CN205229423U - 一种串联电池电压分选装置 - Google Patents
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Abstract
一种串联电池电压分选装置，包括工装夹具和电压测试电路，电压测试电路包括CPU、若干继电器、若干第一MOS管、运算放大器和模数转换器，继电器控制单体电池与运算放大器的连通，CPU通过第一MOS管控制继电器；运算放大器的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出与CPU连接，所述CPU与显示屏LCD连接。当所有的继电器都完成启动后，表示串联电池组中的所有单体电池的电压参数已经被测试完成并储存在CPU中；CPU将所有单体电池的电压参数通过显示屏LCD显示出来。本实用新型可以测试具有多个单体电池的串联电池组，其测试的速度快，而且精度高。<u />
Description
技术领域
本实用新型涉及聚合物电池测试装置，尤其是一种串联电池电压分选装置。
背景技术
生产厂家在生产串联电池组后，需要对串联电池中的每个单体电池的电压进行测量，要求同一串联电池组中的每个单体电池的电压误差在允许范围内才能出厂，所以市场上也会出现很多串联电池的测试装置，当然这些测试装置精度越高越好。目前，市面上高精度的电压测试仪都是简单机械地测试单个点的电压。测试多点电压的仪器也不适合非共地电压叠加测试及较高精度要求的串联电池电压一致性测试。它们不论是在测试速度、操作方便性还是功能上，都不能很好满足串联电池的生产要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种串联电池电压分选装置，测试精度高，速度快，避免了人工计算结果的错误，大幅提升生产效率和产品质量。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种串联电池电压分选装置，包括工装夹具和电压测试电路，所述工装夹具包括探测单体电池正极的正极探针和探测单体电池负极的负极探针，串联电池中的每个单体电池的正负极具有对应的正极探针和负极探针；所述电压测试电路包括CPU、数量与串联电池中单体电池数量相等的继电器、数量与继电器数量相等的第一MOS管、运算放大器和模数转换器，所述继电器与串联电池中的单体电池一一对应，与每个单体电池对应的正极探针通过正极引线与运算放大器的同相输入端连接，与每个单体电池对应的负极探针通过负极引线与运算放大器的反相输入端连接；所述继电器包括第一触点开关、第二触点开关和电感线圈，电感线圈同时控制第一触点开关和第二触点开关的动作，所述第一触点开关设于正极引线上，第二触点开关设于负极引线上；所述第一MOS管与继电器一一对应，CPU通过第一MOS管控制继电器；所述运算放大器的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出与CPU连接，所述CPU与显示屏LCD连接。本实用新型工作原理：首先将串联电池在工装夹具中固定好；然后放下探针，使电池组中的每个单体电池的正极与正极引线导通，负极与负极引线导通，此时由于继电器并未开始动作，所以单体电池的电压信号无法传输到运输放大器中；通过CPU对第一MOS管的控制，实现轮流对继电器进行开通，与某个继电器对应的单体电池在继电器接通线路后，单体电池的正极与运算放大器的同相输入端相连，单体电池的负极与运算放大器的反相输入端相连；单体电池的电压信号经过运算放大器和模数转换器后传输到CPU中进行储存；当所有的继电器都完成启动后，表示串联电池组中的所有单体电池的电压参数已经被测试完成并储存在CPU中；CPU将所有单体电池的电压参数通过显示屏LCD显示出来。本实用新型可以测试具有多个单体电池的串联电池组，其测试的速度快，而且精度高。
作为改进，还包括第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与其中一个单体电池的正极连接，第二MOS管的漏极与CPU连接，第二MOS管的源极接地。该第二MOS管一般连接在串联电池中的第一个单体电池的正极，防止该单体电池接反。
作为改进，所有正极引线汇聚形成正极总引线后与运算放大器同相输入端连接，所有负极引线汇聚形成负极总引线后与运算放大器反相输入端连接，正极总引线上设有电阻R5，负极总引线上设有电阻R10，运算放大器的同相输入端通过电阻R3接地。
