CN103364726A

CN103364726A - 一种电池放电监测装置

Info

Publication number: CN103364726A
Application number: CN201210087690XA
Authority: CN
Inventors: 周明杰; 黄晓东
Original assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Current assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: CN103364726B

Abstract

本发明于电池测试技术领域，提供了一种电池放电监测装置，包括：报警单元；检测通道输入单元，用于提供相应待监测电池的放电电压采样通路；控制单元，用于选择检测通道输入单元的采样通路，实时接收选择的采样通路的输出电压值，并当选择的采样通路的输出电压值小于控制单元预存的、选择的采样通路相应的界限值时，控制报警单元发出报警提示。该电池放电监测装置相对于现有的人工记录方式，可以实现对电池放电测试中的放电电压的实时自动监测，避免了人力资源浪费，并降低了产品的生产成本。此外，通过控制单元实现对采样通路的选择，在实现了多路监测的同时，使得采样通路之间互不干扰，保证了监测结果的准确性。

Description

一种电池放电监测装置

技术领域

本发明属于电池测试技术领域，尤其涉及一种电池放电监测装置。

背景技术

为了确保成品电池的使用安全，在电池出厂前需要对电池进行性能测试，而电池放电测试是电池性能测试中不可缺少的测试项目。

在电池放电测试中，需要实时跟踪电池放电电压和放电时间的变化。当电池放电期间的电压达到过放电压时，需要控制电池停止放电。在此过程中，现有技术通过人工记录的方式实时记录电池的当前放电电压值和放电时间，而由于电池放电的过程较漫长，因此采用人工记录的方式极大的浪费了人力资源，从而使得电池产品的生产成本较高。

在本背景技术本部分所公开的上述信息仅仅用于增加对本发明背景技术的理解，因此其可能包括不构成对该国的本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电池放电监测装置，旨在解决现有技术通过人工记录的方式，在电池放电测试中实时记录电池的当前放电电压值和放电时间，浪费人力资源，造成产品生产成本高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电池放电监测装置，所述电池放电监测装置包括：

报警单元；

检测通道输入单元，用于提供相应待监测电池的放电电压采样通路；

控制单元，用于选择所述检测通道输入单元的采样通路，实时接收所述选择的采样通路的输出电压值，并当所述选择的采样通路的输出电压值小于所述控制单元预存的、所述选择的采样通路相应的界限值时，控制所述报警单元发出报警提示。

本发明实施例提供的电池放电监测装置是利用控制单元实时采集待监测电池的相应采样通路的输出电压值，并当采样的电压值小于预存的界限值时，控制报警单元发出报警。相对于现有的人工记录方式，该装置可以实现对电池放电测试中的放电电压的实时自动监测，避免了人力资源浪费，并降低了产品的生产成本。此外，通过控制单元实现对采样通路的选择，在实现了多路监测的同时，使得采样通路之间互不干扰，保证了监测结果的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电池放电监测装置的原理图；

图2是图1中控制单元的电路图；

图3是图1中直流-直流变换单元的电路图；

图4是图1中稳压单元的电路图；

图5是图1中检测通道输入单元的电路图；

图6是图1中整流滤波单元的电路图；

图7是图1中显示单元的电路图；

图8是图1中报警单元的电路图；

图9是图1中信号接收单元的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有电池放电测试中人工记录方式存在的问题，本发明实施例提供的电池放电监测装置是利用控制单元实时采集待监测电池的相应采样通路的输出电压值，并当采样的电压值小于预存的界限值时，控制报警单元发出报警。

图1示出了本发明实施例提供的电池放电监测装置的原理，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例提供的电池放电监测装置包括：报警单元13；检测通道输入单元11，用于提供相应待监测电池的放电电压采样通路；控制单元12，用于选择检测通道输入单元11的采样通路，实时接收选择的采样通路的输出电压值，并当选择的采样通路的输出电压值小于控制单元12预存的、选择的采样通路相应的界限值时，控制报警单元13发出报警提示，以提示现场工作人员相应待监测电池达到界限值。

