芯正极连接，所述第一载波信号耦合电容用于耦合第一宽带电力线载波信号；
18.所述测量通信部分的收发端口tr-通过第二载波信号耦合电容与所述电芯负极连接，所述第二载波信号耦合电容用于耦合所述第一宽带电力线载波信号；
19.所述直流隔离电容一端连接所述电芯正极，另一端连接所述信号负载电阻，用于阻断直流信号；
20.所述信号负载电阻一端连接所述直流隔离电容，另一端连接所述电芯负极，用于产生电压；
21.所述测量通信部分用于生成所述第一宽带电力线载波信号。
22.可选的，该电路还包括：
23.印制电路板，其中，所述电芯正极、所述电芯负极、所述第一高频滤波电感、所述第二高频滤波电感、所述电源滤波电容、所述第一载波信号耦合电容、所述第二载波信号耦合电容、所述直流隔离电容、所述信号负载电阻和所述测量通信部分置于所述印制电路板上。
24.第三方面，本发明实施例提供了一种基于宽带电力线载波的耦合连接电路，该电路包括：
25.电池包正极、电池包负极、至少一个电芯耦合连接电路、总直流隔离电容、信号隔离变压器和测量通信主模块；
26.其中，所述至少一个电芯耦合连接电路按照串并联的方式连接，第一总接口与所述电池包正极连接，第二总接口与所述电池包负极连接，其中，所述电芯耦合连接电路为如权利要求4或5所述电路；
27.所述总直流隔离电容一端连接所述电池包正极，另一端连接所述信号隔离变压器的初级，用于阻断直流信号；
28.所述信号隔离变压器的初级一端连接所述电池包负极，另一端连接所述总直流隔离电容，用于获取第一宽带电力线载波信号；
29.所述信号隔离变压器的次级连接所述测量通信主模块，用于发送所述第一宽带电力线载波信号至所述测量通信主模块。
30.可选的，响应于所述电芯耦合连接电路为m*n个，所述至少一个电芯耦合连接电路
按照串并联的方式连接，具体包括：
31.所述m个第一电路串联，每个第一电路中包括n个并联的所述电芯耦合连接电路，所述串联后的所述m个第一电路的一端为第一总接口，另一端为第二总接口。
32.可选的，每个电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值相等。
33.可选的，所述信号负载电阻的电阻值可调节，响应于每个所述电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值使电池包的输入阻抗与所述测量通信主模块的发送阻抗相等，所述电芯耦合连接电路的宽带电力线载波信号的接收功率最大。
34.可选的，响应于每个所述电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值相等，所述测量通信主模块的接收阻抗与所述电池包的输出阻抗相等，所述电芯与所述测量通信主模块之间宽带电力线载波信号衰减。
35.本发明实施例包括电池包和外部控制器，所述电池包包括至少一个电芯，每个所述电芯中包括测量通信从模块，所述外部控制器包括测量通信主模块；其中，所述电芯中的测量通信从模块通过第一电源线与所述电芯的电源正极连接，通过第二电源线分别与所述电芯的电源负极连接，通过所述第一电源线和所述第二电源线为所述测量通信从模块供电；所述测量通信从模块生成第一宽带电力线载波信号，将所述第一宽带电力线载波信号耦合到所述第一电源线和所述第二电源线，通过所述第一电源线和所述第二电源线发送所述第一宽带电力线载波信号至所述外部控制器的测量通信主模块；所述外部控制器的测量通信主模块用于接收所述测量通信从模块发送的所述第一宽带电力线载波信号。通过上述系统，可以安全有效的对电芯的物理参数进行数据监测以及数据传输。
附图说明
36.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
37.图1是本发明实施例中一种基于宽带电力线载波的电芯监测系统示意图；
38.图2是本发明实施例中一种基于宽带电力线载波的耦合连接电路示意图；
39.图3是本发明实施例中另一种基于宽带电力线载波的耦合连接电路示意图；
40.图4是本发明实施例中又一种基于宽带电力线载波的耦合连接电路电池内部结构的示意图；
41.图5是本发明实施例中一种宽带电力线载波信传输的方法流程图；
42.图6是本发明实施例中一种宽带电力线载波信传输的方法流程图。
具体实施方式
43.以下基于实施例对本发明公开进行描述，但是本发明公开并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明公开。为了避免混淆本发明公开的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
44.此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
45.除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解
