CN205068076U - 一种电池数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池数据采集装置，包括微控制器、集成芯片与数据采集电路，该微控制器包括A/D转换器，所述数据采集电路包括电源电路模块、电压检测电路模块、电流检测电路模块与温度检测电路模块；所述集成芯片内集成有电压电流传感器与数字温度传感器，该电压电流传感器分别电连接于电压检测电路模块与电流检测电路模块，该数字温度传感器电连接于温度检测电路模块；所述电源电路模块包括DC-DC隔离电源单元、低压降线性稳压单元、基准电压单元。该电池数据采集装置整体电路更简单，处理器负载小，数据采集精准。

Description

一种电池数据采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集装置，尤其涉及一种电池数据采集装置。

背景技术

电池数据采集装置，可以实现对电压、电流、温度等参数数据进行采集，但现有的电池数据采集装置对每个参数数据的采集，均需要设置相对应的传感器才能实现，这种采集方式属于分立式数据采集方式，使用这种分立式数据采集方式存在电路结构复杂，处理器负载大，检修困难等缺点。

同时，在电池数据采集的电路中，不同的电路单元需要的电源电压不同，而现有数据采集装置电路中只提供了同一电源电压，不能满足每一电路单元所需的不同的电源电压，导致需要特殊电源电压值的电路单元不能正常工作，影响整个电池数据采集装置采集电池数据的准确性。

因此，开发出一种整体电路更简单，处理器负载小，数据采集精准的电池数据采集装置，显得尤为重要。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型的目的在于提供一种电池数据采集装置，以解决现有电池数据采集装置的电路结构复杂、处理器负载大、检修困难及数据采集不准确等问题，该电池数据采集装置整体电路更简单，处理器负载小，数据采集精准。

本实用新型为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种电池数据采集装置，包括微控制器、集成芯片与数据采集电路，该微控制器包括A/D转换器，其特征在于，所述数据采集电路包括电源电路模块、电压检测电路模块、电流检测电路模块与温度检测电路模块；所述集成芯片内集成有电压电流传感器与数字温度传感器，该电压电流传感器分别电连接于电压检测电路模块与电流检测电路模块，该数字温度传感器电连接于温度检测电路模块；所述电源电路模块包括DC-DC隔离电源单元、低压降线性稳压单元、基准电压单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述集成芯片还包括积分电流累加器。

作为本实用新型的进一步改进，还包括与微控制器连接的LCD显示器。

作为本实用新型的进一步改进，所述电压检测电路模块包括运放放大器、电感L1、电感L2、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、二极管D2、稳压二极管D3；其中，所述电感L1一端分别连接至电阻R1一端与电容C1一端，该电阻R1另一端分别连接至电阻R3一端、及二极管D1与二极管D2并联支路的其中一支路，该二极管D1与二极管D2正负极反向并联；所述电感L2一端分别连接至电阻R2一端与电容C1另一端，该电阻R2另一端分别连接至电阻R4一端、及二极管D1与二极管D2并联支路的另一支路；所述二极管D1与二极管D2并联支路的其中一支路同时连接至运算放大器的第二引脚，所述二极管D1与二极管D2并联支路的另一支路同时连接至运算放大器的第三引脚；所述电阻R3另一端分别连接至电阻R5一端、电阻R6一端与稳压二极管D3一端，该电阻R6另一端与稳压二极管D3另一端接地；所述电阻R5另一端连接至运算放大器的第一引脚；所述电阻R4另一端连接至运算放大器的第一引脚。

作为本实用新型的进一步改进，所述集成芯片为DS2438芯片。

作为本实用新型的进一步改进，所述DC-DC隔离电源单元由B0505LS芯片构成。

作为本实用新型的进一步改进，所述低压降线性稳压单元包括极性电容C2、无极性电容C3、无极性电容C4、极性电容C5、无极性电容C6、无极性电容C7、极性电容C8、电阻R7与低压降线性稳压器；其中，所述低压降线性稳压器的第一引脚与第三引脚连接至极性电容C2与无极性电容C3并联支路的一支路，所述低压降线性稳压器的第二引脚连接至极性电容C2与无极性电容C3并联支路的另一支路；所述低压降线性稳压器的第五引脚连接至无极性电容C4、极性电容C5、无极性电容C6、无极性电容C7、极性电容C8与电阻R7的并联支路的其中一支路，其另一支路连接至低压降线性稳压器的第二引脚。

作为本实用新型的进一步改进，所述基准电压单元包括基准电压源LM185、无极性电容C9、无极性电容C10与电阻R8；其中，基准电压源LM185、无极性电容C9与无极性电容C10的并联支路与电阻R8串联。

