CN101769993A - 一种多通道的串联锂电池检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道的串联锂电池检测仪，包括监测主机、对由多个锂电池串联组成且处于放电状态的电池组的总体放电电压及多个锂电池各自的单体放电电压进行检测并将所检测数据上传至监测主机的主控器、分别与多个锂电池相接的多通道采集模块以及分别与主控器相接的显示模块和存储模块，主控器内部设有电压检测模块，多通道采集模块与主控器相接且多通道采集模块在多个锂电池与主控器间相应形成多路模拟信号输入通道。本发明结构简单、接线方便、体积小、携带方便且具备多个检测通道、测试性能优良，能对串联型电池进行有效检测且能满足高电压和高精度的检测要求，能有效解决现有电池检测仪所存在的多种缺陷和不足。

Description

一种多通道的串联锂电池检测仪

技术领域

本发明涉及一种电池检测仪，尤其是涉及一种多通道的串联锂电池检测仪。

背景技术

目前，公知的电池检测仪包括单体电池检测、并联电池检测等多种类型。其中，单体电池检测型的电池检测仪只能针对单个电池分别进行检测，虽然可以进行实时监测并同步显示所有测试数据，但一旦需对整组电池进行测量时就显得非常麻烦。而并联电池检测型的电池检测仪虽然可以对整组电池同时进行检测，但只能针对并联型的电池进行检测，且不能满足高电压高精度的测量要求。另外，现如今虽然能实现使用普通电池检测仪对串联电池进行检测并满足以上高电压及高精度的测量要求，但是所需使用的电池检测装置体积很大，携带不方便。综上，实际使用过程中对串联型电池进行检测时，现有的电池检测仪均不同程度地存在适用面窄、不能进行有效检测、不能满足高电压及高精度的测量要求、体积大、结构复杂且笨重、携带不方便等缺陷和不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种一种多通道的串联锂电池检测仪，其结构简单、接线方便、体积小、携带方便且具备多个检测通道、测试性能优良，能对串联型电池进行有效检测且能满足高电压和高精度的检测要求，能有效解决现有电池检测仪所存在的多种缺陷和不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：包括监测主机、对由多个锂电池串联组成且处于放电状态的电池组的总体放电电压及所述多个锂电池各自的单体放电电压进行检测并将所检测数据上传至监测主机的主控器、分别与所述多个锂电池相接的多通道采集模块以及分别与主控器相接的显示模块和存储模块，所述主控器内部设有对多通道采集模块所采集电压信号进行分析处理并相应得出电池组的总体放电电压值及所述多个锂电池各自的单体放电电压值的电压检测模块，所述多通道采集模块与主控器相接且多通道采集模块在所述多个锂电池与主控器间相应形成多路模拟信号输入通道。

还包括分别串接在所述多个锂电池的放电回路中的多路分压模块，多通道采集模块的多路信号输入端分别与多路分压模块相接，所述多个锂电池的放电电压分别经多路分压模块分压后的电压信号经多通道采集模块进行采集处理后送至主控器。

所述多通道采集模块包括多路信号输入端分别与多路分压模块相接且由主控器进行控制的多通道模拟开关模块和与多通道模拟开关模块相接的A/D转换器，A/D转换器通过数据传输总线与主控器相接，多通道模拟开关模块的控制端口与主控器相接。

所述数据传输总线为I²C总线且A/D转换器或主控器内部相应设置有I²C总线控制模块。

所述多路分压模块为阻值可调的多个分压电阻且所述多个分压电阻的分压比例由主控器进行控制调整，所述多个分压电阻的阻值调整件分别与主控器相接。

所述主控器为单片机。

所述单片机为芯片STC89C58RD+。

所述芯片STC89C58RD+的9针输入/输出串行接口通过RS-232串口连接线与监测主机主板上的9针输入/输出串行接口相接。

所述多通道模拟开关模块为16通道模拟开关模块。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且接线方便，电路设计简单。

2、性能可靠且检测效果好，其主控器采用虚拟仪器技术，将硬件模块与计算机结合，利用LabVIEW编写软件，通过监控软件界面检测放电时的电压信号，同时对放电期间的电压进行记录，并能通过监测主机绘制出放电曲线。

