CN104155610A - 一种蓄电池状态记录器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓄电池状态记录器，所述蓄电池状态记录器包括：直流稳压模块，由于蓄电池电压不稳定，通过直流稳压模块获得稳定的电压，为电流采集模块、模数转换模块、存储模块提供稳定的电压供电，使系统可靠工作；电压采集模块：通过电压采集模块采集蓄电池电压变化，提供电压数据；电流采集模块：通过稳压模块，运用采样电阻及运算放大器获得电流信息；模数转换模块：通过模数转换模块使电流，电压采集模块采集到的模拟量数字化，以便数据处理模块进行处理；数据处理模块：数据处理模块的核心是单片机，通过编程实现时间控制，电流、电压的集顺序控制；存储模块：通过SPI通信协议实现SD卡与单片机之间的数据交换，实现数据的存储。

Description

一种蓄电池状态记录器

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，涉及对蓄电池工作状态的记录，具体涉及一种蓄电池电压电流状态记录器。

背景技术

随着社会的发展，电动车成为了最佳代步工具。蓄电池作为电动车的最佳动力源，在使用中出现了一些用户恶性违规操作现象，有些人为了能在保质期内要求厂家换新电池，他们会在电池快到保质期的时候对电池进行一些违规操作，比如超大电流放电、过放电后不及时进行充电等，这会导致蓄电池寿命急剧缩短，甚至无法继续使用。同时这也给蓄电池生产商带来了不必要的损失。

通过查找资料发现，目前国内外只有针对飞机、火车、汽车等大型交通运输工具的状态记录仪器，也就是平时所说的黑匣子。而在对蓄电池等小型机器的状态记录仪器研究比较少。对于蓄电池的使用期限，生产商有着明确的规定，但在使用过程中的一些违规操作会使蓄电池工作寿命大大降低，通常，生产商一股无法得知蓄电池在使用过程中出现了哪些违规操作，这样就会造成一定的经济损失，而目前有些记录器成本过于昂贵，并不适用于电动车蓄电池等工作状态的记录。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，解决蓄电池电压电流状态变化的记录问题，本发明的目的是设计出一种蓄电池状态记录器，从而弥补市场上此类的仪器缺乏的不足。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种蓄电池状态记录器，包括

直流稳压模块1，由于蓄电池电压不稳定，通过直流稳压模块获得稳定的电压，为模数转换模块、存储模块提供稳定的电压供电，使系统可靠工作；

电压采集模块2：通过电压采集模块采集蓄电池电压变化，提供电压数据；

电流采集模块3：运用采样电阻及运算放大器获得电流信息；

模数转换模块4：通过模数转换模块使电流、电压采集模块采集到的模拟量数字化，以便数据处理模块进行处理；

数据处理模块5：数据处理模块的核心是单片机，通过编程实现时间控制，电流、电压采集的顺序控制；

存储模块6：通过SPI通信协议实现SD卡与单片机之间的数据交换，实现数据的存储。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1)使用单片机和外围的A/D转化模块采集蓄电池的电流、电压信息，通过配套的计时模块来控制数据的采集与记录；

2)为蓄电池售后服务提供了一种真实可靠的检查方法，能够针对违规使用情况采取合理的处理措施，进而减小蓄电池厂商因电池退换问题造成的损失；

3)通过使用单片机等电子元器件记录蓄电池的使用状态，获取一系列数据。通过对数据的科学的分析和处理，可以对蓄电池的设计制造工艺进行优化。

附图说明

通过参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其它方面及优点将变得更加易于清楚，在附图中：

图1是本发明系统的整体框图。

图2是稳压模块电路图

图3单片机与AD574的接口电路图

图4控制器工作流程图

图5SD卡SPI模式下与单片机的连接图

图6SD卡外围电路原理图。

具体实施方式

在下文中，现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。

(1)直流稳压模块

由于蓄电池正常的电压变化范围为10～14V，而电路板供电需要5V的稳定电压，所以需要一个直流稳压模块，通过LM2576稳压模块来实现5V输出的稳定电压。如图2所示是稳压模块电路图，具体的实现方式是：LM2576输入电压为7～40v，，输出电压为稳定5V，通过该芯片及外围电子元器件可以实现5V稳压功能。从而实现对电路板的供电。