释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
46.在本发明公开的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
47.现有技术中，电池包由多个电芯通过串并联的方式连接组成的，常用的电池监测技术是在电芯外部使用传感器和模拟采样技术对电芯的温度、电流、电压等物理参数进行监测，而且由于电芯本身就是储能设备，当电芯外部可以监测到明显的温度变化的时候，内部早已发生了剧烈的变化，此时再采取补救措施可能已经为时过晚，无法阻止危险的发生，因此，在电芯内部设置测量通信从模块，采用所述测量通信从模块对所述温度、电流、电压等物理参数进行监测，然后利用专门的通信线缆将采集到是数据发送到外部控制器的测量通信主模块中，但是由于电芯与外部控制器之间需要布设专门的线缆进行数据传输，监测成本提高、且在电芯中额外引出线缆也会造成电芯漏液等安全性问题。因此，如何安全有效的对电芯的物理参数进行数据监测以及数据传输，是目前需要解决的问题。
48.本发明实施例中，为了解决上述如何安全有效的对电芯的物理参数进行数据监测以及数据传输的问题，提出了一种基于宽带电力线载波的电芯监测系统。具体如图1所示，图1是本发明实施例的一种基于宽带电力线载波的电芯监测系统示意图，该系统包括：
49.电池包101和外部控制器102，所述电池包101包括至少一个电芯1011，每个所述电芯中包括测量通信从模块1012，所述外部控制器102包括测量通信主模块1021；
50.其中，所述电芯1011中的测量通信从模块1012通过第一电源线与所述电芯的电源正极连接，通过第二电源线分别与所述电芯的电源负极连接，通过所述第一电源线和所述第二电源线为所述测量通信从模块供电；所述测量通信从模块生成第一宽带电力线载波信号，将所述第一宽带电力线载波信号耦合到所述第一电源线和所述第二电源线，通过所述第一电源线和所述第二电源线发送所述第一宽带电力线载波信号至所述外部控制器的测量通信主模块；所述外部控制器102的测量通信主模块用于接收所述测量通信从模块发送的所述第一宽带电力线载波信号。
51.在一种可能的实现方式中，所述电芯1011还包括：电芯密封外壳1013和保护灌胶1014，其中，所述芯密封外壳用于保护所述电芯，所述保护灌胶用于保护所述测量通信从模块。
52.在一种可能的实现方式中，所述测量通信主模块不仅可以接收所述测量通信从模块发送的所述第一宽带电力线载波信号，还可以向所述测量通信从模块发送第二宽带电力线载波信号。
53.同样的，所述测量通信从模块不仅可以向所述测量通信主模块发送的所述第一宽带电力线载波信号，还可以用于接收所述测量通信主模块发送的所述第二宽带电力线载波信号。
54.在一种可能的实现方式中，所述第一电源线和所述第二电源线位于所述电芯内部，多个电芯组成电池包，所述电池包通过直流母线与所述外部控制器连接，从所述电池包的正极和负极通过所述直流母线与所述外部控制器连接；所述第一电源线、第二电源线与所述直流母线形成一个宽带电力线载波信号的传输回路。
55.在一种可能的实现方式中，所述测量通信从模块1012中还包括传感器，其中，所述
传感器用于采集温度、气压、电压或电流等物理参数，所述传感器采集到的物理参数都为数据信号，然后转换为数据信号，即所述宽带电力线载波信号为数字信号。
56.在一种可能的实现方式中，所述物理参数可以为所述其它参数，具体根据实际情况确定，根据不同的环境参数会设置不同的传感器，即所述传感器也包括除了所述温度传感器、所述气压传感器、所述电压传感器和所述电流传感器之外的其它传感器，具体根据实际使用情况确定，本发明实施例对其不做限定。
57.本发明实施例中，为了清楚的对宽带电力线载波信号的传输方式进行阐述，需要对于每个电芯的耦合连接电路进行详细描述，具体如图2所示，图2是本发明实施例的一种基于宽带电力线载波的耦合连接电路示意图，该电路包括：
58.电芯正极201、电芯负极202、第一高频滤波电感203、第二高频滤波电感204、电源滤波电容205、第一载波信号耦合电容206、第二载波信号耦合电容207、直流隔离电容208、信号负载电阻209、测量通信部分210。
59.具体的，所述测量通信部分210通过电芯供电，并且用于生成第一宽带电力线载波信号，其中，所述测量通信部分210包括正极、负极、收发端口(transmitter and receiver，tr)+和收发端口tr-，其中，所述电芯正极201通过所述第一高频滤波电感203与所述测量通信部分的正极连接，所述第一高频滤波电感203用于滤波；所述电芯负极通过所述第二高频滤波电感204与所述测量通信部分210的负极连接，所述第二高频滤波电感204用于滤波；所述电源滤波电容205连接所述测量通信部分的正极和负极，用于储能和滤波；通过所述第一高频滤波电感203、所述第二高频滤波电感204和所述电源滤波电容205构成电源输入高频滤波，用于对所述电芯正极和所述电芯负极中携带的信号进行滤波。