本实用新型的有益效果为：通过DS2438芯片对电池进行数据采集，减少了各种传感器元器件，使得整体电路更简单，减小处理器负载，易于检修；通过对电源电路模块进行改进，为各电路单元提供不同的电源电压，使各电路单元能够正常工作，更适合于电池数据采集工作，使采集数据更精准。

上述是实用新型技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型电池数据采集装置的结构框图；

图2为本实用新型电压检测电路模块的电路图；

图3为本实用新型电源电路模块的电路图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式详细说明。

请参照图1，本实用新型提供一种电池数据采集装置，包括微控制器、集成芯片与数据采集电路，该微控制器包括A/D转换器，所述数据采集电路包括电源电路模块、电压检测电路模块、电流检测电路模块与温度检测电路模块；所述集成芯片内集成有电压电流传感器与数字温度传感器，该电压电流传感器分别电连接于电压检测电路模块与电流检测电路模块，该数字温度传感器电连接于温度检测电路模块。

在本实施例中，所述集成芯片还包括积分电流累加器，优选的，所述集成芯片为DS2438芯片。

DS2438芯片是集温度电压电流传感器于一身的传感器，其可对电池电压、电流、温度进行统一测量。DS2438具有灵敏度较高、功能强大、性能优越、高度集成化、硬件电路接线简单等优点，能够自动采集电池电压，电流和温度等实时参数，并将这些易失型数据放在内部集成的EEPROM存储空间中，微控制器根据需要发出命令读取这些参数，然后处理这些参数，显示电池的工作运行状态。该DS2438芯片具有以下特点：(1)DS2438芯片内部自带有数字温度传感器，从而减少相应的数模转化接线排布；(2)DS2438芯片内部自带有电压电流温度A/D转换，能够识别充放电流是否完成；(3)DS2438芯片内部集成有积分电流累加器，能够对于电池的充放电电流相关信息予以实时记录，从而为MCU为电池做SOC状态估计片。

本实用新型通过DS2438芯片对电池进行数据采集，减少了各种传感器元器件，使得整体电路更简单，减小处理器负载，易于检修。

请参照图2，所述电压检测电路模块包括运放放大器、电感L1、电感L2、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、二极管D2、稳压二极管D3；其中，所述电感L1一端分别连接至电阻R1一端与电容C1一端，该电阻R1另一端分别连接至电阻R3一端、及二极管D1与二极管D2并联支路的其中一支路，该二极管D1与二极管D2正负极反向并联；所述电感L2一端分别连接至电阻R2一端与电容C1另一端，该电阻R2另一端分别连接至电阻R4一端、及二极管D1与二极管D2并联支路的另一支路；所述二极管D1与二极管D2并联支路的其中一支路同时连接至运算放大器的第二引脚，所述二极管D1与二极管D2并联支路的另一支路同时连接至运算放大器的第三引脚；所述电阻R3另一端分别连接至电阻R5一端、电阻R6一端与稳压二极管D3一端，该电阻R6另一端与稳压二极管D3另一端接地；所述电阻R5另一端连接至运算放大器的第一引脚；所述电阻R4另一端连接至运算放大器的第一引脚。

在本实施例电池数据采集电路中，该电压检测电路模块安全，采集的电压足够稳定，以运算放大器为核心，两个二极管用来保护运算放大器的内部电路。

请参照图3，所述电源电路模块包括DC-DC隔离电源单元、低压降线性稳压单元、基准电压单元。所述DC-DC隔离电源单元由B0505LS芯片构成。所述低压降线性稳压单元包括极性电容C2、无极性电容C3、无极性电容C4、极性电容C5、无极性电容C6、无极性电容C7、极性电容C8、电阻R7与低压降线性稳压器；其中，所述低压降线性稳压器的第一引脚与第三引脚连接至极性电容C2与无极性电容C3并联支路的一支路，所述低压降线性稳压器的第二引脚连接至极性电容C2与无极性电容C3并联支路的另一支路；所述低压降线性稳压器的第五引脚连接至无极性电容C4、极性电容C5、无极性电容C6、无极性电容C7、极性电容C8与电阻R7的并联支路的其中一支路，其另一支路连接至低压降线性稳压器的第二引脚。所述基准电压单元包括基准电压源LM185、无极性电容C9、无极性电容C10与电阻R8；其中，基准电压源LM185、无极性电容C9与无极性电容C10的并联支路与电阻R8串联。