3、所采用的电阻分压模块能实现多通道高电压分压，不仅能对电路有一定保护作用，而且能进一步扩大本发明的电压测量范围。

4、所采用的采集模块检测精度高，采集模块中的模数转换器(16位精度)采用I²C协议，可实现高精度数据检测和传输，其精度可通过软件具体是主控器即单片机进行校准。

5、使用效果好，能实现多通道串联型锂电池的电压检测且检测结果准确、检测速度快。

综上所述，本发明结构简单、接线方便、体积小、携带方便且具备多个检测通道、测试性能优良，能对串联型电池进行有效检测且能满足高电压和高精度的检测要求，能有效解决现有电池检测仪所存在的适用面窄、不能进行有效检测、不能满足高电压及高精度的测量要求、体积大、结构复杂且笨重、携带不方便等缺陷和不足。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

附图标记说明：

1-主控器；                  2-电池组；        3-多通道采集模块；

3-1-多通道模拟开关模块；    3-2-A/D转换器；   4-显示模块；

5-存储模块；                6-监测主机；      7-多路分压模块。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括监测主机6、对由多个锂电池串联组成且处于放电状态的电池组2的总体放电电压及所述多个锂电池各自的单体放电电压进行检测并将所检测数据上传至监测主机6的主控器1、分别与所述多个锂电池相接的多通道采集模块3以及分别与主控器1相接的显示模块4和存储模块5，所述主控器1内部设有对多通道采集模块3所采集电压信号进行分析处理并相应得出电池组2的总体放电电压值及所述多个锂电池各自的单体放电电压值的电压检测模块。所述多通道采集模块3与主控器1相接且多通道采集模块3在所述多个锂电池与主控器1间相应形成多路模拟信号输入通道。

同时，本发明还包括分别串接在所述多个锂电池的放电回路中的多路分压模块7，多通道采集模块3的多路信号输入端分别与多路分压模块7相接，所述多个锂电池的放电电压分别经多路分压模块7分压后的电压信号经多通道采集模块3进行采集处理后送至主控器1。

所述多通道采集模块3包括多路信号输入端分别与多路分压模块7相接且由主控器1进行控制的多通道模拟开关模块3-1和与多通道模拟开关模块3-1相接的A/D转换器3-2，A/D转换器3-2通过数据传输总线与主控器1相接，多通道模拟开关模块3-1的控制端口与主控器1相接。

本实施例中，所述数据传输总线为I²C总线且A/D转换器3-2或主控器1内部相应设置有I²C总线控制模块。所述多路分压模块7为阻值可调的多个分压电阻且所述多个分压电阻的分压比例由主控器1进行控制调整，所述多个分压电阻的阻值调整件分别与主控器1相接。所述主控器1为单片机，并且所述单片机具体为芯片STC89C58RD+。

所述芯片STC89C58RD+的9针输入/输出串行接口通过RS-232串口连接线与监测主机6主板上的9针输入/输出串行接口相接。所述多通道模拟开关模块3-1为16通道模拟开关模块。也就是说，本实施例中，所述多通道采集模块3与主控器1相接相应形成16路模拟信号输入通道，实际接线时，所述16通道模拟开关模块的16通道输入端子分别通过导线与16路模拟信号输入通道上的16个分压电阻相接。同时，通过RS-232串口连接线将负责现场监控的主控器1实时所检测数据同步传送至监测主机6，实现主控器1与监测主机6间的数据传送。

