CN116154923A - 一种电池在线平衡系统及电池测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池在线平衡系统及电池测试系统，该电池在线平衡系统包括主控电路、电源电路以及多路电压检测电路和多路均衡电路，所述电源电路用于给整个电池在线平衡系统供电，多路均衡电路分别连接在各节小电池的正极与负极之间，各路电压检测电路用于检测电池内部对应小电池两端的电压，并将检测到的电压传递给主控电路，所述主控电路的输出端与均衡电路连接，所述主控电路用于将采集的小电池两端的电压与设定值进行比较，并输出控制信号给对应的均衡电路，使所有小电池充放电时都能达到设定电压。本发明的电池在线平衡系统可以使所有小电池充放电时都能达到设定电压。

Description

一种电池在线平衡系统及电池测试系统

技术领域

本发明属于电池检测技术领域，具体涉及一种电池在线平衡系统及电池测试系统。

背景技术

随着电池在移动通讯和电子电器等领域的广泛运用，电池的安全事故也频频爆光。对于很多电子生产企业来说进行电池检测成为一项日常的工作，所以通过标准体系的电池性能检测是解决电池是否安全可靠的途径。

一块电池内部由许多小电池串联组成，目前行业内存在的问题是对电池进行充放电时，可能电池电压达到设定值，但是电池内部小电池有的高有的低，不是全部达到设定电压。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种电池在线平衡系统及电池测试系统，在对电池进行充放电时，电池在线平衡系统使电池内部小电池充放电进行均衡。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种电池在线平衡系统，包括主控电路、电源电路以及多路电压检测电路和多路均衡电路，所述电源电路用于给整个电池在线平衡系统供电，多路均衡电路分别连接在各节小电池的正极与负极之间，各路电压检测电路用于检测电池内部对应小电池两端的电压，并将检测到的电压传递给主控电路，所述主控电路的输出端与均衡电路连接，所述主控电路用于将采集的小电池两端的电压与设定值进行比较，并输出控制信号给对应的均衡电路。

进一步地，均衡电路包括电子开关和分压单元，所述电子开关与分压单元串联，电子开关和分压单元分别与主控电路连接。

进一步地，所述主控电路还用于采集各节小电池两端的电压，并计算平均值，所述主控电路还用于将各个小电池两端的电压分别与计算的平均值进行比较，当某节小电池两端的电压大于所述平均值时，所述主控电路用于控制该节小电池对应的电子开关闭合，使该节小电池与对应的分压单元连接。

进一步地，所述电压检测电路包括运放U700A、运放U700B、运放U700C、运放U700D，运放U700A的正极输入端接地，运放U700A的负极输入端分别与电阻R701的一端、电容C701的一端、电位器RW3的滑动端以及第一固定端连接，电阻R701的另一端分别与电阻R700的一端、小电池正极连接，电阻R700的另一端接地，小电池负极接入端接地，运放U700A的输出端分别与电容C701的另一端、电位器RW3的第二固定端以及电容C702的一端、电容C703的一端连接，电容C702的另一端接地，电容C703的另一端分别与电阻R702的一端、电阻R704的一端连接，电阻R702的另一端分别与运放U700B的负极输入端、电阻R703的一端以及二极管D701的负极连接，运放U700B的正极输入端接地，运放U700B的输出端分别与二极管D701的正极以及二极管D702的负极连接，二极管D702的正极分别与电阻R703的另一端以及电阻R705的一端连接，电阻R705的另一端分别与电阻R704的另一端、电容C704的一端、电阻R706的一端以及运放U700C的负极输入端连接，运放U700C的正极输入端接地，运放U700C的输出端分别与电容C704的另一端、电阻R706的另一端以及运放U700D的正极输入端连接，运放U700D的输出端与运放U700D的负极输入端以及电阻R707的一端连接，电阻R707的另一端分别与电容C705的一端以及电阻R708的一端连接，电容C705的另一端接地，电阻R708的另一端分别与电容C706的一端以及主控电路的第一输入端连接，电容C706的另一端接地。

进一步地，本发明的电池在线平衡系统还包括电流检测电路，所述电流检测电路用于检测电池的电流，并将检测到的电流传递给主控电路，所述主控电路用于将检测到的电流与设定值进行比较，进行过流保护。