60.本发明实施例中，由于测量通信从模块的功耗较低，因此，所述第一高频滤波电感203和所述第二高频滤波电感204的工作电流不高，饥进而，所述第一高频滤波电感203和所述第二高频滤波电感204的体积较小，满足所述测量通信从模块的需求即可，可以减小所述测量通信从模块的总体积。
61.在一种可能的实现方式中，所述测量通信部分210的收发端口tr+通过第一载波信号耦合电容206与所述电芯正极连接，所述第一载波信号耦合电容206用于耦合第一宽带电力线载波信号，所述第一载波信号耦合电容还具有通交流、隔直流、通高频和阻低频的功能，进而在耦合所述第一宽带电力线载波信号的同时还可以避免短路；由于所述测量通信从模块不仅可以向所述测量通信主模块发送的所述第一宽带电力线载波信号，还可以用于接收所述测量通信主模块发送的所述第二宽带电力线载波信号，因此，所述第一载波信号耦合电容还可以耦合所述第二宽带电力线载波信号。
62.在一种可能的实现方式中，所述测量通信部分210的收发端口tr-通过第二载波信号耦合电容207与所述电芯负极连接，所述第二载波信号耦合电容207用于耦合所述第一宽带电力线载波信号，所述第二载波信号耦合电容还具有通交流、隔直流、通高频和阻低频的功能，进而在耦合所述第一宽带电力线载波信号的同时还可以避免短路；由于所述测量通信从模块不仅可以向所述测量通信主模块发送的所述第一宽带电力线载波信号，还可以用于接收所述测量通信主模块发送的所述第二宽带电力线载波信号，因此，所述第二载波信号耦合电容还可以耦合所述第二宽带电力线载波信号。
63.在一种可能的实现方式中，所述直流隔离电容一端连接所述电芯正极，另一端连
接所述信号负载电阻，即所述直流隔离电容与所述信号负载电阻串联，然后与所述第一载波信号耦合电容206、第二载波信号耦合电容207以及所述测量通信部分210并联，用于阻断直流信号，只允许交流信号通过，所述第一宽带电力线载波信号为交流信号，所述第二宽带电力线载波信号也为交流信号。
64.本发明实施例中，由于电芯的输出电压较低，因此选用的第一载波信号耦合电容206、所述第二载波信号耦合电容207和所述直流隔离电容208的耐压选择可以比较低，进而，所述第一载波信号耦合电容206和所述第二载波信号耦合电容207、以及所述直流隔离电容208的体积较小，可以减小所述测量通信从模块的总体积。
65.在一种可能的实现方式中，所述信号负载电阻一端连接所述直流隔离电容，另一端连接所述电芯负极，用于产生电压，具体的，宽带电力线载波信号流过时产生足够被测量通信主模块接收端识别的电压，假设，所述宽带电力线载波信号在整个系统中信号功率小于20毫瓦，所述信号负载电阻体积可以很小，可以进一步减小所述测量通信从模块的总体积。
66.本发明实施例中，上述图2所示的耦合连接电路还包括印制电路(pcb)板211，具体如图3所示，图3是本发明实施例的一种基于宽带电力线载波的耦合连接电路示意图，具体的，所述电芯正极、所述电芯负极、所述第一高频滤波电感、所述第二高频滤波电感、所述电源滤波电容、所述第一载波信号耦合电容、所述第二载波信号耦合电容、所述直流隔离电容、所述信号负载电阻和所述测量通信部分置于所述印制电路板211上。
67.本发明实施例中，所述电芯为多个时，所述电芯按照串并联的方式连接，图2中展示了所述电芯耦合连接电路，其中，所述电芯耦合连接电路中与宽带电力线载波信号生成和接收相关的器件为第一载波信号耦合电容206、第二载波信号耦合电容207、直流隔离电容208、信号负载电阻209、测量通信部分210，在描述多个电芯连接关系时电芯耦合连接电路中仅体现上述器件即可，具体的，多个电芯的耦合连接电路具体如图4所示，图4是本发明实施例的一种基于电力线载波的电池监测系统示意图。具体包括：电池包正极401、电池包负极402、至少一个电芯耦合连接电路403、总直流隔离电容404、信号隔离变压器405和测量通信主模块406；
68.其中，所述至少一个电芯耦合连接电路403按照串并联的方式连接，当所述电芯耦合连接电路为m*n个时，所述m表示总串联级数，所述m个第一电路串联，每个第一电路中包括n个并联的所述电芯耦合连接电路，即所述n为每串所并联的电芯数量，由于每个电芯耦合连接电路中包括一个测量通信部分，因此，图4中所述测量通信部分的标号为11、12
……
1n；21、22
……
2n；
……
；m1、m2
……
mn；即所述m*n个电芯耦合连接电路先并联再串联，串联后一端与所述电池包正极连接，为方便描述串联后的一端描述为第一总接口，即所述第一总接口与所述电池包正极连接；串联后另一端与所述电池包正极连接，为方便描述串联后的另一端描述为第二总接口，即所述第二总接口与所述电池包正极连接；第二总接口与所述电池包负极连接。