作为改进，所述正极总引线与负极总引线之间设有二极管D11，防止串联电池中的单体电池接反。
作为改进，所述继电器的电感线圈上并联有续流二极管，防止继电器的电感线圈断电后仍有电流存在而发生误操作。
作为改进，所述运算放大器的输出端通过稳压管DZ11接地，使输入模数转换器的电压更稳定。
作为改进，包括用于检测模数转换器的基准电压源U9温度的温度传感器DS18B20，所述温度传感器与CPU连接。温度补偿功能，使测量精度和分辨率满足较高的要求。
作为改进，还包括喇叭和第三MOS管，第三MOS管的栅极与CPU连接，漏极与喇叭连接，源极接地。CPU可以通过喇叭提示产品是否合格，方便测试员分辨，有助于提高测试效率。
作为改进，还包括修改CPU参数的按键电路，测试员可以根据串联电池中单体电池的数量、需要测试的精度等要求修改CPU参数，使CPU的运行能够满足要求。
本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：
本实用新型涉及串联电池组中单体电池电压的测量，尤其是单体间极差或电压一致性的测量，并带有多段线性校准功能、温度补偿功能，使测量精度和分辨率满足较高的要求，可使测试分辨率达到0.1mV、精度偏差达到±0.5mV。通过MCU可灵活设定合格提示范围、电压超限报警与极差超限报警，总测试时间小于2S，大幅缩短人工逐个单体测试的时间，避免了人工计算结果的错误，大幅提升生产效率和产品质量。并通过与计算机通信可实现在计算机或服务器上存储、分析、统计及问题追溯等功能。
附图说明
图1为本实用新型电路图。
具体实施方式
一种串联电池电压分选装置，包括工装夹具和电压测试电路。
所述工装夹具包括探测单体电池正极的正极探针、探测单体电池负极的负极探针和用于固定串联电池的固定工位，串联电池中的每个单体电池的正负极具有对应的正极探针和负极探针，相邻单体电池的正极探针和负极探针可以共用，本实施例中一共设有八节单体电池的串联电池只需九根探针即可完成测试。
如图1所示，所述电压测试电路包括CPU、数量与串联电池中单体电池BT1~BT8数量相等的继电器K1~K8、数量与继电器数量相等的第一MOS管Q1~Q8、运算放大器A1和模数转换器ADC。模数转换器ADC的转换分辨率为16位或24位。所述继电器K1~K8与串联电池中的单体电池BT1~BT8一一对应，与每个单体电池对应的正极探针通过正极引线与运算放大器A1的同相输入端连接，与每个单体电池对应的负极探针通过负极引线与运算放大器A1的反相输入端连接。所述继电器K1~K8均包括第一触点开关、第二触点开关和电感线圈，电感线圈同时控制第一触点开关和第二触点开关的动作，所述第一触点开关设于正极引线上，第二触点开关设于负极引线上；所述继电器的电感线圈上并联有续流二极管D1~D8，防止继电器的电感线圈断电后仍有电流存在而发生误操作。所有正极引线汇聚形成正极总引线后与运算放大器A1同相输入端连接，所有负极引线汇聚形成负极总引线后与运算放大器A1反相输入端连接，正极总引线上设有电阻R5，负极总引线上设有电阻R10，运算放大器A1的同相输入端通过电阻R3接地。所述第一MOS管Q1~Q8与继电器K1~K8一一对应，CPU通过第一MOS管Q1~Q8控制继电器K1~K8；本实施例的CPU型号为ATMEGA16L，第一MOS管管Q1~Q8的栅极T1~T8分别与CPU的引脚PA0~PA3连接，第一MOS管管Q1~Q8的漏极C1~C8分别与继电器K1~K8的电感线圈连接，第一MOS管管Q1~Q8的源极接地。所述运算放大器A1的输出端与模数转换器ADC的输入端连接，所述运算放大器的输出端通过稳压管DZ11接地，使输入模数转换器的电压更稳定；模数转换器ADC的输出引脚DCLK、Dout和/CS与CPU连接；模数转换器ADC的基准电压源的温度被温度传感器DS18B20检测，所述温度传感器DS18B20与CPU连接。所述CPU与显示屏LCD连接。
为了防止串联电池中单体电池的反接，电路中设置第二MOS管Q17和二极管D11。所述第二MOS管Q17的栅极与其第一个单体电池的正极连接，第二MOS管Q17的漏极与CPU的引脚BT连接，第二MOS管Q17的源极接地。所述二极管D11连接在正极总引线与负极总引线之间。
