CN201548667U - 嵌入式锂离子电池使用状态记录仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种嵌入式锂离子电池使用状态记录仪，属于汽车电池技术领域。包括：采样电路，用于将待记录锂电池的电压降为低电压；微处理器，用于接收低电压信号，与设定阈值比较，判断待检测锂电池过充电或过放电；安全数码卡，用于接收和存储加密后的数字信号和采样时间；时钟源，用于为微处理器提供标准时钟；两组报警电路；稳压芯片，用于将锂电池高电压变换为低电压后作为微处理器和安全数码卡的电源；纽扣电池，用于当锂电池没电时为记录仪提供电源。本嵌入式锂离子电池使用状态记录仪，能够实时检测并保存锂离子电池使用寿命周期内的充放电过程数据，从而防止锂离子电池因不当使用导致的寿命缩短或永久失效，甚至可能出现的安全问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种嵌入式锂离子电池使用状态记录仪，属于汽车电池技术领域。
背景技术
锂离子电池通常配有过充、过放保护电路，以防止在使用过程中出现异常。如果保护电路失效出现过充电，电池会鼓胀，严重时可能会起火或爆炸。如果出现过放电，轻则缩短电池使用寿命，重则彻底丧失充放电功能使电池永久失效。即使保护电路工作正常，在过放保护后切断电池向负载的供电，但是由于锂离子电池自身存在自放电现象，如果过放保护后长时间未充电，同样会出现电池过放电。锂离子电池库存时，通常要求用户每2-3个月对锂离子电池补充电，如未补充电会发生电池过放电。另外，由于目前无锂离子电池使用状态记录仪，在使用过程中出现容量不足或其它问题时没有可供分析的数据，不利于电池质量的改善。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种嵌入式锂离子电池使用状态记录仪，以实时检测并保存锂离子电池使用寿命周期内的充放电过程数据，当锂离子电池出现过充电或过放电时及时报警。
本实用新型提出的嵌入式锂离子电池使用状态记录仪，包括：
采样电路，用于将待记录锂电池的电压降为低电压，采样电路由第一电阻R1和第二电阻R2组成，第一电阻R1和第二电阻R2相互串联在待记录锂电池的正、负极，采样电路的输出端与微处理器相连接；
微处理器，用于接收待记录锂电池的低电压信号，将电压信号转换成数字信号，将数字信号和采样时间进行加密后按照时间顺序存储到数码安全卡中；将接收的低电压信号与设定阈值进行比较，判断待检测锂电池过充电或过放电，若为过充电，则第一数字输出管脚RA为高电平，若为过放电，则第二数字输出管脚RA为高电平；
安全数码卡，用于接收和存储加密后的数字信号和采样时间，安全数码卡与微处理器相连；
时钟源，用于为微处理器提供标准时钟，时钟源由晶体振荡器和第三电容C3和第四电容C4组成，晶体振荡器的两端分别与微处理器相连接，晶体振荡器的每个管脚分别通过第三电容C3和第四电容C4接地；
两组报警电路，分别用于接收微处理器的第一数字输出管脚和第二数字输出管脚输出的两个高电平信号，并报警，每组报警电路分别由一个发光二极管和一个电阻组成，两组报警电路分别与微处理器相连接；
稳压芯片，用于将待记录锂电池高电压变换为低电压后作为微处理器和安全数码卡的电源，稳压芯片的输入端与待记录锂电池相连接，输出端同时与微处理器和安全数码卡相连接；
纽扣电池，用于当待记录锂电池没电时为记录仪提供电源，纽扣电池并联在稳压芯片的输出端。
本实用新型提出的嵌入式锂离子电池使用状态记录仪，其优点是，能够实时检测并保存锂离子电池使用寿命周期内的充放电过程数据，当锂离子电池出现过充电或过放电时及时报警，从而防止锂离子电池因不当使用导致的寿命缩短或永久失效，甚至可能出现的安全问题。采用纳瓦技术微处理器，SD卡(数码安全卡)作为数据存储单元，整个系统结构简单，功耗极低。
附图说明
图1是本实用新型提出的嵌入式锂离子电池使用状态记录仪的电路图。
具体实施方式
本实用新型提出的嵌入式锂离子电池使用状态记录仪，其电路图如图所示，包括：
采样电路，用于将待记录锂电池的电压降为U1(微处理器)芯片可以处理的低电压，采样电路由第一电阻R1和第二电阻R2组成，第一电阻R1和第二电阻R2接成分压形式，输入并联在待记录锂电池的正、负极，采样电路的输出端从两个电阻之间取出，与微处理器(U1)芯片的A/D通道AN10相连接；待记录锂电池两端并联滤波电容C1，滤除高频噪声，提高数据准确性。
微处理器，用于接收待记录锂电池的低电压信号，通过微处理器的两路A/D通道输入，由内置的10位A/D转换器将模拟电压信号转换成数字信号，然后经过微处理器内存软件分析处理将数字信号和采样时间进行加密后按照时间顺序存储到数码安全卡中；将接收的低电压信号与设定阈值进行比较，判断待检测锂电池过充电或过放电，若为过充电，则数字编程输出管脚RA为高电平，若为过放电，则另一个数字编程输出管脚RA为高电平；采用微处理器U1(型号为PIC18F2420纳瓦)作为中央处理器，外部晶体振荡器提供时钟频率，同步整个系统的工作。