69.在一种可能的实现方式中，所述总直流隔离电容404一端连接所述电池包正极，另一端连接所述信号隔离变压器405的初级，用于阻断直流信号。
70.在一种可能的实现方式中，所述信号隔离变压器405分为初级和次级，其中，所述信号隔离变压器405的初级一端连接所述电池包负极，另一端连接所述总直流隔离电容
404，用于获取第一宽带电力线载波信号，所述总直流隔离电容404和所述信号隔离变压器405的初级串联；所述信号隔离变压器的次级连接所述测量通信主模块，用于发送所述第一宽带电力线载波信号至所述测量通信主模块。
71.在一种可能的实现方式中，所述测量通信主模块发送的第二宽带电力线载波信号也通过所述信号隔离变压器405耦合到电源中。
72.本发明实施例中，可以设置每个电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值相等，且所述信号负载电阻的电阻值远大于线电阻的电阻值；当所述每个电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值相等时，每个电芯收到的测量通信主模块所发送第二宽带电力线载波信号的强度相等。
73.在一种可能的实现方式中，所述信号负载电阻的电阻值可调节，响应于每个所述电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值使电池包的输入阻抗与所述测量通信主模块的发送阻抗相等，所述电芯耦合连接电路的宽带电力线载波信号的接收功率最大。
74.在一种可能的实现方式中，响应于每个所述电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值相等，所述测量通信主模块的接收阻抗与所述电池包的输出阻抗相等，所述电芯与所述测量通信主模块之间宽带电力线载波信号衰减，大约衰减一半，但是具体的电阻值以及衰减比例可以根据实际情况确定。
75.在一种可能的实现方式中，每个所述电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值也可以不相等，距离所述测量通信主模块较远的电芯中的信号负载电阻的电阻值可设置为大于距离所述测量通信主模块较近的电芯中的信号负载电阻的电阻值，具体根据实际情况确定，本发明实施例对其不做限定。
76.本发明实施例中，所述测量通信主模块以及所述测量信号从模块中的测量通信部分还可以称为信号收发器，本发明实施例对其不做限定。
77.本发明实施例中，图5是本发明实施例提供了一种宽带电力线载波信传输的方法流程图，具体包括如下步骤：
78.步骤s500、测量通信从模块中的测量通信部分生成宽带电力线载波信号；
79.步骤s501、将所述宽带电力线载波信号通过第一载波信号耦合电容和第二载波信号耦合电容进行信号耦合，并经过直流隔离电容和信号负载电阻进行处理，生成处理后的宽带电力线载波信号；
80.步骤s501、将所述处理后的宽带电力线载波信号发送至测量通信主模块。
81.本发明实施例中，图6是本发明实施例提供了另一种宽带电力线载波信传输的方法流程图，具体包括如下步骤：
82.步骤s600、测量通信主模块生成宽带电力线载波信号；
83.步骤s601、将所述宽带电力线载波信号直流隔离电容和信号负载电阻进行处理，并通过第一载波信号耦合电容和第二载波信号耦合电容进行信号耦合，生成处理后的宽带电力线载波信号；
84.步骤s602、将所述处理后的宽带电力线载波信号发送至测量通信从模块中的测量通信部分。
85.本发明实施例中，采用基于宽带电力线载波的电芯监测系统，具有带宽大、传输速率高的优点，并且无需外部另外接线，按照普通电芯接线方法组成电池包即可，可以有效的
对电芯的物理参数进行数据监测以及数据传输；同时设计的耦合连接电路中各器件的体积较小，从而所述测量通信从模块需要的安装空间小。
86.如本领域技术人员将意识到的，本发明实施例的各个方面可以被实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明实施例的各个方面可以采取如下形式：完全硬件实施方式、完全软件实施方式(包括固件、常驻软件、微代码等)或者在本文中通常可以都称为“电路”、“模块”或“系统”的将软件方面与硬件方面相结合的实施方式。此外，本发明实施例的各个方面可以采取如下形式：在一个或多个计算机可读介质中实现的计算机程序产品，计算机可读介质具有在其上实现的计算机可读程序代码。