本发明实施例提供的电池放电监测装置是利用控制单元12实时采集待监测电池的相应采样通路的输出电压值，并当采样的电压值小于预存的界限值时，控制报警单元13发出报警。相对于现有的人工记录方式，该装置可以实现对电池放电测试中的放电电压的实时自动监测，避免了人力资源浪费，并降低了产品的生产成本。此外，通过控制单元12实现对采样通路的选择，在实现了多路监测的同时，使得采样通路之间互不干扰，保证了监测结果的准确性。

本发明实施例提供的电池放电监测装置还可以包括：信号接收单元18，用于接收用户触发的控制单元12的设置指令，该设置指令包括对控制单元12的系统时间设置指令、采样通路各自的界限值设置指令、采样通路的放电电压和放电时间记录的查询/清除指令、监测开始/停止指令等。

另外，为了在实现放电电压自动监测的同时，还对放电时间进行自动计时，本发明实施例中，控制单元12还用于对相应待监测电池的放电时间进行计时后输出。

进一步地，为了直观的显示信号接收单元18的设置状态，方便查询相应待监测电池的放电电压或放电时间，本发明实施例提供的电池放电监测装置还可以包括：显示单元17，用于显示控制单元12接收到的采样通路的输出电压值、相应的采样通路的界限值、控制单元12输出的放电时间等。

更近一步地，本发明实施例提供的电池放电监测装置还可以包括：直流-直流变换单元14，用于将供电电源输出的第一直流电转换成第二直流电后输出；稳压单元15，用于将直流-直流变换单元14输出的第二直流电转换成检测通道输入单元11、控制单元12和显示单元17分别所需的供电电压后，输出给检测通道输入单元11、控制单元12和显示单元17。

为了实现待监测电池的无极性监测，本发明实施例提供的电池放电监测装置还可以包括：整流滤波单元16，用户将控制单元12选择的采样通路的输出电压值进行整流滤波处理后，输出给控制单元12。

图2示出了图1中控制单元12的电路图。

具体地，控制单元12可以是一型号为ATmega8-16AC的8位微控制器U1。微控制器U1的双向输入输出引脚PB1/OC1A、双向输入输出引脚PB2/OC1B、双向输入输出引脚PB3/MOSI/OC2、双向输入输出引脚PB4/MISO、PB5/SCK和双向输入输出引脚PB5/SCK连接显示单元17；微控制器U1的模拟输入引脚PC0/ADC0和模拟输入引脚PC1/ADC1连接检测通道输入单元11或整流滤波单元16，以接收检测通道输入单元11或整流滤波单元16的输出电压值；微控制器U1的双向输入输出引脚PD2/INT0连接报警单元13，以控制报警单元13发出报警提示；微控制器U1的双向输入输出引脚PD3/INT1、双向输入输出引脚PD4/XCK/T0、双向输入输出引脚PD5/T1、双向输入输出引脚PD6/AIN0和双向输入输出引脚PD7/AIN1连接信号接收单元18，以接收用户触发的设置指令；微控制器U1的模拟输出引脚PC4/ADC4/SDA、模拟输出引脚PC5/ADC5/SCL和模拟输出引脚ADC6连接检测通道输入单元11，以完成对检测通道输入单元11的采样通路的选择，当检测通道输入单元11包括四个采样通路，以分别对应实现对四个电池的监测时，如下表一列出了模拟输出引脚PC4/ADC4/SDA的值、模拟输出引脚PC5/ADC5/SCL的值、模拟输出引脚ADC6的值与相应的采样通路的一种对应关系：

表一

PC5/ADC5/SCL	ADC6	PC4/ADC4/SDA	采样通路
				0	0	1	无
0	0	0	1
				1	0	0	2
0	1	0	3
				1	1	0	4

图3示出了图1中直流-直流变换单元14的电路。

具体地，直流-直流变换单元14可以包括：型号为MC34063AD的降压芯片U2、二极管D2、电阻R3、电阻R4、电感L1、电阻R5、电阻R6、电阻R7。降压芯片U2的电源引脚VCC连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极通过一接口J1连接供电电源；降压芯片U2的电源引脚VCC同时通过电阻R3连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接稳压单元15；降压芯片U2的驱动管T2集电极引出引脚DRVC通过电阻R4同时连接电感L1的一端及负载峰值电流取样引脚IPK；降压芯片U2的电压比较器反相输入引脚-VIN顺次通过电阻R5和电阻R6连接稳压单元15，电压比较器反相输入引脚-VIN同时通过电阻R7接地；降压芯片U2的开关管T1集电极引出引脚SWC连接稳压单元15。

