[发明专利]一种适用于储能电池的光纤Bragg测电压方法

说明书

本发明公开了一种适用于储能电池的光纤Bragg测电压方法，包括ASE宽带光源、隔离器、分路器、多串光纤Bragg、F‑P可调谐滤波器、锯齿波驱动电路、光电转换电路、MCU、被动均衡电路。BMS测电压系统因具有耐腐蚀性可方便的用于各种化学电池的任意位置如储能行业常见的磷酸铁锂电池的外部和内部或者液流电池的外部和内部，而且其具有精度高和抗电磁干扰等众多优点，利用STM32F103ZET6为主控芯片结合可调谐F‑P滤波器解调技术实现FBG传感器的测压系统；系统便携小巧，价格低，性价比高。本系统可方便和现有BMS系统集成替代国外长期垄断的电池前端采集芯片AFE。

技术领域

本发明涉及一种光纤Bragg测电压方法，具体为一种适用于储能电池的光纤Bragg测电压方法，属于光纤传感技术领域。

背景技术

光纤Bragg传感器是近些年光纤传感领域研究的热点。它不受电磁干扰、绝缘性能高、防爆性能好、耐腐蚀等优点。

光纤Bragg传感器解调的方法主要包括干涉法、光谱仪法、波长可调谐光源法、光栅色散解调法、滤波法等。其中，可调谐F-P滤波法具有灵敏度高、调谐范围大等优点。

现有BMS测电压系统采用电池前端采集芯片AFE，该芯片长期被国外垄断，比如LTC公司的LTC6811芯片,NXP公司的MC33771芯片，TI公司的BQ76PL455和BQ76940,Maxim公司的MAX17823等。

而市场上的现有的光纤Bragg测电压系统常常价格昂贵，体积较大，主控芯片非主流芯片开源性和可移植性差，不方便与现有的BMS系统集成。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种适用于储能电池的光纤Bragg测电压方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种适用于储能电池的光纤Bragg测电压方法，所述方法应用于测电压系统中；所述测电压系统包括：

ASE宽带光源：该模块的主要功能是将电信号转换为光信号，产生功率足够、频谱比较宽的光波信号，以便于光波在光纤中传输；

隔离器：使光波沿着光纤在一个方向上传输，防止反射回来的光波到达宽带光源，以免损伤光源；

分路器：实现光纤信号的分路，如果采用是：一个输入，两个输出的分路器，该分路器将输入的一路光波信号分成两路光波信号输出；

多串光纤Bragg：多串的光纤Bragg传感器，每一个传感器贴在一个储能电池上；

F-P可调谐滤波器：用于在锯齿波驱动电压的作用下，扫描反射回来的光波信号；

锯齿波驱动电路：提供锯齿波信号，从而驱动滤波器；

光电转换电路：将微弱的光信号转换为对应的电信号，并将电信号进行放大，同时抑制外界的噪声；

MCU：处理光电转换而来的电信号，并通过内部的AD转换实现对储能电池电压的采集；

被动均衡电路：将实时采集的电压信号通过光纤Bragg传感器测电压的被动均衡来实现储能电池的电压采集和电压的被动均衡。

所述方法包括以下步骤：

步骤1：光波由宽带光源发出，当储能电池的电压产生变化时，则其通过光纤Bragg传感器返回的波长也会发生变化；

步骤2：反射回来的光信号通过分路器传输给F-P可调谐滤波器的F-P腔；

步骤3：锯齿波驱动电路输出锯齿波电压，使得F-P可调谐滤波器的腔长发生相应的变化，这样穿过F-P腔的光波也会发生变化；

步骤4：当光纤Bragg传感器的反射波长和F-P腔的波长重合时，光电转换电路探测到相应的光信号；