87.可以利用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是如(但不限于)电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、设备或装置，或者前述的任意适当的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷尽列举)将包括以下各项：具有一根或多根电线的电气连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪速存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(cd-rom)、光存储装置、磁存储装置或前述的任意适当的组合。在本发明实施例的上下文中，计算机可读存储介质可以为能够包含或存储由指令执行系统、设备或装置使用的程序或结合指令执行系统、设备或装置使用的程序的任意有形介质。
88.计算机可读信号介质可以包括传播的数字信号，所述传播的数字信号具有在其中如在基带中或作为载波的一部分实现的计算机可读程序代码。这样的传播的信号可以采用多种形式中的任何形式，包括但不限于：电磁的、光学的或其任何适当的组合。计算机可读信号介质可以是以下任意计算机可读介质：不是计算机可读存储介质，并且可以对由指令执行系统、设备或装置使用的或结合指令执行系统、设备或装置使用的程序进行通信、传播或传输。
89.可以使用包括但不限于无线、有线、光纤电缆、rf等或前述的任意适当组合的任意合适的介质来传送实现在计算机可读介质上的程序代码。
90.用于执行针对本发明实施例各方面的操作的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任意组合来编写，所述编程语言包括：面向对象的编程语言如java、smalltalk、c++等；以及常规过程编程语言如“c”编程语言或类似的编程语言。程序代码可以作为独立软件包完全地在用户计算机上、部分地在用户计算机上执行；部分地在用户计算机上且部分地在远程计算机上执行；或者完全地在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，可以将远程计算机通过包括局域网(lan)或广域网(wan)的任意类型的网络连接至用户计算机，或者可以与外部计算机进行连接(例如通过使用因特网服务供应商的因特网)。
91.上述根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图图例和/或框图描述了本发明实施例的各个方面。将要理解的是，流程图图例和/或框图的每个块以及流程图图例和/或框图中的块的组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以被提供至通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器，以产生机器，使得(经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的)指令创建用于实现流程图和/或框图块或块中指定的功能/动作的装置。
92.还可以将这些计算机程序指令存储在可以指导计算机、其它可编程数据处理设备
或其它装置以特定方式运行的计算机可读介质中，使得在计算机可读介质中存储的指令产生包括实现在流程图和/或框图块或块中指定的功能/动作的指令的制品。
93.计算机程序指令还可以被加载至计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置上，以使在计算机、其它可编程设备或其它装置上执行一系列可操作步骤来产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图块或块中指定的功能/动作的过程。
94.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于宽带电力线载波的电芯监测系统，其特征在于，该系统包括：电池包和外部控制器，所述电池包包括至少一个电芯，每个所述电芯中包括测量通信从模块，所述外部控制器包括测量通信主模块；其中，所述电芯中的测量通信从模块通过第一电源线与所述电芯的电源正极连接，通过第二电源线分别与所述电芯的电源负极连接，通过所述第一电源线和所述第二电源线为所述测量通信从模块供电；所述测量通信从模块生成第一宽带电力线载波信号，将所述第一宽带电力线载波信号耦合到所述第一电源线和所述第二电源线，通过所述第一电源线和所述第二电源线发送所述第一宽带电力线载波信号至所述外部控制器的测量通信主模块；所述外部控制器的测量通信主模块用于接收所述测量通信从模块发送的所述第一宽带电力线载波信号。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量通信主模块还用于发送第二宽带电力线载波信号。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述测量通信从模块还用于接收所述测量通信主模块发送的所述第二宽带电力线载波信号。