(2)电压采集模块

正常使用时，蓄电池的电压变化范围是10V-14V，为实现对蓄电池电压状况进行实时监测，通过AD574芯片进行电压的采集。AD574芯片的精度是1.2mv，并把采集到的电压信号通过A/D模块转换为数字信号；

(3)电流采集模块

选用FLQ-53锰铜采样电阻对蓄电池电压信号进行采集，FLQ-53采样电阻精度为(2mΩ±3％)，功率为5-8W。蓄电池正常使用时电流变化范围是0～30A，通过FLQ-53采样电阻进行电流变化的采集。并把采集到的电流信号通过AD模块转换为数字信号；

(4)A/D模块

由于采集到的电压电流信号是模拟信号，而单片机处理的是数字信号，因此采用AD模块将采集到的电压电流信号转换为数字信号，在该模块中采用AD574芯片，如图3所示是单片机与AD574的接口电路图，其中还使用了三态锁存器74LS373和74LS00与非门电路，逻辑控制信号由(和A0)有8051的数据口P0发出，并由三态锁存器74LS373锁存到输出端Q0、Q1和Q2上，用于控制AD574A的工作过程。AD转换器的数据输出也通过P0数据总线连至8051，由于我们只使用了8位数据口，12位数据分两次读进8051，所以接地。当8051的p3.0查询到STS端转换结束信号后，先将转换后的12位A/D数据的高8位读进8051，然后再将低4位读进8051。这里不管AD574A是处在启动、转换和输出结果，使能端CE都必须为1，因此将8051的写控制线和读控制线通过与非门74LS00与AD574A的使能端CE相连。通过AD模块将模拟信号转换为数字信号，并通过单片机进行后续的处理。

(5)控制模块

控制模块的核心是单片机，通过编程实现时间控制，电流、电压的集顺序控制；具体工作方案是：首先对采集到的电流信号进行判断，如果电流小于5A，则单片机每隔两小时记录一次电压电流的瞬时值；如果电流大于5A，则单片机每隔30秒记录一次电压电流的瞬时值。具体的实现方式依靠单片机程序控制。如图4所示，是控制模块的具体工作路线图。

(6)存储模块

通过SPI通信协议实现SD卡与单片机之间的数据交流，实现数据的存储。SPI模式采用4线制，使用CS、CLK、DaraIn、DataOut这4个端口进行数据通信，SD卡SPI模式下与单片机的连接图如图5所示。图6表示的是SD卡外围电路的原理图。通过存储模块将单片机处理后的数据写入SD卡中，实现对蓄电池电流电压状态变化的存储，必要时就可以从SD卡中读出所需要的数据，进而通过这些数据对蓄电池的使用状况进行判断。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。本发明可以有各种合适的更改和变化。凡在本发明的精神和原则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。

Claims (2)

1.一种蓄电池状态记录器，其特征在于：

所述蓄电池状态记录器包括：

直流稳压模块，由于蓄电池电压不稳定，通过直流稳压模块获得稳定的电压，为电流采集模块、模数转换模块、存储模块提供稳定的电压供电，使系统可靠工作；

电压采集模块：通过电压采集模块采集蓄电池电压变化，提供电压数据；

电流采集模块：通过稳压模块，运用采样电阻及运算放大器获得电流信息；

模数转换模块：通过模数转换模块使电流、电压采集模块采集到的模拟量数字化，以便数据处理模块进行处理；

数据处理模块：数据处理模块的核心是单片机，通过编程实现时间控制，电流、电压采集的顺序控制；

存储模块：通过SPI通信协议实现SD卡与单片机之间的数据交换，实现数据的存储。

2.如权利要求1所述的一种蓄电池状态记录器，其特征在于：

所述稳压模块分别连接模数转换模块、数据处理模块、存储模块；数据处理模块连接模数转换模块和存储模块，模数转换模块还与电流采集模块以及电压采集模块连接。