进一步地，所述电流检测电路包括运放U401、隔离放大器U402、仪表放大器U403、运放U404A，运放U401的正极输入端分别与电阻RJ401的一端、电容C401的一端、电位器RW1的滑动端以及第一固定端连接，电容C401的另一端接地，电阻RJ401的另一端与电池正极连接，电位器RW1的第二固定端与电阻RJ402的一端连接，电阻RJ402的另一端接地，运放U401的输出端分别与运放U401的负极输入端以及电阻R403的一端连接，电阻R403的另一端分别与电容C402的一端以及隔离放大器U402的输入端连接，电容C402的另一端接地，隔离放大器U402的输出端分别与电容C403的一端连接，电容C403的另一端分别与电阻R404的一端以及仪表放大器U403的输入端连接，电阻R404的另一端接地，仪表放大器U403的OUT引脚以及REF引脚均与电阻R405的一端、电容C404的一端连接，电容C404的另一端连接仪表放大器U403的CAV引脚，电阻R405的另一端分别与电阻R406的一端、电容C405、电容C406的一端连接，电阻R406的另一端连接仪表放大器U403的BFI引脚，电容C406的另一端接地，电容C405的另一端与仪表放大器U403的BFO引脚连接，仪表放大器U403的BFO引脚与电阻R407的一端连接，电阻R407的另一端分别与电容C407的一端以及运放U404A的正极输入端连接，电容C407的另一端接地，运放U404A的输出端与二极管D401的正极连接，二极管D401的负极分别与运放U404A的负极输入端、电阻R408的一端以及电阻R409的一端连接，电阻R409的另一端接地，电阻R408的另一端分别与电容C408的一端以及电阻R410的一端连接，电容C408的另一端接地，电阻R410的另一端分别与电容C409的一端以及主控电路的第二输入端连接，电容C409的另一端接地。

进一步地，本发明的电池在线平衡系统还包括过压保护电路，所述过压保护电路包括运放U201、光耦隔离器U202和运放U203，运放U201的正极输入端分别与电容C201的一端以及电阻R201的一端连接，电容C201的另一端接地，电阻R201的另一端与主控电路的第一输出端连接，运放U201的负极输入端分别与电阻R202的一端以及光耦隔离器U202的第一受光器的一端连接，电阻R202的另一端接地，光耦隔离器U202的第一受光器的另一端连接第一电压，运放U201的输出端与光耦隔离器U202的发光源的一端连接，光耦隔离器U202的发光源的另一端接地，光耦隔离器U202的第二受光器的一端连接第二电压，光耦隔离器U202的第二受光器的另一端分别与电阻R203的一端、电容C203的一端以及运放U203的正极输入端连接，电阻R203的另一端以及电容C203的另一端连接第三电压，运放U203的负极输入端与运放U203的输出端连接，运放U203的输出端用于与电池正极连接。

进一步地，本发明的电池在线平衡系统还包括通讯电路，所述通讯电路与主控电路连接，所述主控电路通过通讯电路与上位机或/和电池测试设备连接。

本发明还公开了一种电池测试系统，包括电池测试设备以及如上所述的电池在线平衡系统，所述电池测试设备与电池连接，所述电池与电池在线平衡系统连接。

进一步地，所述电池测试设备包括主控电路、电源电路以及至少一个测试通道，各个测试通道包括输入电路、增高阻抗电路和比较电路，所述电池测试设备的电源电路用于给整个装置供电，所述输入电路的输入端与测试电池连接，所述输入电路的输出端与增高阻抗电路的输入端连接，所述增高阻抗电路的输出端与比较电路的第一输入端连接，所述比较电路的第二输入端与DA输出电路的输出端连接，所述DA输出电路的输入端与电池测试设备的主控电路的输出端连接，所述电池测试设备的比较电路的输出端与电池测试设备的主控电路的输入端连接。

本发明至少具有如下有益效果： 本发明的电池在线平衡系统可以使所有小电池充放电时都能达到设定电压，通过对各电池的均衡控制，达到使电池组均衡目的，可以提高电池的使用寿命等。

将本发明的电池在线平衡系统与电池检测设备搭配使用，实现电池测试，可以保护电池，在电池充放电的测试过程中，减少电池损伤。

本系统采用高核主控芯片，各个线程运行速度较快，大大提高了系统整体的反应速度，能较快的完成对电池的平衡，测量等等系列功能。

本系统抗干扰能力较强，通过光耦隔离和滤波处理，使信号稳定传输。

本系统采用高精度测量芯片，使采集的电压数据达到万分之一，同时也使的各个电池均衡后之间的电压误差达到万分之一。

本系统可在线精确测量电池的端电压等参数，具备蓄电池端电压等参数异常告警功能。

当电池测量均衡部分有故障，本发明可以将报其通讯故障，提供每一节电池运行的当前状态。

本系统采用RS485通讯，具有Modbus规约，可实现远程智能化管理。

本系统带有过流过压等自动保护功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的电池在线平衡系统的原理框图；

