CN202649437U - 一种电池检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池检测系统。该系统包括存储有被检测的电池的配置信息的存储器；计量电路，连接于所述存储器，具有用来连接所述被检测的电池正极和负极的连接头，并用于对该被检测的电池进行检测，以获得所述被检测的电池的第一参数信号，并且依据所述配置信息对所述第一参数进行运算，得到所述被检测的电池的第二参数信号；模数转换器，连接于所述计量电路，并使所述第二参数信号转换为数字信号；单片机，连接于所述模数转换器，以使所述数字信号转换为数据信号向人机界面输出。该系统能够解决现有技术存在的无法显示电池参数和电池使用性能的问题。

Description

一种电池检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种电压电流系统，尤其涉及一种电池检测系统。

背景技术

随着通信电子技术的飞速发展，目前市场上可移动的电子设备越来越多，包括一些高端工业测试仪器仪表、医用的测试设备，以及一些电动工具（如电动自行车）、便携式DVD等数码产品，它们对主电源的动力要求非常高，其主要是要求容量大、可控制性强、以及稳定的保护功能。

目前在可移动的电子设备上可移动且可循环使用的电池按照种类和特性分类主要有：镍镉充电电池（Ni-Cd Nickel Cadmium Battery）、镍氢充电电池（Ni-MH Nickel Metal Hyoride Battery）、锂充电电池（RechargeableLithium ion Battery）、锂聚合物电池又称高分子锂电池（Li-polymer）、铅酸电池（Sealed Lead-Acid Battery）等。

在实际应用中，锂电池（包括锂充电电池和锂聚合物电池）的特性相对比较突出，且可以重复使用的寿命较长，并且具有重量轻、容量大、无记忆效应、高安全性和低成本等优点，因而在可移动的电子设备上普遍应用。例如，它与镍氢电池相比，重量较镍氢轻30～40%，能量却高出60％；并且锂离子电池的能量密度很高，它的容量是同重量的镍氢电池的1.5～2倍，充电、放电次数可达500次以上，而且具有很低的自放电率；此外，锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点也是它广泛应用的重要原因。然而，对于不同的移动设备，需要配置不同参数的锂充电电池，最常使用的就是锂电池，然而，在现有技术中无法实现对各种参数进行精确测量和匹配计算，不能够直观地得到该锂电池使用时的各种状态的参数，因而不能够正确并安全地使用锂电池。

因此，目前需要有一种能够检测并显示各种充电电池参数和使用性能的电池检测系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种检测电池参数和电池使用性能的电池检测系统。

为了解决上述问题，本实用新型的电池检测系统，包括：

存储有被检测的电池的配置信息的存储器；

计量电路，连接于所述存储器，具有用于连接所述被检测的电池的正极和负极的连接头，并用于对该被检测的电池进行检测，以获得所述被检测的电池的第一参数信号，并且依据所述配置信息对所述第一参数进行运算，得到所述电池的第二参数信号；

模数转换器，连接于所述计量电路，并使所述第二参数信号转换为数字信号；

单片机，连接于所述模数转换器，以使所述数字信号转换为数据信号向人机界面输出。

进一步地，所述人机界面包括，

显示所述数据信号的显示屏；

显示屏驱动单元，连接于所述单片机，驱动所述显示屏显示所述数据信号。

进一步地，所述配置信息包括所述被检测的电池的化学性质、充电比率、放电比率、温度补偿系数、校正电压系数、校正电流系数、以及容量比率。

进一步地，所述电池检测系统还包括：

输出控制单元，连接于所述计量电路，并且依据所述数据信号为所述被检测的电池连接匹配的使用设备或充电电压。

进一步地，所述第二参数包括所述被检测的电池的充电电流、放电电流、充电剩余时间、放电剩余时间、整个电池所剩容量、使用容量百分比、以及输出电压。

进一步地，所述电池检测系统还包括：

电压/频率转换器，一端连接于所述计量电路，另一端连接所述模数转换器，并自动纠正所述第二参数包括的电压信号和电流信号。

进一步地，所述电池检测系统还包括：

电热调节器，位于所述被检测的电池和所述计量电路之间，并调节所述被检测的电池的电流的大小。

进一步地，所述被检测的电池包括充放电过程中的镍镉充电电池、充放电过程中的镍氢充电电池、充放电过程中的锂离子充电电池、充放电过程中的锂聚合物充电电池、充放电过程中的铅酸充电电池。

与现有技术相比，本实用新型技术方案具有的优点有：

本实用新型的电池检测系统实现了对电池的常规检测功能，还可以进一步提供对检测电压、电流进行校正，还可以检测充电电池在充电或放电时的温度，进而更精准地掌握电池的使用状态，对使用设备和电池的安全性方面起到了很好的保护作用；

