一种电池监控系统和星载电池监控系统的制作方法

1.本技术涉及电池监控技术领域，特别涉及一种电池监控系统和星载电池监控系统。


背景技术：

2.遥感卫星电源系统通常采用太阳能电池-蓄电池体系。光照期完成太阳能电池采集，把太阳能转化为电能，对负载供电和给蓄电池充电；在阴影期由蓄电池通过放电开关向母线供电。
3.随着电源控制技术的进步，已经可以针对电池组中的单个电池的通断进行控制，同时也需要对电池组中单个电池的运行状态进行监控。所监控的参数包括：电压、电流、温度等参数。由于电池组的电池数量较多，使得整个电池组的传感器数量也随之增加，而监控设备的处理器提供的用于接收数据的端口有限，无法支持对更多数量的传感器进行读取。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种电池监控系统和星载电池监控系统，以至少解决现有技术中存在的在监控设备的处理器提供的用于接收数据的端口有限的情况下，无法支持对更多数量的传感器进行读取的技术问题。
5.根据本技术，第一方面提供了一种电池监控系统，包括：监控主机；
6.数据处理器，数据处理器通过can总线与监控主机连接；
7.k个传感单元，k≥2；
8.传感单元包括：n个数据采集端，n＝1,2,3,
…
；
9.k个矩阵切换器，k个矩阵切换器与数据处理器通过级联结构连接，向数据处理器传输运行数据；
10.矩阵切换器，包括：n个输入端；
11.传感单元与矩阵切换器单元一一对应，每个输入端与对应的数据采集端连接，形成数据输出通道。
12.可选地，传感单元包括：n个传感器；
13.传感器与输入端对应连接，形成n个数据输出通道。
14.可选地，矩阵切换器，还包括：控制端；
15.控制端与数据处理器连接，控制数据输出通道的切换。
16.可选地，矩阵切换器还包括：输出端，输出端与数据处理器连接。
17.可选地，传感器为电压传感器、温度传感器、电流传感器或热敏电阻中的一种或多种。
18.可选地，每个矩阵切换器的输入端数量相同，共形成k
×
n个数据输出通道。
19.本实用新型第二方面提供了一种星载电池监控系统，包括：星载计算机、电池监控设备和电池单元；
20.星载计算机为上述的电池监控系统的监控主机；
21.电池监控设备包括：上述的电池监控系统的数据处理器、k个矩阵切换器；
22.电池单元包括：上述的电池监控系统的k个传感单元。
23.可选地，电池监控设备还包括：can总线接口。
24.本实用新型的电池监控系统通过对每个电池单元设置各自的矩阵切换器，将数据处理器用于接收数据的端口与矩阵切换器的输出端连接，只需要一个接收端口即可实现数据处理器对多个传感器的读取，实现在利用即有的数据处理器的情况下，支持对更多的传感器进行数据采集，从而对电池组进行更加细致的监控。
25.根据下文结合附图对本技术的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
26.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
27.附图中：
28.图1是根据本技术一个实施例的一种电池监控系统的示意图；
29.图2是根据本技术一个优选实施例的一种电池监控系统的示意图；
30.图3是根据本技术一个实施例的一种星载电池监控系统的示意图。
具体实施方式
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
34.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
35.实施例一：
36.图1是根据本技术一个实施例的一种电池监控系统的示意图。
37.如图1所示，电池监控系统，一般性地可包括：监控主机、数据处理器、传感单元和矩阵切换器；其中，
38.监控主机用于对每个电池的运行数据进行监控；
39.数据处理器通过can总线与监控主机连接；
40.传感单元用于采集每个电池的运行数据；
41.矩阵切换器的数量k≥2，且矩阵切换器与传感单元的数量相等，每个矩阵切换器分别用于获取与其一一对应连接的传感单元的运行数据，并传输至数据处理器；
42.矩阵切换器包括：n个输入端ik，n＝1，2，3，...；输入端ik的数量与传感单元的数据采集端的数量相同，k∈k；
43.因此，输入端ik与数据采集端对应连接，在每个矩阵切换器与传感单元内形成n个数据传输通道；k个矩阵切换器与数据处理器通过级联结构连接，在电池监控系统内共形成n1+n2+
…
+nk个数据输出通道。
44.矩阵切换器根据数据处理器的指令，在各个输入端ik之间进行切换，使对应的运行数据通过数据输出通道传输至数据处理器。
45.本实用新型的电池监控系统通过对每个传感单元设置各自对应的矩阵切换器，并将数据处理器用于接收数据的端口与矩阵切换器连接，数据处理器只需要一个接收端口即可实现对多个传感器的读取，从而在不增加数据处理器数量的情况下，支持获取更多传感器采集的数据，实现对电池组更加细致的监控。
46.本实用新型的一个优选实施例中，如图2所示，每个矩阵切换器均具有相等数量的输入端ik；相应的，每个传感单元具有与之对应的，数量相等的数据采集端。因此，每个输入端ik与每个数据采集端一一对应连接时，电池监控系统内共形成k
×
n个数据输出通道。
47.继续参照图1，优选地，每个传感单元均包括：n个传感器。每个传感器对应采集一个电池的运行数据，n个电池连接，构成电池组，每个电池组相互连接，通过与对应矩阵切换器中的输入端i(n，k)连接，形成k
×