图2为本发明实施例提供的电池在线平衡系统的电压检测电路的电路图；

图3为本发明实施例提供的电池在线平衡系统的电流检测电路的电路图；

图4为本发明实施例提供的电池在线平衡系统的过压保护电路的电路图；

图5为本发明实施例提供的电池在线平衡系统的电源电路的电路图；

图6为本发明实施例提供的电池在线平衡系统的主控电路的电路图；

图7为本发明实施例提供的电池在线平衡系统的通讯电路的电路图；

图8为本发明实施例提供的电池在线平衡系统的均衡电路的电路图；

图9为本发明实施例提供的电池测试设备的单个测试通道的电路图；

图10为本发明实施例提供的电池测试设备的主控电路的电路图；

图11为本发明实施例提供的电池测试设备的电源电路的电路图；

图12为本发明实施例提供的电池测试设备的DA输出电路的电路图；

图13为本发明实施例提供的电池测试设备的数据读写电路的电路图；

图14为本发明实施例提供的电池测试设备的通讯电路的电路图；

图15为本发明实施例提供的电池测试设备的过压、过流保护电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

实施例一

参见图1至图8，本发明实施例提供一种电池在线平衡系统，本发明公开了一种电池在线平衡系统，包括主控电路、电源电路以及多路电压检测电路和多路均衡电路，所述电源电路用于给整个电池在线平衡系统供电，多路电压检测电路与电池内部多节小电池一一对应，多路均衡电路与电池内部多节小电池一一对应，多路均衡电路分别连接在各节小电池的正极与负极之间，各路电压检测电路用于检测电池内部对应小电池两端的电压，并将检测到的电压传递给主控电路，所述主控电路的输出端与均衡电路连接，所述主控电路用于将采集的小电池两端的电压与设定值进行比较，并输出控制信号给对应的均衡电路，使所有小电池充放电时都能达到设定电压。

进一步地，均衡电路包括电子开关和分压单元，所述电子开关与分压单元串联后，一端与小电池的正极连接，另一端与小电池的负极连接，电子开关和分压单元分别与主控电路连接。

主控电路用于控制电子开关的通断，所述主控电路用于控制分压单元的阻值。

进一步地，分压单元采用可调电阻。电子开关采用但不限于MOS管（可控制MOS管）。

进一步地，所述主控电路还用于实时（或每隔设定时间）采集各节小电池两端的电压，并计算平均值，所述主控电路还用于将各个小电池两端的电压分别与计算的平均值进行比较，当某节小电池两端的电压大于所述平均值时，所述主控电路用于控制该节小电池对应的电子开关闭合，使该节小电池与对应的分压单元连接（并联）。

分压单元与小电池并联后，通过调节分压单元的阻值（根据小电池两端的电压与平均值的差值计算所需分压单元的阻值），调节小电池的充电速度，如减缓充电过快的小电池的充电速度，使所有小电池充放电时都能达到设定电压（或与设定电压的差值在误差允许的范围内）。

所述主控电路还可以连接指令输入装置和显示装置。

进一步地，所述电压检测电路包括运放U700A、运放U700B、运放U700C、运放U700D，运放U700A的正极输入端接地，运放U700A的负极输入端分别与电阻R701的一端、电容C701的一端、电位器RW3的滑动端以及第一固定端连接，电阻R701的另一端分别与电阻R700的一端、小电池正极（U+1、U+2等等）连接，电阻R700的另一端接地，小电池负极接入端接地，运放U700A的输出端分别与电容C701的另一端、电位器RW3的第二固定端以及电容C702的一端、电容C703的一端连接，电容C702的另一端接地，电容C703的另一端分别与电阻R702的一端、电阻R704的一端连接，电阻R702的另一端分别与运放U700B的负极输入端、电阻R703的一端以及二极管D701的负极连接，运放U700B的正极输入端接地，运放U700B的输出端分别与二极管D701的正极以及二极管D702的负极连接，二极管D702的正极分别与电阻R703的另一端以及电阻R705的一端连接，电阻R705的另一端分别与电阻R704的另一端、电容C704的一端、电阻R706的一端以及运放U700C的负极输入端连接，运放U700C的正极输入端接地，运放U700C的输出端分别与电容C704的另一端、电阻R706的另一端以及运放U700D的正极输入端连接，运放U700D的输出端与运放U700D的负极输入端以及电阻R707的一端连接，电阻R707的另一端分别与电容C705的一端以及电阻R708的一端连接，电容C705的另一端接地，电阻R708的另一端分别与电容C706的一端以及主控电路的第一输入端连接，电容C706的另一端接地。