本实用新型可以在掌握电池工作状态的情况下，进而对充电电池进行充电和放电，能够保持电池的最佳工作状态，延长其使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例所述的电池检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型一个实施例所述的电池检测系统包括存储器102、能够接在被检测的电池101两极的装有BQ2060芯片的集成电路103、单片机104、LCD驱动单元105、LCD显示屏106、和输出控制单元107。

该实施例以被检测的电池101为锂电池为例，锂电池可以是单节的锂电池也可以是锂电池组，或者是正在使用的充电或放电的锂电池，还可以是封装的可循环使用的锂电池，本实施例中所述的锂电池为由锂离子或聚合物等组成的充电电池，本实施例的电池检测系统可以对充放电过程中的电池进行检测，还可以对使用过程中的电池进行检测，以及对静止状态的电池进行检测都是可以的。

在本实施例中，可以检测并显示的数据参数包括待被检测的电池101的充电电流、放电电流、充电剩余时间、放电剩余时间、整个锂电池所剩容量、使用容量百分比、以及输出电压等，本实用新型不对此参数范围进行限定。本实施例的电池检测系统中数据参数是在LCD显示屏106上进行显示，可以是同步显示，或选择性的显示，使充电电池的参数读取直观。

所述的存储器102可以为电可擦可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)，连接于所述集成电路103，用于存储所述被检测的电池101的配置信息。该配置信息包括与被检测的电池101对应的锂电池的化学性质、充放电比率、温度补偿系数、校正电压系数、校正电流系数、以及容量比率等信息。其中，该处电压系数是指输出电压系数，容量系数包括使用容量系数，以及整个电池所剩容量的计算系数。另外，所述存储器还可以存储集成电路103检测到的数据/信号，该存储器能够即时变更所述集成电路103检测到的数据/信号，并对相应的配置信息进行刷新，重新记录并存储。另外，所述存储器存储的配置信息可以是所述各个不同参数对应的计算公式。

在本实施例中，装有BQ2060芯片的集成电路103作为计量电路，具有能够连接于所述被检测的电池101的正极和负极的两个连接头，并对该被检测的电池101进行检测，以获得所述被检测的电池的第一参数信号。所述第一参数信号为电池101的电压信号、电流信号，该集成电路103依据连接的存储器102存储的配置信息对所述电压信号和电流信号进行运算，得到第二参数信号，即所述第二参数信号是与电压信号、电流信号相关的参数信号，例如充电比率、放电比率、容量剩余值，温度、电阻等各种参数。再使用模数转换器（图中未示出）将该集成电路103输出的第二参数信号转换为数字信号，并输出至单片机104，单片机104将所述数字信号转换为可以显示的数据信号，在LCD显示屏106上进行显示。即集成电路103对可循环使用的电池的各种参数进行检测或监视，进而使用者依据显示的参数可以安全地使用电池，以及能够防止或减少由于使用者的不正当操作引起的安全隐患或其它问题。

该集成电路103连接一个电压/频率转换器（V/F转换器）（图中未示出），该V/F转换器一端连接集成电路103，另一端和模数转换器即A/D转换器连接。该V/F转换器对所述被检测的电池101充电或放电时的参数进行自动纠偏，也就是说，在某一设定范围内，可以对所述被检测的电池101的电压、电流的第二参数信号进行自动纠正。当集成电路103检测出的电压、电流满足需要进行纠正的条件时，采用现有技术中的纠正电池的电压和电流的方式对所述被检测的电池的电压、电流的第二参数信号加以调整。

在电池检测过程中，连接于集成电路103的V/F转换器可以启动或关闭，在启动时对被检测的电池101的电压、电流信号进行自动纠偏，使其更准确，并将纠正后的电压、电流信号输出，进一步通过模数转换器（即A/D转换器）转换为电压、电流的数字信号，再通过单片机104转换为可以显示的数据信号。

当然，在本实施例中，BQ2060芯片支持智能电池数据命令(通信协议SBData1.1)，并且使用系统管理总线(SMBus)规约或者Benchmarp公司HDQ16规约通信。包含有BQ2060芯片的集成电路103进一步连接有输出控制单元107，依据显示的数据信号可以将输出控制单元107连接适合该电池的充电电压或使用设备，也就是说，通过显示的参数，使用设备和充电电池可以相互选择。由于不同的设备使用的电池不同，本电池检测系统可以实现选择适合该被检测的电池101的充电电压或使用设备，实现了对充电电池正确并安全的使用。在本实施例中该输出端控制单元107为输出端，即将各种不同电池进行输出的连接口，或作为充电电压的连接口。