降压芯片U2的电源引脚VCC通过接口J1接收供电电源输出的第一直流电，并将该第一直流电转换成第二直流电后，经由驱动管T2集电极引出引脚DRVC和电感L1输出给稳压单元15。

图4示出了图1中稳压单元15的电路。

进一步地，稳压单元15又包括：负电压稳压模块151，用于将直流-直流变换单元14输出的第二直流电转换成检测通道输入单元11所需的负供电电压后，输出给检测通道输入单元11；正电压稳压模块152，用于将直流-直流变换单元14输出的第二直流电转换成检测通道输入单元11所需的第一正供电电压、控制单元12和显示单元17所需的第二正供电电压后，输出给检测通道输入单元11、控制单元12和显示单元17。其中的负供电电压优选是-8V供电电压，第一正供电电压优选是+8V供电电压，第二正供电电压优选是+5V供电电压。

具体地，负电压稳压模块151可以包括：型号为7808的第一三端稳压芯片U3、二极管D3、二极管D4、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11。第一三端稳压芯片U3的电压输入引脚Vin连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极通过电容C8连接直流-直流变换单元14，二极管D3的阴极同时连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极接地；第一三端稳压芯片U3的电压输入引脚Vin同时通过电容C9接地；第一三端稳压芯片U3的电压输出引脚Vout接地；电容C10和电容C11分别并联在第一三端稳压芯片U3的电压输出引脚Vout和第一三端稳压芯片U3的接地引脚GND之间，第一三端稳压芯片U3的接地引脚GND连接检测通道输入单元11，以向检测通道输入单元11输出负供电电压。

具体地，正电压稳压模块152可以包括：型号为7808的第二三端稳压芯片U4、型号为7805的第三三端稳压芯片U5、二极管D5、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16。第二三端稳压芯片U4的电压输入引脚Vin连接直流-直流变换单元14，并同时连接二极管D5的阴极，二极管D5的阳极连接直流-直流变换单元14，第二三端稳压芯片U4的电压输入引脚Vin同时分别通过电容C12和电容C13接地；第二三端稳压芯片U4的电压输出引脚Vout通过电容C14接地，并连接检测通道输入单元11，以输出检测通道输入单元11所需的第一正供电电压；第二三端稳压芯片U4的电压输出引脚Vout同时连接第三三端稳压芯片U5的电压输入引脚Vin，第三三端稳压芯片U5的电压输出引脚Vout分别通过电容C15和电容C16接地，并同时连接控制单元12和显示单元17，以输出控制单元12和显示单元17所需的第二正供电电压。

图5示出了图1中检测通道输入单元11的电路。

具体地，检测通道输入单元11可以包括：型号为CD4052的八通道数字控制模拟电子开关芯片U6和四个结构相同、连接待监测电池的端子电路。每一端子电路的两个引脚分别连接数字控制模拟电子开关芯片U6的一X通道输入/输出引脚和一Y通道输入/输出引脚，数字控制模拟电子开关芯片U6的两个公共输入/输出引脚连接整流滤波单元16或控制单元12；数字控制模拟电子开关芯片U6的使能引脚EN和地址引脚A、地址引脚B连接控制单元12。

以其中的一个端子电路为例，其可包括端子P1、电阻R8和可变电阻R9；端子P1的一个引脚通过电阻R8连接数字控制模拟电子开关芯片U6的一X通道输入/输出引脚X0，端子P1的另一个引脚连接数字控制模拟电子开关芯片U6的一Y通道输入/输出引脚Y0；端子P1的另一个引脚同时连接可变电阻R9的一端，可变电阻R9的另一端和可变电阻R9的滑动端连接数字控制模拟电子开关芯片U6的X通道输入/输出引脚X0。

在工作时，控制单元12通过使能引脚EN和地址引脚A、地址引脚B，向检测通道输入单元11输入选择采样通路的信号，相应采样通路的输出电压值通过数字控制模拟电子开关芯片U6的两个公共输入/输出引脚输出给整流滤波单元16或直接输出给控制单元12。