进一步地，本发明的电池在线平衡系统还包括电流检测电路，所述电流检测电路用于检测电池的电流，并将检测到的电流传递给主控电路，所述主控电路用于将检测到的电流与设定值进行比较，进行过流保护。

进行电池检测时，当检测到的电流超过设定值时，输出信号给电池测试设备，控制电池测试设备不再对电池进行充放电操作。

当检测到的电流超过设定值时，进行报警提示。

进一步地，所述电流检测电路包括运放U401、隔离放大器U402、仪表放大器U403、运放U404A，运放U401的正极输入端分别与电阻RJ401的一端、电容C401的一端、电位器RW1的滑动端以及第一固定端连接，电容C401的另一端接地，电阻RJ401的另一端与电池正极U+1连接，电位器RW1的第二固定端与电阻RJ402的一端连接，电阻RJ402的另一端接地，运放U401的输出端分别与运放U401的负极输入端以及电阻R403的一端连接，电阻R403的另一端分别与电容C402的一端以及隔离放大器U402的输入端连接，电容C402的另一端接地，隔离放大器U402的输出端分别与电容C403的一端连接，电容C403的另一端分别与电阻R404的一端以及仪表放大器U403的输入端连接，电阻R404的另一端接地，仪表放大器U403的CS引脚经电阻R400连接第一电压，仪表放大器U403的VDD引脚连接第一电压，仪表放大器U403的VSS引脚连接第三电压，仪表放大器U403的COM引脚、GND引脚接地，仪表放大器U403的OUT引脚以及REF引脚均与电阻R405的一端、电容C404的一端连接，电容C404的另一端连接仪表放大器U403的CAV引脚，电阻R405的另一端分别与电阻R406的一端、电容C405、电容C406的一端连接，电阻R406的另一端连接仪表放大器U403的BFI引脚，电容C406的另一端接地，电容C405的另一端与仪表放大器U403的BFO引脚连接，仪表放大器U403的BFO引脚与电阻R407的一端连接，电阻R407的另一端分别与电容C407的一端以及运放U404A的正极输入端连接，电容C407的另一端接地，运放U404A的输出端与二极管D401的正极连接，二极管D401的负极分别与运放U404A的负极输入端、电阻R408的一端以及电阻R409的一端连接，电阻R409的另一端接地，电阻R408的另一端分别与电容C408的一端以及电阻R410的一端连接，电容C408的另一端接地，电阻R410的另一端分别与电容C409的一端以及主控电路的第二输入端连接，电容C409的另一端接地。

进一步地，本发明的电池在线平衡系统还包括过压保护电路，所述过压保护电路包括运放U201、光耦隔离器U202和运放U203，运放U201的正极输入端分别与电容C201的一端以及电阻R201的一端连接，电容C201的另一端接地，电阻R201的另一端与主控电路的第一输出端连接，运放U201的负极输入端分别与电阻R202的一端以及光耦隔离器U202的第一受光器的一端连接，电阻R202的另一端接地，光耦隔离器U202的第一受光器的另一端连接第一电压，运放U201的输出端与光耦隔离器U202的发光源的一端连接，光耦隔离器U202的发光源的另一端接地，光耦隔离器U202的第二受光器的一端连接第二电压，光耦隔离器U202的第二受光器的另一端分别与电阻R203的一端、电容C203的一端以及运放U203的正极输入端连接，电阻R203的另一端以及电容C203的另一端连接第三电压，运放U203的负极输入端与运放U203的输出端连接，运放U203的输出端用于与电池正极U+1连接。

进一步地，本发明的电池在线平衡系统还包括通讯电路，所述通讯电路与主控电路连接，所述主控电路通过通讯电路与上位机或/和电池测试设备连接。

本发明的电池在线平衡系统主要功能是对电池内部小电池充放电进行均衡，以达到各个小电池电压一致。此处以通道一为例，小电池由JP700接入后，电压经过LF324提升阻抗后进入到AD采样实时采集电压。JP401一端口接电池正极，三端口接电池负极，此通道目的在于检测电池两端的电流，先通过U401提升阻抗，然后进入电源隔离电路，作用是与外部电源部分隔离开，使用单独稳定电源，防止信号失真，最后进入到cpu进行采集。JP001外界LCD，显示检测的通道的信息如该通道的电流和电压。