在本实施例电池数据采集电路中，微控制器需要+3.3V直流电源，微控制器中的A/D转换器需要2.5V精密直流电源基准。本实用新型电源电路模块经过DC-DC隔离电源单元后，获得+5V隔离电源后，通过低压降线性稳压单元得到+3.3V电源作为微控制器的工作电源，+3.3V电源经过基准电压单元得到高精度2.5V电压作为A/D转换器的参考电压。通过本实用新型电源电路模块的改进，为该数据采集电路的各电路单元提供不同的电源电压，使各电路模块能够正常工作，更适合于电池数据采集工作，使采集数据更精准。

同时，在本实施例中，所述电池数据采集装置还包括与微控制器连接的LCD显示器，用于显示采集到的电压、电流与温度等参数。同时，在一般电池生产的生产线中，需要对电池的各种参数进行采集分析，通过本实施例的电池数据采集装置对电池数据进行采集后，在通过通信模块依次传送至下位机、中位机与上位机，实现整个电池的生产过程。

本实用新型的重点主要在于，通过DS2438芯片对电池进行数据采集，减少了各种传感器元器件，使得整体电路更简单，减小处理器负载，易于检修；通过对电源电路模块进行改进，为各电路单元提供不同的电源电压，使各电路单元能够正常工作，更适合于电池数据采集工作，使采集数据更精准。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故采用与本实用新型上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他电池数据采集装置，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池数据采集装置，包括微控制器、集成芯片与数据采集电路，该微控制器包括A/D转换器，其特征在于，所述数据采集电路包括电源电路模块、电压检测电路模块、电流检测电路模块与温度检测电路模块；所述集成芯片内集成有电压电流传感器与数字温度传感器，该电压电流传感器分别电连接于电压检测电路模块与电流检测电路模块，该数字温度传感器电连接于温度检测电路模块；所述电源电路模块包括DC-DC隔离电源单元、低压降线性稳压单元、基准电压单元。

2.根据权利要求1所述的电池数据采集装置，其特征在于，所述集成芯片还包括积分电流累加器。

3.根据权利要求1所述的电池数据采集装置，其特征在于，还包括与微控制器连接的LCD显示器。

4.根据权利要求1所述的电池数据采集装置，其特征在于，所述电压检测电路模块包括运放放大器、电感L1、电感L2、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、二极管D2、稳压二极管D3；其中，所述电感L1一端分别连接至电阻R1一端与电容C1一端，该电阻R1另一端分别连接至电阻R3一端、及二极管D1与二极管D2并联支路的其中一支路，该二极管D1与二极管D2正负极反向并联；所述电感L2一端分别连接至电阻R2一端与电容C1另一端，该电阻R2另一端分别连接至电阻R4一端、及二极管D1与二极管D2并联支路的另一支路；所述二极管D1与二极管D2并联支路的其中一支路同时连接至运算放大器的第二引脚，所述二极管D1与二极管D2并联支路的另一支路同时连接至运算放大器的第三引脚；所述电阻R3另一端分别连接至电阻R5一端、电阻R6一端与稳压二极管D3一端，该电阻R6另一端与稳压二极管D3另一端接地；所述电阻R5另一端连接至运算放大器的第一引脚；所述电阻R4另一端连接至运算放大器的第一引脚。

5.根据权利要求1所述的电池数据采集装置，其特征在于，所述集成芯片为DS2438芯片。

6.根据权利要求1所述的电池数据采集装置，其特征在于，所述DC-DC隔离电源单元由B0505LS芯片构成。

7.根据权利要求6所述的电池数据采集装置，其特征在于，所述低压降线性稳压单元包括极性电容C2、无极性电容C3、无极性电容C4、极性电容C5、无极性电容C6、无极性电容C7、极性电容C8、电阻R7与低压降线性稳压器；其中，所述低压降线性稳压器的第一引脚与第三引脚连接至极性电容C2与无极性电容C3并联支路的一支路，所述低压降线性稳压器的第二引脚连接至极性电容C2与无极性电容C3并联支路的另一支路；所述低压降线性稳压器的第五引脚连接至无极性电容C4、极性电容C5、无极性电容C6、无极性电容C7、极性电容C8与电阻R7的并联支路的其中一支路，其另一支路连接至低压降线性稳压器的第二引脚。

8.根据权利要求7所述的电池数据采集装置，其特征在于，所述基准电压单元包括基准电压源LM185、无极性电容C9、无极性电容C10与电阻R8；其中，基准电压源LM185、无极性电容C9与无极性电容C10的并联支路与电阻R8串联。