还包括提示电路，提示电路包括喇叭B1和第三MOS管Q15，第三MOS管Q15的栅极与CPU连接，漏极与喇叭B1连接，源极接地。CPU可以通过喇叭B1提示产品是否合格，方便测试员分辨，有助于提高测试效率。
CPU与按键电路连接，按键电路包括控制光标竖切的按钮S1、控制光标左移的按钮S2、控制参数数值增量的按钮S3和确认按钮S5；测试员可以根据串联电池中单体电池的数量、需要测试的精度等要求修改CPU参数，使CPU的运行能够满足要求。
本实用新型工作原理：首先将串联电池在工装夹具中固定好；然后放下探针，使电池组中的每个单体电池的正极与正极引线导通，负极与负极引线导通，此时由于继电器并未开始动作，所以单体电池的电压信号无法传输到运输放大器中；通过CPU对第一MOS管的控制，实现轮流对继电器进行开通，与某个继电器对应的单体电池在继电器接通线路后，单体电池的正极与运算放大器的同相输入端相连，单体电池的负极与运算放大器的反相输入端相连；单体电池的电压信号经过运算放大器和模数转换器后传输到CPU中进行储存；当所有的继电器都完成启动后，表示串联电池组中的所有单体电池的电压参数已经被测试完成并储存在CPU中；CPU将所有单体电池的电压参数通过显示屏LCD显示出来。本实用新型可以测试具有多个单体电池的串联电池组，其测试的速度快，而且精度高。
Claims (9)
1.一种串联电池电压分选装置，包括工装夹具和电压测试电路，所述工装夹具包括探测单体电池正极的正极探针和探测单体电池负极的负极探针，串联电池中的每个单体电池的正负极具有对应的正极探针和负极探针；其特征在于：所述电压测试电路包括CPU、数量与串联电池中单体电池数量相等的继电器、数量与继电器数量相等的第一MOS管、运算放大器和模数转换器，所述继电器与串联电池中的单体电池一一对应，与每个单体电池对应的正极探针通过正极引线与运算放大器的同相输入端连接，与每个单体电池对应的负极探针通过负极引线与运算放大器的反相输入端连接；所述继电器包括第一触点开关、第二触点开关和电感线圈，电感线圈同时控制第一触点开关和第二触点开关的动作，所述第一触点开关设于正极引线上，第二触点开关设于负极引线上；所述第一MOS管与继电器一一对应，CPU通过第一MOS管控制继电器；所述运算放大器的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出与CPU连接，所述CPU与显示屏LCD连接。
2.根据权利要求1所述的一种串联电池电压分选装置，其特征在于：还包括第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与其中一个单体电池的正极连接，第二MOS管的漏极与CPU连接，第二MOS管的源极接地。
3.根据权利要求1所述的一种串联电池电压分选装置，其特征在于：所有正极引线汇聚形成正极总引线后与运算放大器同相输入端连接，所有负极引线汇聚形成负极总引线后与运算放大器反相输入端连接，正极总引线上设有电阻R5，负极总引线上设有电阻R10，运算放大器的同相输入端通过电阻R3接地。
4.根据权利要求3所述的一种串联电池电压分选装置，其特征在于：所述正极总引线与负极总引线之间设有二极管D11。
5.根据权利要求1所述的一种串联电池电压分选装置，其特征在于：所述继电器的电感线圈上并联有续流二极管。
6.根据权利要求1所述的一种串联电池电压分选装置，其特征在于：所述运算放大器的输出端通过稳压管DZ11接地。
7.根据权利要求1所述的一种串联电池电压分选装置，其特征在于：包括用于检测模数转换器的基准电压源U9温度的温度传感器DS18B20，所述温度传感器与CPU连接。
8.根据权利要求1所述的一种串联电池电压分选装置，其特征在于：还包括喇叭和第三MOS管，第三MOS管的栅极与CPU连接，漏极与喇叭连接，源极接地。
9.根据权利要求1所述的一种串联电池电压分选装置，其特征在于：还包括修改CPU参数的按键电路。
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| CN109031150B (zh) * | 2018-09-18 | 2023-12-01 | 深圳市快车道新能源发展有限公司 | 一种比较式串接电池组电压检测电路 |
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