过压保护电路的原理为：当运放U203的2脚电压超过12V时，运放U203的3脚和运放U203的2脚正负之间电压为负压，运放U203的6脚输出负压，运放U203的6脚与运放U203的2脚相连，使得运放U203的2脚电压即电池检测设备实际充放电电压处稳定在根据设备量程确定的最大电压如本实施例的12V，当运放U203的2脚电压小于12V时，此时运放U203的3脚和运放U203的2脚之间的电压为正，运放U203的6脚处无电压输出，运放U203的2脚电压即电池检测设备实际充放电电压不会发生改变。

例如对电池进行充电处理，则电池两端接在电池检测设备的通道上，另外电池内部的小电池全部接到电池在线平衡系统上来，当其中有小电池的电压充电速度过快，则接入均衡电路减缓其充电速度，直到所有小电池均可以达到设定电压，测试完成，放电亦如此。

一种实施例为：一节小电池对应一个电压检测电路和一个主控模块，主控电路包括多个主控模块和一个总控模块，多个主控模块均与总控模块连接，总控模块与电池测试设备或/和上位机连接。当然，本发明也不仅仅限于上述实施例，电池在线平衡系统的主控电路也可以只设置一个主控模块。

实施例二

本发明实施例公开了一种电池测试系统，包括电池测试设备以及如实施例一所述的电池在线平衡系统，所述电池测试设备与电池连接，所述电池与电池在线平衡系统连接。

进一步地，电池测试设备的主控电路与电池在线平衡系统的主控电路进行通讯。

参见图9至图15，所述电池测试设备包括主控电路、电源电路以及至少一个测试通道，各个测试通道包括输入电路、增高阻抗电路和比较电路，所述电池测试设备的电源电路用于给整个装置供电，所述输入电路的输入端与测试电池连接，所述输入电路的输出端与增高阻抗电路的输入端连接，所述增高阻抗电路的输出端与比较电路的第一输入端连接，所述比较电路的第二输入端与DA输出电路的输出端连接，所述DA输出电路的输入端与电池测试设备的主控电路的输出端连接，所述电池测试设备的比较电路的输出端与电池测试设备的主控电路的输入端连接。

进一步地，本发明的测试通道为多个，本实施例的测试通道为8个，当然，测试通道的数量不仅仅限于8个，还可根据需要设置。

进一步地，各个测试通道包括电压输入电路、第一增高阻抗电路和第一比较电路，所述电压输入电路的输出端与第一增高阻抗电路的输入端连接，所述第一增高阻抗电路的输出端与第一比较电路的第一输入端连接，所述第一比较电路的第二输入端与DA输出电路的第一输出端连接，所述DA输出电路的输入端与主控电路的输出端连接，所述第一比较电路的输出端与主控电路的输入端连接。

进一步地，所述电压输入电路包括正极电压输入端+U、负极电压输入端-U以及若干电阻，正极电压输入端+U用于与测试电池的正极连接，负极电压输入端-U用于与测试电池的负极连接，所述第一增高阻抗电路包括运放A1，所述第一比较电路包括运放A2，电阻R1的一端与正极电压输入端+U连接，电阻R1的另一端经电阻R3与运放A1的同相输入端连接，运放A1的同相输入端经电阻R5接地，电阻R2的一端与负极电压输入端-U连接，电阻R2的另一端经电阻R4与运放A1的反相输入端连接，运放A1的反相输入端经电阻R6与运放A1的输出端连接，所述运放A1的输出端与运放A2的反相输入端之间设有第一滤波电路，所述运放A2的反相输入端经电阻R8接地，所述运放A2的同相输入端经电阻R9与DA输出电路的第一输出端DAU连接，运放A2的同相输入端经电容C2接地，运放A2的输出端与主控电路的输入端连接。