时钟源，用于为微处理器提供外接标准时钟，同步整个系统的工作；时钟源由晶体振荡器X1和第三电容C3和第四电容C4组成，晶体振荡器X1的两端分别接微处理器U1的T1OSO、T1OSI两脚，晶体振荡器X1的每个管脚分别通过第三电容C3和第四电容C4接地。
安全数码卡，用于接收和存储加密后的数字信号和采样时间；安全数码卡U2使用SPI模式与微处理器U1芯片连接，采样取得的数据经过U1芯片分析并作加密处理，按照时间顺序记录到安全数码卡U2中，永久保存为待检测锂电池的使用历史记录。
两组报警电路，分别用于接收微处理器的两个高电平信号，并报警，每组报警电路分别由一个发光二极管和一个电阻组成，两组报警电路分别与微处理器相连接；当微处理器U1芯片对采样到的电压值经过分析，判断出待检测锂电池过充电或过放电时，数字输出管脚RA为高电平，RA管脚接二极管(D1或D2)正极，同时再串联一只限流电阻(R3或R4)，此时二极管发亮，提示报警。如果在充电状态，使用者可以根据报警信号停止对锂电池充电，以防止过充电的发生。如果在放电、库存、长时间不使用等状态，使用者可以根据报警信号对锂电池进行补充电，以防止过放电的发生。
稳压芯片U3(型号为LM2936HVBM-3.3)用于将待记录锂电池高电压变换为低电压后作为微处理器和安全数码卡的电源，稳压芯片U3的输入端与待记录锂电池相连接，输出端同时与微处理器U1芯片和安全数码卡U2相连接，用作安全数码卡U2、微处理器U1芯片的电源；
纽扣电池，用于当待记录锂电池没电时为记录仪提供电源，纽扣电池并联在稳压芯片U3的输出端；通常情况下由待检测锂电池通过U3稳压芯片对纽扣电池充电；当待检测锂电池长时间未充电，电压过低使得稳压芯片U3不能为系统提供3.3V稳定电压时，由纽扣电池为系统供电，维持系统持续记录时间的功能；类似待记录锂电池两端并联的滤波电容C1，纽扣电池两端也要并联滤波电容C2，滤除高频噪声，提高数据准确性。
Claims (1)
1.一种嵌入式锂离子电池使用状态记录仪，其特征在于该记录仪包括：
采样电路，用于将待记录锂电池的电压降为低电压，采样电路由第一电阻R1和第二电阻R2组成，第一电阻R1和第二电阻R2相互串联在待记录锂电池的正、负极，采样电路的输出端与微处理器相连接；
微处理器，用于接收待记录锂电池的低电压信号，将电压信号转换成数字信号，将数字信号和采样时间进行加密后按照时间顺序存储到数码安全卡中；将接收的低电压信号与设定阈值进行比较，判断待检测锂电池过充电或过放电，若为过充电，则第一数字输出管脚RA为高电平，若为过放电，则第二数字输出管脚RA为高电平；
安全数码卡，用于接收和存储加密后的数字信号和采样时间，安全数码卡与微处理器相连；
时钟源，用于为微处理器提供标准时钟，时钟源由晶体振荡器和第三电容C3和第四电容C4组成，晶体振荡器的两端分别与微处理器相连接，晶体振荡器的每个管脚分别通过第三电容C3和第四电容C4接地；
两组报警电路，分别用于接收微处理器的第一数字输出管脚和第二数字输出管脚输出的两个高电平信号，并报警，每组报警电路分别由一个发光二极管和一个电阻组成，两组报警电路分别与微处理器相连接；
稳压芯片，用于将待记录锂电池高电压变换为低电压后作为微处理器和安全数码卡的电源，稳压芯片的输入端与待记录锂电池相连接，输出端同时与微处理器和安全数码卡相连接；
纽扣电池，用于当待记录锂电池没电时为记录仪提供电源，纽扣电池并联在稳压芯片的输出端。
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| CN2009202226971U CN201548667U (zh) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | 嵌入式锂离子电池使用状态记录仪 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN (1) | CN201548667U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102707126A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-03 | 镇江船舶电器有限责任公司 | 一种蓄电池欠压报警模块 |
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2009
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