另外优选的是，所述电池检测系统还可以对被检测的电池101的温度进行测量，即所述电池检测系统进一步包括连接在所述被检测的电池101和集成电路103之间的电热调节器（图中未示出）。该电热调节器通过对所述被检测的电池101的电流进行调节，达到对被检测的电池101温度的调节，即可以实现检测电池101充电或放电过程中的温度，也可以在掌握电池工作状态的同时，对被检测的电池101的电流进行控制，以保持电池的最佳工作状态，延长其使用寿命。

例如，使用本实施例的电池检测系统对充电的一个手机电池进行检测。将该系统的两个连接头连接在手机电池的正负极，并将该系统的输出控制单元107连接所述充电电源，即可以在该手机充电的同时，对手机电池进行检测，进而通过电池检测系统的人机界面看到手机电池的充电电压、充电电流、充电剩余时间、充电电池的容量变化率、手机电池内部的温度、以及剩余充电时间等数据。当看到该手机电池的温度比较高时，使用者可以通过调节电热调节器对充电电流进行控制，使其温度逐步降低，实现对该充电电池的保护。

优选的是，该电池检测系统中还包括电流保护装置108，本实施例中通过一个电阻与被检测的电池101并联，并连接输出至地面，该电阻可以对整个电池检测系统中的过电流起到分流作用，保护了本实用新型的电池检测系统。

在本实施例中，将集成电路103检测到的各种参数和配置信息的数字信号通过单片机104转换为可以显示的数据信号，该数据信号可以在连接于LCD驱动单元105的LCD显示屏106上显示，从而及时地掌握被检测的电池101的工作状态，实现对充电电池的实时监控功能，因此用户/使用者可以在每个时间点掌握整个电池的工作状态及使用情况，解决了现有技术中充电电池使用过程中各个参数不直观的问题。

相连接的LCD驱动单元105和LCD显示屏106作为该电池检测系统中的人机界面，LCD驱动单元105将传来的数据信号显示在LCD显示屏106上，其显示的内容包括：系统充电电流的参数、放电电流的参数、充电剩余时间的参数、放电剩余时间的参数、整个电池所剩容量的参数、使用容量百分比的参数、输出电压的参数等。

进一步地，本实用新型的电池检测系统可以在被检测的电池充电或放电时对电池进行检测，即该电池检测系统的输出控制单元连接充电电压，为被检测的电池进行充电，该电池检测系统可以记录所述被检测的电池充电或放电时的电压或电流的变化，存储在所述存储器中，在下次检测该电池的某种状态时可以参照对比，进而获取更加精确的参数值。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电池检测系统，其特征在于，包括：

存储有被检测的电池的配置信息的存储器；

计量电路，连接于所述存储器，具有用于连接所述被检测的电池的正极和负极的连接头，并用于对该被检测的电池进行检测，以获得所述被检测的电池的第一参数信号，并且依据所述配置信息对所述第一参数进行运算，得到所述被检测的电池的第二参数信号；

模数转换器，连接于所述计量电路，并使所述第二参数信号转换为数字信号；

单片机，连接于所述模数转换器，以使所述数字信号转换为数据信号向人机界面输出。

2.如权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述人机界面包括：

显示所述数据信号的显示屏；

显示屏驱动单元，连接于所述单片机，驱动所述显示屏显示所述数据信号。

3.如权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，

所述配置信息包括所述被检测的电池的化学性质、充电比率、放电比率、温度补偿系数、校正电压系数、校正电流系数、以及容量比率。

4.如权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，还包括：

输出控制单元，连接于所述计量电路，并且依据所述数据信号为所述被检测的电池连接匹配的使用设备或充电电压。

5.如权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，

所述第二参数包括所述被检测的电池的充电电流、放电电流、充电剩余时间、放电剩余时间、整个电池所剩容量、使用容量百分比、以及输出电压。

6.如权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，还包括：

电压/频率转换器，一端连接于所述计量电路，另一端连接所述模数转换器，并自动纠正所述第二参数包括的电压信号和电流信号。

7.如权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，还包括：

电热调节器，位于所述被检测的电池和所述计量电路之间，并调节所述被检测的电池的电流的大小。

8.如权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，

所述被检测的电池包括充放电过程中的镍镉充电电池、充放电过程中的镍氢充电电池、充放电过程中的锂离子充电电池、充放电过程中的锂聚合物充电电池、充放电过程中的铅酸充电电池。

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