运放A2的电源正极引脚连接+12V，运放A2的电源负极引脚连接-9V。

所述第一滤波电路包括电阻R7和电容C1，电阻R7的一端与运放A1的输出端连接，电阻R7的另一端与电容C1的一端、运放A2的反相输入端连接，电容C1的另一端接地。

进一步地，运放A2的输出端与主控电路的输入端之间串联有二极管D1，二极管D1的正极与主控电路的输入端连接，二极管D1的负极与运放A2的输出端连接。

运放A2的输出端与主控电路的输入端之间串联有指示灯R1。

指示灯R1的正极与主控电路的输入端连接，指示灯R1的负极与二极管D1的正极连接。

进一步地，各个测试通道包括电流输入电路、第二增高阻抗电路和第二比较电路，所述电流输入电路的输出端与第二增高阻抗电路的输入端连接，所述第二增高阻抗电路的输出端与第二比较电路的第一输入端连接，所述第二比较电路的第二输入端与DA输出电路的第二输出端连接，所述DA输出电路的输入端与主控电路的输出端连接，所述第二比较电路的输出端与主控电路的输入端连接。

进一步地，所述电流输入电路包括开关模块、正极电流输入端+I、负极电流输入端-I以及若干电阻，所述第二增高阻抗电路包括运放B1，所述第二比较电路包括运放B2，运放B1的同相输入端经电阻R10与正极电流输入端+I连接，运放B1的反相输入端经电阻R11与负极电流输入端-I连接，运放B1的同相输入端经电阻R12接地，运放B1的反相输入端经电阻R13与运放B1的输出端连接，所述运放B1的输出端与运放B2的反相输入端之间设有第二滤波电路，所述运放B2的反相输入端经电阻R15接地，所述运放B2的同相输入端经电阻R16与DA输出电路的第二输出端DAI连接，运放B2的同相输入端经电容C4接地，运放B2的输出端与主控电路的输入端连接；负极电流输入端-I与开关模块的第一多路选择开关的公共输入/输出端（Y）连接，开关模块的第一多路选择开关的多个独立输入/输出端（如y0到y3）分别与多个接线端一一对应连接，多个接线端分别一一对应经多个不同阻值的采样电阻（采样电阻的阻值根据设定的量程需要设置）与测试电池的正极连接，正极电流输入端+I经电阻RI与测试电池的正极连接，多个接线端分别一一对应经多个开关（如采用三极管或继电器等）接地，多个开关的控制端分别与开关模块的第二多路选择开关的多个独立输入/输出端（如x0到x3）一一对应连接，开关模块的第二多路选择开关的公共输入/输出端（X）连接驱动电压，开关模块与晶体管阵列模块连接，晶体管阵列模块与主控电路连接，主控电路通过晶体管阵列模块驱动开关模块，分别控制第一多路选择开关、第二多路选择开关的通断。当开关的控制端（如三极管的基极）连接驱动电压时，开关（如三极管）导通，对应的接线端（如三极管的发射极）接地。

本实施例的开关模块的第一多路选择开关、第二多路选择开关均有四个开关通道，对应四个量程，通过控制四个开关通道的闭合或断开，选择对应的量程。

电阻RV的一端与正极电流输入端+I连接，电阻RV的另一端与负极电流输入端-I连接。负极电流输入端-I经0电阻接地。

本实施例的运放A2、运放B2的型号为AD640。本实施例的运放A1、运放B1的型号为AD542。

运放B2的电源正极引脚连接+12V，运放B2的电源负极引脚连接-9V。

所述第二滤波电路包括电阻R14和电容C3，电阻R14的一端与运放B1的输出端连接，电阻R14的另一端与电容C3的一端、运放B2的反相输入端连接，电容C3的另一端接地。

进一步地，运放B2的输出端与主控电路的输入端之间串联有二极管D2，二极管D2的正极与主控电路的输入端连接，二极管D2的负极与运放B2的输出端连接。

运放B2的输出端与主控电路的输入端之间串联有指示灯R2。

指示灯R2的正极与主控电路的输入端连接，指示灯R2的负极与二极管D2的正极连接。

进一步地，各个测试通道还包括过流保护电路，所述过流保护电路包括运放UC，运放UC的同相输入端连接基准电路，所述运放UC的反相输入端连接运放B2的反相输入端，运放UC的输出端与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极与电容CG1一端连接，电容CG1的另一端接地。

进一步地，各个测试通道还包括过压保护电路，所述过压保护电路包括运放UD，运放UD的同相输入端连接基准电路，所述运放UD的反相输入端连接运放A2的反相输入端，运放UD的输出端与二极管D4的负极连接，二极管D4的正极与电容CG1一端连接，电容CG1的另一端接地。