图6示出了图1中整流滤波单元16的电路。

具体地，整流滤波单元16可以包括：由二极管D6、二极管D7、二极管D8和二极管D9构成的整流桥电路，电容C17、电阻R16、可变电阻R17、电容C18。整流桥电路的两个输入端连接检测通道输入单元11，整流桥电路的一个输出端连接电阻R16的一端，电阻R16的另一端连接控制单元12；电容C17并联在整流桥电路的两个输出端之间，整流桥电路的另一个输出端接地；电阻R17的一端连接电阻R16的另一端，电阻R17的另一端连接整流桥电路的另一个输出端，电阻R17的滑动端连接控制单元12；电阻R16的另一端通过电容C18接地。

图7示出了图1中显示单元17的电路。

具体地，显示单元17包括一型号为LCD12864的液晶显示模块U7、N型场效应管Q1、电阻R20、电阻R21。液晶显示模块U7的背光正引脚LEDA连接N型场效应管Q1的漏极，N型场效应管Q1的源极接地，N型场效应管Q1的栅极通过电阻R20连接控制单元12；电阻R21并联在N型场效应管Q1的栅极和源极之间；液晶显示模块U7的使能引脚E、读写选择引脚R/W、寄存器选择引脚RS均连接控制单元12。

图8示出了图1中报警单元13的电路。

具体地，报警单元13可以包括：扬声器LS、二极管D10、N型场效应管Q2、电阻R23和电阻R24。N型场效应管Q2的栅极通过电阻R23连接控制单元12，并同时通过电阻R24接地；N型场效应管Q2的源极接地，N型场效应管Q2的漏极连接扬声器LS的一输入引脚，扬声器LS的另一输入引脚连接供电电压VCC；二极管D10并联在扬声器LS的两个输入引脚之间，且二极管D10的阳极连接扬声器LS的一输入引脚。

图9示出了图1中信号接收单元18的电路。

具体地，信号接收单元18包括：开关S1、开关S2、开关S3、开关S4和开关S5。开关S1、开关S2、开关S3、开关S4和开关S5的一端均接地，开关S1、开关S2、开关S3、开关S4和开关S5的另一端均连接控制单元12。

本发明实施例提供的电池放电监测装置是利用控制单元12实时采集待监测电池的相应采样通路的输出电压值，并当采样的电压值小于预存的界限值时，控制报警单元13发出报警。相对于现有的人工记录方式，该装置可以实现对电池放电测试中的放电电压的实时自动监测，避免了人力资源浪费，并降低了产品的生产成本。此外，通过控制单元12实现对采样通路的选择，在实现了多路监测的同时，使得采样通路之间互不干扰，保证了监测结果的准确性。再有，该电池放电监测装置还可包括显示单元17，以方便现场人员查询相应待监测电池的放电电压或放电时间。另外，该电池放电监测装置还可包括设置在检测通道输入单元11和控制单元12之间的整流滤波单元16，以实现待监测电池的无极性监测。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来控制相关的硬件完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电池放电监测装置，其特征在于，所述电池放电监测装置包括：

报警单元；

2.如权利要求1所述的电池放电监测装置，其特征在于，所述电池放电监测装置还包括：

信号接收单元，用于接收用户触发的所述控制单元的设置指令，所述设置指令包括对所述控制单元的系统时间设置指令、所述采样通路各自的界限值设置指令、所述采样通路的放电电压和放电时间记录的查询/清除指令、监测开始/停止指令。

3.如权利要求2所述的电池放电监测装置，其特征在于，所述控制单元还用于对相应待监测电池的放电时间进行计时后输出；所述电池放电监测装置还包括：

显示单元，用于显示所述控制单元接收到的所述采样通路的输出电压值、相应的所述采样通路的界限值、所述控制单元输出的放电时间。

4.如权利要求3所述的电池放电监测装置，其特征在于，所述电池放电监测装置还包括：

直流-直流变换单元，用于将供电电源输出的第一直流电转换成第二直流电后输出；

稳压单元，用于将所述第二直流电转换成所述检测通道输入单元、控制单元和显示单元分别所需的供电电压后，输出给所述检测通道输入单元、控制单元和显示单元。

5.如权利要求4所述的电池放电监测装置，其特征在于，所述电池放电监测装置还包括：

整流滤波单元，用户将所述控制单元选择的所述采样通路的输出电压值进行整流滤波处理后，输出给所述控制单元。

6.如权利要求5所述的电池放电监测装置，其特征在于，所述稳压单元又包括：

负电压稳压模块，用于将所述直流-直流变换单元输出的所述第二直流电转换成所述检测通道输入单元所需的负供电电压后，输出给所述检测通道输入单元；

正电压稳压模块，用于将所述直流-直流变换单元输出的所述第二直流电转换成所述检测通道输入单元所需的第一正供电电压、所述控制单元和显示单元所需的第二正供电电压后，输出给所述检测通道输入单元、控制单元和显示单元。