本发明的工作过程是：组成电池组2的16个锂电池(实际检测过程中，也可以16个以下的锂电池串联组成电池组2)的放电电压分别经分压电阻进行分压，分压后的16路电压信号经16通道模拟开关模块进行通道选择，经通道选择后的电压信号再经过A/D转换器3-2进行模数转换，之后将经模数转换后的数字信号同步送至主控器1，所述主控器1再相应通过其内部所设置的电压检测模块对所输入的数字信号进行分析处理并相应得出电池组2的总体放电电压值及16个锂电池各自的单体放电电压值(即主控器1采用虚拟仪器对电池组2的总体放电电压值及16个锂电池各自的单体放电电压值进行检测)，同时主控器1将分析处理得出的总体放电电压值和单体放电电压值通过显示模块4进行同步显示并相应将其分析处理结果存储到存储模块5中。这样，在显示模块4上同步显示的电压有两种：16通道的单体电压(即16个锂电池各自的单体放电电压值)和16通道的总体电压(即电池组2的总体放电电压值)。所述多通道采集模块3的数据采集模式可以通过按键进行选择设定，具体有以下两种：1S采集一次和15s采集一次。实际使用过程中，可以设定在每个模拟信号输入通道的多个信号采集时刻进行电压检测判断，例如在各模拟信号输入通道所输入信号量的0％，25％，50％，75％和100％处分别设置电压最大值及电压最小值并与此时所采集并分析得出的电压值进行比较，从而就可以实现通过检测电池电压来达到判断锂电池放电状态是否正常的目的。另外，主控器1可以将存储模块5中所存储的所有电压数据上传至监测主机6，监测主机6再将传送而来的所有电压数据按照EXCEL表格形式进行保存，同时制作出电压值随时间变化的电压曲线并进行同步显示，以便于观察。

综上所述，本发明多通道采集模块3中的多通道模拟开关模块3-1通过主控器1控制来进行通道选择，多路分压模块7的分压比例可以通过主控器1进行控制调整和校准。对于一组锂电池组2来说，检测过程中会依次触发多通道采集模块3、存储模块5和显示模块4这3个模块进行动作，不同时刻触发的一组电压信号通过主控器1进行时序鉴别后，再通过多通道采集模块3上的A/D转换器3-2进行采集，并通过显示模块4进行显示且同步存储到存储模块5中，之后读取存储模块5存储的所有电压数据并通过RS-232串口连接线上传至监测主机6，从而再通过监测主机6对所有检测的电压数据进行数据分析、比较、计算等处理，因而本发明具有掉电后数据不易丢失、精度高、测量电压范围高等特点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：包括监测主机(6)、对由多个锂电池串联组成且处于放电状态的电池组(2)的总体放电电压及所述多个锂电池各自的单体放电电压进行检测并将所检测数据上传至监测主机(6)的主控器(1)、分别与所述多个锂电池相接的多通道采集模块(3)以及分别与主控器(1)相接的显示模块(4)和存储模块(5)，所述主控器(1)内部设有对多通道采集模块(3)所采集电压信号进行分析处理并相应得出电池组(2)的总体放电电压值及所述多个锂电池各自的单体放电电压值的电压检测模块，所述多通道采集模块(3)与主控器(1)相接且多通道采集模块(3)在所述多个锂电池与主控器(1)间相应形成多路模拟信号输入通道。

2.按照权利要求1所述的一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：还包括分别串接在所述多个锂电池的放电回路中的多路分压模块(7)，多通道采集模块(3)的多路信号输入端分别与多路分压模块(7)相接，所述多个锂电池的放电电压分别经多路分压模块(7)分压后的电压信号经多通道采集模块(3)进行采集处理后送至主控器(1)。

3.按照权利要求2所述的一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：所述多通道采集模块(3)包括多路信号输入端分别与多路分压模块(7)相接且由主控器(1)进行控制的多通道模拟开关模块(3-1)和与多通道模拟开关模块(3-1)相接的A/D转换器(3-2)，A/D转换器(3-2)通过数据传输总线与主控器(1)相接，多通道模拟开关模块(3-1)的控制端口与主控器(1)相接。

4.按照权利要求3所述的一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：所述数据传输总线为I²C总线且A/D转换器(3-2)或主控器(1)内部相应设置有I²C总线控制模块。

5.按照权利要求2、3或4所述的一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：所述多路分压模块(7)为阻值可调的多个分压电阻且所述多个分压电阻的分压比例由主控器(1)进行控制调整，所述多个分压电阻的阻值调整件分别与主控器(1)相接。

6.按照权利要求3或4所述的一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：所述主控器(1)为单片机。

7.按照权利要求6所述的一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：所述单片机为芯片STC 89C 58RD+。

8.按照权利要求7所述的一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：所述芯片STC89C 58RD+的9针输入/输出串行接口通过RS-232串口连接线与监测主机(6)主板上的9针输入/输出串行接口相接。

9.按照权利要求7所述的一种多通道的串联锂电池检测仪，其特征在于：所述多通道模拟开关模块(3-1)为16通道模拟开关模块。

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