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电芯还包括：电芯密封外壳和保护灌胶；其中，所述芯密封外壳用于保护所述电芯；所述保护灌胶用于保护所述测量通信从模块。5.一种基于宽带电力线载波的耦合连接电路，其特征在于，该电路包括：电芯正极、电芯负极、第一高频滤波电感、第二高频滤波电感、电源滤波电容、第一载波信号耦合电容、第二载波信号耦合电容、直流隔离电容、信号负载电阻、测量通信部分；其中，所述电芯正极通过所述第一高频滤波电感与所述测量通信部分的正极连接，所述第一高频滤波电感用于滤波；所述电芯负极通过所述第二高频滤波电感与所述测量通信部分的负极连接，所述第二高频滤波电感用于滤波；所述电源滤波电容连接所述测量通信部分的正极和负极，用于储能和滤波；所述测量通信部分的收发端口tr+通过第一载波信号耦合电容与所述电芯正极连接，所述第一载波信号耦合电容用于耦合第一宽带电力线载波信号；所述测量通信部分的收发端口tr-通过第二载波信号耦合电容与所述电芯负极连接，所述第二载波信号耦合电容用于耦合所述第一宽带电力线载波信号；所述直流隔离电容一端连接所述电芯正极，另一端连接所述信号负载电阻，用于阻断直流信号；所述信号负载电阻一端连接所述直流隔离电容，另一端连接所述电芯负极，用于产生电压；所述测量通信部分用于生成所述第一宽带电力线载波信号。6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，该电路还包括：印制电路板，其中，所述电芯正极、所述电芯负极、所述第一高频滤波电感、所述第二高频滤波电感、所述电源滤波电容、所述第一载波信号耦合电容、所述第二载波信号耦合电容、所述直流隔离电容、所述信号负载电阻和所述测量通信部分置于所述印制电路板上。
7.一种基于宽带电力线载波的耦合连接电路，其特征在于，该电路包括：电池包正极、电池包负极、至少一个电芯耦合连接电路、总直流隔离电容、信号隔离变压器和测量通信主模块；其中，所述至少一个电芯耦合连接电路按照串并联的方式连接，第一总接口与所述电池包正极连接，第二总接口与所述电池包负极连接，其中，所述电芯耦合连接电路为如权利要求5或6所述电路；所述总直流隔离电容一端连接所述电池包正极，另一端连接所述信号隔离变压器的初级，用于阻断直流信号；所述信号隔离变压器的初级一端连接所述电池包负极，另一端连接所述总直流隔离电容，用于获取第一宽带电力线载波信号；所述信号隔离变压器的次级连接所述测量通信主模块，用于发送所述第一宽带电力线载波信号至所述测量通信主模块。8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，响应于所述电芯耦合连接电路为m*n个，所述至少一个电芯耦合连接电路按照串并联的方式连接，具体包括：所述m个第一电路串联，每个第一电路中包括n个并联的所述电芯耦合连接电路，所述串联后的所述m个第一电路的一端为第一总接口，另一端为第二总接口。9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，每个电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值相等。10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述信号负载电阻的电阻值可调节，响应于每个所述电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值使电池包的输入阻抗与所述测量通信主模块的发送阻抗相等，所述电芯耦合连接电路的宽带电力线载波信号的接收功率最大；或者，响应于每个所述电芯耦合连接电路中的信号负载电阻的电阻值相等，所述测量通信主模块的接收阻抗与所述电池包的输出阻抗相等，所述电芯与所述测量通信主模块之间宽带电力线载波信号衰减。

技术总结
本发明实施例公开了一种基于宽带电力线载波的电芯监测系统和耦合连接电路。本发明实施例中的电芯监测系统包括电池包和外部控制器，电池包包括至少一个电芯，每个电芯中包括测量通信从模块，外部控制器包括测量通信主模块，电芯通过第一电源线和第二电源线为测量通信从模块供电；测量通信从模块生成第一宽带电力线载波信号，将第一宽带电力线载波信号耦合到第一电源线和第二电源线，通过第一电源线和第二电源线发送第一宽带电力线载波信号至所述外部控制器的测量通信主模块；外部控制器的测量通信主模块用于接收测量通信从模块发送的第一宽带电力线载波信号。通过上述系统，可以安全有效的对电芯的物理参数进行数据监测以及数据传输。以及数据传输。以及数据传输。


技术研发人员：冯文 张国松
受保护的技术使用者：杭州芯象半导体科技有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/9/22