所述基准电路包括运放UB，运放UB的同相输入端连接基准电压Vref，运放UB的反相输入端分别与电阻R20的一端、电阻R21的一端连接，电阻R20的另一端接地，电阻R21的另一端与运放UB的输出端连接，运放UB的输出端经电容CR1接地。

当电流或电压过大时，保护电路启动，测试通道的电路最大只能承受DA最大值电压，多出的电压由保护电路承担，保护电路的基准电压Vref通过放大一定倍数后比正常电路所能承受电压要高。

进一步地，本发明的电池检测设备还包括通讯电路，所述通讯电路与主控电路连接，主控电路通过通讯电路与上位机进行通讯。通讯电路使用USB/RS485通讯，采用光电隔离技术，最多接入256台设备。本实施例的通讯电路采用型号为ADM2483E。

进一步地，本发明的电池检测设备还包括数据读写电路，所述数据读写电路与主控电路连接。

本发明的电池检测设备还可以包括显示屏，主要显示设备信息（箱号、电压量程、电流量程、通信状态、通道号等）亮度可调节，显示内容与设备主控板同步。在给多台不同量程设备装载测试电池样品时，提供了极大的方便。

本发明可达到四档自动切换，最小电流可达到：0.5uA。本装置集成高精度DA电路，使用户设定值输出的精度达到±0.02%。

本发明的电池检测设备的工作原理：电路开始工作，由用户给定一个电压或电流进行充放电，DA收到指令后会输出对应的电压或电流，当电压给出时通过AD640进行比较，若高于电池电压则对电池进行充电，反之则放电，AD542是测量电池电压时提高阻抗，增高精确度。电流同理。电流可分为四个档，每个档对应一个采样电阻，通过用户设定值自动切换，四个档之间通过开关控制切换，通过控制三极管，来让电路形成一个回路。本发明的装置可对电池进行恒流充电、恒流放电、恒压充电、恒压放电、恒功率放电等。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池在线平衡系统，其特征在于：包括主控电路、电源电路以及多路电压检测电路和多路均衡电路，所述电源电路用于给整个电池在线平衡系统供电，多路均衡电路分别连接在各节小电池的正极与负极之间，各路电压检测电路用于检测电池内部对应小电池两端的电压，并将检测到的电压传递给主控电路，所述主控电路的输出端与均衡电路连接，所述主控电路用于将采集的小电池两端的电压与设定值进行比较，并输出控制信号给对应的均衡电路。

2.如权利要求1所述的电池在线平衡系统，其特征在于：均衡电路包括电子开关和分压单元，所述电子开关与分压单元串联，电子开关和分压单元分别与主控电路连接。

3.如权利要求2所述的电池在线平衡系统，其特征在于：所述主控电路还用于采集各节小电池两端的电压，并计算平均值，所述主控电路还用于将各个小电池两端的电压分别与计算的平均值进行比较，当某节小电池两端的电压大于所述平均值时，所述主控电路用于控制该节小电池对应的电子开关闭合，使该节小电池与对应的分压单元连接。

4.如权利要求1所述的电池在线平衡系统，其特征在于：所述电压检测电路包括运放U700A、运放U700B、运放U700C、运放U700D，运放U700A的正极输入端接地，运放U700A的负极输入端分别与电阻R701的一端、电容C701的一端、电位器RW3的滑动端以及第一固定端连接，电阻R701的另一端分别与电阻R700的一端、小电池正极连接，电阻R700的另一端接地，小电池负极接入端接地，运放U700A的输出端分别与电容C701的另一端、电位器RW3的第二固定端以及电容C702的一端、电容C703的一端连接，电容C702的另一端接地，电容C703的另一端分别与电阻R702的一端、电阻R704的一端连接，电阻R702的另一端分别与运放U700B的负极输入端、电阻R703的一端以及二极管D701的负极连接，运放U700B的正极输入端接地，运放U700B的输出端分别与二极管D701的正极以及二极管D702的负极连接，二极管D702的正极分别与电阻R703的另一端以及电阻R705的一端连接，电阻R705的另一端分别与电阻R704的另一端、电容C704的一端、电阻R706的一端以及运放U700C的负极输入端连接，运放U700C的正极输入端接地，运放U700C的输出端分别与电容C704的另一端、电阻R706的另一端以及运放U700D的正极输入端连接，运放U700D的输出端与运放U700D的负极输入端以及电阻R707的一端连接，电阻R707的另一端分别与电容C705的一端以及电阻R708的一端连接，电容C705的另一端接地，电阻R708的另一端分别与电容C706的一端以及主控电路的第一输入端连接，电容C706的另一端接地。