7.如权利要求6所述的电池放电监测装置，其特征在于，所述负电压稳压模块包括：第一三端稳压芯片、二极管D3、二极管D4、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11；所述第一三端稳压芯片的电压输入引脚连接所述二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极通过所述电容C8连接所述直流-直流变换单元，所述二极管D3的阴极同时连接所述二极管D4的阳极，所述二极管D4的阴极接地；所述第一三端稳压芯片的电压输入引脚同时通过所述电容C9接地；所述第一三端稳压芯片的电压输出引脚接地；所述电容C10和所述电容C11分别并联在所述第一三端稳压芯片的所述电压输出引脚和所述第一三端稳压芯片的接地引脚之间，所述第一三端稳压芯片的所述接地引脚连接所述检测通道输入单元；

所述正电压稳压模块包括：第二三端稳压芯片、第三三端稳压芯片、二极管D5、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16；所述第二三端稳压芯片的电压输入引脚连接所述直流-直流变换单元，并同时连接所述二极管D5的阴极，所述二极管D5的阳极连接所述直流-直流变换单元，所述第二三端稳压芯片的所述电压输入引脚同时分别通过所述电容C12和电容C13接地；所述第二三端稳压芯片的电压输出引脚通过所述电容C14接地，并连接所述检测通道输入单元，以输出所述检测通道输入单元所需的第一正供电电压；所述第二三端稳压芯片的电压输出引脚同时连接所述第三三端稳压芯片的电压输入引脚，所述第三三端稳压芯片的电压输出引脚分别通过所述电容C15和电容C16接地，并同时连接所述控制单元和显示单元。

8.如权利要求5所述的电池放电监测装置，其特征在于，所述检测通道输入单元包括：一八通道数字控制模拟电子开关芯片和四个结构相同、连接所述待监测电池的端子电路；

每一所述端子电路的两个引脚分别连接所述数字控制模拟电子开关芯片的一X通道输入/输出引脚和一Y通道输入/输出引脚，所述数字控制模拟电子开关芯片的两个公共输入/输出引脚连接所述整流滤波单元或所述控制单元；所述数字控制模拟电子开关芯片的使能引脚和两个地址引脚连接所述控制单元。

9.如权利要求5所述的电池放电监测装置，其特征在于，所述整流滤波单元包括：由二极管D6、二极管D7、二极管D8和二极管D9构成的整流桥电路，电容C17、电阻R16、可变电阻R17、电容C18；

所述整流桥电路的两个输入端连接所述检测通道输入单元，所述整流桥电路的一个输出端连接所述电阻R16的一端，所述电阻R16的另一端连接所述控制单元；所述电容C17并联在所述整流桥电路的两个输出端之间，所述整流桥电路的另一个输出端接地；所述电阻R17的一端连接所述电阻R16的另一端，所述电阻R17的另一端连接所述整流桥电路的另一个输出端，所述电阻R17的滑动端连接所述控制单元；所述电阻R16的另一端通过所述电容C18接地。

10.如权利要求5所述的电池放电监测装置，其特征在于，所述控制单元是一8位微控制器；所述信号接收单元包括五个开关，所述五个开关的一端均接地，所述五个开关的另一端均连接所述控制单元；

所述报警单元包括：扬声器、二极管D10、N型场效应管Q2、电阻R23和电阻R24；所述N型场效应管Q2的栅极通过所述电阻R23连接所述控制单元，并同时通过所述电阻R24接地；所述N型场效应管Q2的源极接地，所述N型场效应管Q2的漏极连接所述扬声器的一输入引脚，所述扬声器的另一输入引脚连接供电电压；所述二极管D10并联在所述扬声器的两个输入引脚之间，且所述二极管D10的阳极连接所述扬声器的一输入引脚。