n个数据输出通道。传感器可以为电压传感器、温度传感器、电流传感器或热敏电阻中的一种或多种。
48.进一步的，每个矩阵切换器还包括一个输出端ok，每个输出端ok用于与数据处理器用于接收数据的端口连接；
49.更进一步的，每个矩阵切换器还包括一个控制端ck，该控制端分别与对应的数据处理器的控制管脚连接，用于根据数据处理器的指令在多个由输入端i(n，k)和数据采集端形成的数据输出通道进行切换，将选定的输入端i(n，k)所接收的运行参数通过输出端ok传输至数据处理器。
50.具体的，当数据处理器需要接收第1传感单元中传感器1采集的参数时，向控制端c1发出指令，切换至与传感器1连接的输入端i(1，1)的数据输出通道，获取该传感器1对应的电池的运行数据；
51.同理，当数据处理器需要接收第3传感单元中传感器5采集的参数时，向控制端c3发出指令，切换至与传感器5连接的输入端i(3，5)的数据输出通道，获取该传感器5对应的电池的运行数据。
52.还可以是，当数据处理器需要接收各个传感单元中传感器1采集的参数时，向控制
端c
1-ck发出指令，切换至与各个传感器1连接的输入端i(k，1)的k条数据输出通道，获取各个传感单元中传感器1对应的电池的运行数据。
53.本实施例中数据处理器仅需要一个接收端口即可实现对多个传感器的读取，实现在利用即有的数据处理器的情况下，支持对更多的传感器进行数据采集，从而对电池组进行更加细致的监控。
54.实施例二：
55.图3是根据本技术一个实施例的一种星载电池监控系统的示意图。
56.如图3所示，星载电池监控系统包括：星载计算机、电池监控设备和电池单元；
57.其中，星载计算机作为监控主机，用于对各电池单元的运行数据进行监控；
58.电池监控设备包括：can总线接口、数据处理器和k个矩阵切换器；
59.电池单元包括：k个传感单元，k≥2。
60.进一步的，星载计算机与电池监控设备通过can总线连接，数据处理器通过can总线接口与can总线连接；
61.传感单元包括：n个数据采集端和n个传感器；
62.矩阵切换器包括：输出端ok、控制端ck和n个输入端ik，n＝1，2，3，...。
63.n个传感器与n个电池连接，用于采集对应电池的运行数据，通过与对应矩阵切换器中的输入端i(n，k)连接，形成各自的数据传输通道。
64.各控制端ck根据数据处理器的指令在多个由输入端i(n，k)和数据采集端形成的数据输出通道进行切换，将选定的输入端i(n，k)所接收的运行参数通过输出端ok传输至数据处理器，并上传至星载计算机。
65.本实施例中数据处理器仅需要一个接收端口即可实现对多个传感器的读取，在需要监控更多电池时，无需增加数据处理器的数量，通过切换各个数据传输通道，对每个电池进行更加细致的监控。
66.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
67.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
68.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
69.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种电池监控系统，其特征在于，包括：监控主机；数据处理器，所述数据处理器通过can总线与所述监控主机连接；k个传感单元，k≥2；所述传感单元包括：n个数据采集端，n＝1,2,3,
…
；k个矩阵切换器，k个所述矩阵切换器与所述数据处理器通过级联结构连接，向所述数据处理器传输运行数据；所述矩阵切换器，包括：n个输入端；所述传感单元与所述矩阵切换器单元一一对应，每个所述输入端与对应的所述数据采集端连接，形成数据输出通道。2.根据权利要求1所述的电池监控系统，其特征在于，所述传感单元包括：n个传感器；所述传感器与所述输入端对应连接，形成n个所述数据输出通道。3.根据权利要求1或2所述的电池监控系统，其特征在于，所述矩阵切换器，还包括：控制端；所述控制端与所述数据处理器连接，控制所述数据输出通道的切换。4.根据权利要求1所述的电池监控系统，其特征在于，所述矩阵切换器还包括：输出端，所述输出端与所述数据处理器连接。5.根据权利要求2所述的电池监控系统，其特征在于，所述传感器为电压传感器、温度传感器、电流传感器或热敏电阻中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的电池监控系统，其特征在于，每个所述矩阵切换器的输入端数量相同，共形成k
×
n个数据输出通道。7.一种星载电池监控系统，其特征在于，包括：星载计算机、电池监控设备和电池单元；所述星载计算机为如权利要求1-6任一项所述的电池监控系统的监控主机；所述电池监控设备包括：如权利要求1-6任一项所述的电池监控系统的数据处理器、k个矩阵切换器；所述电池单元包括：如权利要求1-6任一项所述的电池监控系统的k个传感单元。8.根据权利要求7所述的电池监控系统，其特征在于，所述电池监控设备还包括：can总线接口。

技术总结
本申请公开了电池监控系统和星载电池监控系统，包括：监控主机；数据处理器，数据处理器通过CAN总线与监控主机连接；K个传感单元，K≥2；传感单元包括：n个数据采集端，n＝1,2,3,


技术研发人员：沈朝阳 支佳运 杨鹏 郑桐 马朝阳
受保护的技术使用者：银河航天（成都）通信有限公司
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/7/19