5.如权利要求1所述的电池在线平衡系统，其特征在于：还包括电流检测电路，所述电流检测电路用于检测电池的电流，并将检测到的电流传递给主控电路，所述主控电路用于将检测到的电流与设定值进行比较，进行过流保护。

6.如权利要求5所述的电池在线平衡系统，其特征在于：所述电流检测电路包括运放U401、隔离放大器U402、仪表放大器U403、运放U404A，运放U401的正极输入端分别与电阻RJ401的一端、电容C401的一端、电位器RW1的滑动端以及第一固定端连接，电容C401的另一端接地，电阻RJ401的另一端与电池正极连接，电位器RW1的第二固定端与电阻RJ402的一端连接，电阻RJ402的另一端接地，运放U401的输出端分别与运放U401的负极输入端以及电阻R403的一端连接，电阻R403的另一端分别与电容C402的一端以及隔离放大器U402的输入端连接，电容C402的另一端接地，隔离放大器U402的输出端分别与电容C403的一端连接，电容C403的另一端分别与电阻R404的一端以及仪表放大器U403的输入端连接，电阻R404的另一端接地，仪表放大器U403的OUT引脚以及REF引脚均与电阻R405的一端、电容C404的一端连接，电容C404的另一端连接仪表放大器U403的CAV引脚，电阻R405的另一端分别与电阻R406的一端、电容C405、电容C406的一端连接，电阻R406的另一端连接仪表放大器U403的BFI引脚，电容C406的另一端接地，电容C405的另一端与仪表放大器U403的BFO引脚连接，仪表放大器U403的BFO引脚与电阻R407的一端连接，电阻R407的另一端分别与电容C407的一端以及运放U404A的正极输入端连接，电容C407的另一端接地，运放U404A的输出端与二极管D401的正极连接，二极管D401的负极分别与运放U404A的负极输入端、电阻R408的一端以及电阻R409的一端连接，电阻R409的另一端接地，电阻R408的另一端分别与电容C408的一端以及电阻R410的一端连接，电容C408的另一端接地，电阻R410的另一端分别与电容C409的一端以及主控电路的第二输入端连接，电容C409的另一端接地。

7.如权利要求1所述的电池在线平衡系统，其特征在于：还包括过压保护电路，所述过压保护电路包括运放U201、光耦隔离器U202和运放U203，运放U201的正极输入端分别与电容C201的一端以及电阻R201的一端连接，电容C201的另一端接地，电阻R201的另一端与主控电路的第一输出端连接，运放U201的负极输入端分别与电阻R202的一端以及光耦隔离器U202的第一受光器的一端连接，电阻R202的另一端接地，光耦隔离器U202的第一受光器的另一端连接第一电压，运放U201的输出端与光耦隔离器U202的发光源的一端连接，光耦隔离器U202的发光源的另一端接地，光耦隔离器U202的第二受光器的一端连接第二电压，光耦隔离器U202的第二受光器的另一端分别与电阻R203的一端、电容C203的一端以及运放U203的正极输入端连接，电阻R203的另一端以及电容C203的另一端连接第三电压，运放U203的负极输入端与运放U203的输出端连接，运放U203的输出端用于与电池正极连接。

8.如权利要求1所述的电池在线平衡系统，其特征在于：还包括通讯电路，所述通讯电路与主控电路连接，所述主控电路通过通讯电路与上位机或/和电池测试设备连接。

9.一种电池测试系统，其特征在于：包括电池测试设备以及如权利要求1至8任一所述的电池在线平衡系统，所述电池测试设备与电池连接，所述电池与电池在线平衡系统连接。

10.如权利要求9所述的电池测试系统，其特征在于：所述电池测试设备包括主控电路、电源电路以及至少一个测试通道，各个测试通道包括输入电路、增高阻抗电路和比较电路，所述电池测试设备的电源电路用于给整个装置供电，所述输入电路的输入端与测试电池连接，所述输入电路的输出端与增高阻抗电路的输入端连接，所述增高阻抗电路的输出端与比较电路的第一输入端连接，所述比较电路的第二输入端与DA输出电路的输出端连接，所述DA输出电路的输入端与电池测试设备的主控电路的输出端连接，所述电池测试设备的比较电路的输出端与电池测试设备的主控电路的输入端连接。

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