CN206074773U - 一种蓄电池电量监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄电池电量监测装置，包括单片机、蓄电池供电主回路以及与所述单片机相接的触摸屏、无线通信模块和时钟电路，所述蓄电池供电主回路包括依次连接的蓄电池组、放电保护电路和负载，所述蓄电池组包括多个依次串联连接的单体蓄电池BT1，所述单片机的输入端接有用于采集所述蓄电池供电主回路电流参数的电流采集电路以及多个分别采集多个所述单体蓄电池BT1内阻和端电压参数的单体蓄电池检测模块，所述单片机的输出端接有报警提示电路，所述放电保护电路的输入端与所述单片机的输出端相接。本实用新型设计新颖，结构简单，具有分别检测蓄电池组整体电量以及检测单体蓄电池电量的功能，数据传输便捷，功能完备，实用性强。

Description

一种蓄电池电量监测装置

技术领域

本实用新型属于蓄电池保护技术领域，具体涉及一种蓄电池电量监测装置。

背景技术

在UPS系统中，蓄电池组作为储能元件，是系统极其重要的组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠性，被广泛应用于电力、石化、通讯等领域。实际使用为获得较高的电压，常用多节单体蓄电池串联工作方式。由于单体蓄电池特性的差异，在运行一段时间后，电池组中个别电池性能变差，进而失效，会造成蓄电池组整体性能下降，导致整个系统的可靠性降低，且单体蓄电池是一种化学反映装置，内部的化学反映不易及时发现，因此有必要对蓄电池的运行状态、内阻变化以及剩余电量进行实时在线监测。现有的蓄电池电量监测装置在多路输入信号的选择上采用模拟开关进行选通，在模拟信号的转换上采用可编程定时电压频率转换器，控制复杂，且数据采集速度慢，精度低；另外在蓄电池电量监测时，现有的设备功能单一，因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理、响应快，能够同时检测蓄电池组整体电量以及检测单体蓄电池电量的蓄电池电量监测装置，通过放电保护电路确保避免蓄电池组过放，在检测在蓄电池的运行状态的同时保护蓄电池组工作安全，采用无线通信模块数据传输，实用价值高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种蓄电池电量监测装置，其设计新颖合理，结构简单，具有分别检测蓄电池组整体电量以及检测单体蓄电池电量的功能，数据传输便捷，功能完备，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：包括单片机、蓄电池供电主回路以及与所述单片机相接的触摸屏、无线通信模块和时钟电路，所述蓄电池供电主回路包括依次连接的蓄电池组、放电保护电路和负载，所述蓄电池组包括多个依次串联连接的单体蓄电池BT1，所述单片机的输入端接有用于采集所述蓄电池供电主回路电流参数的电流采集电路以及多个分别采集多个所述单体蓄电池BT1内阻和端电压参数的单体蓄电池检测模块，所述单片机的输出端接有报警提示电路，所述放电保护电路的输入端与所述单片机的输出端相接；所述单片机为单片机AT89C51，所述放电保护电路包括MOSFET管Q1和三极管Q2，所述MOSFET管Q1的栅极与单片机AT89C51相接，MOSFET管Q1的漏极分两路，一路与稳压二极管D1的阴极相接，另一路经电感L1和电阻R1与负载相接；电感L1和电阻R1的连接端分三路，一路经电容C1与稳压二极管D1的阳极相接，另一路经电阻R2与三极管Q2的集电极相接，第三路与二极管D2的阴极相接；三极管Q2的基极分两路，一路经并联的电阻R3和电容C2接地，另一路与二极管D2的阳极相接；三极管Q2的发射极接地。

上述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：还包括两端接口JP1，所述两端接口JP1的第1管脚与MOSFET管Q1的源极相接，两端接口JP1的第2管脚接地，所述蓄电池组的电源正极和电源负极分别与两端接口JP1的第1管脚和第2管脚连接。

上述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：所述电流采集电路为电流互感器。

上述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：所述单体蓄电池检测模块包括三极管Q3、三极管Q4、芯片DS2438、型号为6N137的芯片U1和型号为6N137的芯片U2，所述三极管Q3的发射极经电阻R4与单体蓄电池BT1的正极相接，三极管Q3的集电极经电阻R7和电阻R9与单体蓄电池BT1的负极相接，三极管Q3的基极与单片机AT89C51相接，电阻R7和电阻R9的连接端与芯片DS2438的VAD管脚相接，芯片DS2438的DQ管脚与三极管Q4的基极相接，三极管Q4的集电极与芯片U1的第3管脚相接，芯片U1的第2管脚经电阻R5与5V电源相接，三极管Q4的发射极与芯片U2的第6管脚相接，芯片U1的第6管脚和芯片U2的第3管脚均与单片机AT89C51相接，芯片U2的第2管脚经电阻R8与5V电源相接。

上述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：所述单体蓄电池检测模块还包括电流传感器，所述电流传感器的信号输入端与三极管Q3的集电极和电阻R7的连接端相接，电流传感器的信号输出端与单片机AT89C51相接。

上述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：所述无线通信模块为无线WIFI模块。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置放电保护电路，避免蓄电池组使用时过度放电造成的不必要的损坏，安全可靠，电路简单，便于推广使用。

2、本实用新型通过设置电流采集电路和时钟电路采集蓄电池组的放电电流和放电时间，从而检测蓄电池组电量容量，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型通过多个单体蓄电池检测模块采集每一个单体蓄电池的内阻和端电压，单体蓄电池的内阻越小单体蓄电池电量容量越大，通过每一个单体蓄电池的在线监测实现对蓄电池组的实时监测，做到及时处理故障，保证蓄电池组的使用寿命及负载的工作稳定，实用性强。

4、本实用新型设计新颖合理，结构简单，采集数据速度快，连接安装方便，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，具有分别检测蓄电池组整体电量以及检测单体蓄电池电量的功能，数据传输便捷，功能完备，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型蓄电池供电主回路的电路原理图。

图3为本实用新型单体蓄电池BT1和单体蓄电池检测模块的电路连接关系示意图。

附图标记说明:

1—蓄电池组； 2—放电保护电路； 3—负载；

4—单体蓄电池检测模块； 5—触摸屏；

6—无线通信模块； 7—单片机； 8—电流采集电路；

9—时钟电路； 10—报警提示电路。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型包括单片机7、蓄电池供电主回路以及与所述单片机7相接的触摸屏5、无线通信模块6和时钟电路9，所述蓄电池供电主回路包括依次连接的蓄电池组1、放电保护电路2和负载3，所述蓄电池组1包括多个依次串联连接的单体蓄电池BT1，所述单片机7的输入端接有用于采集所述蓄电池供电主回路电流参数的电流采集电路8以及多个分别采集多个所述单体蓄电池BT1内阻和端电压参数的单体蓄电池检测模块4，所述单片机7的输出端接有报警提示电路10，所述放电保护电路2的输入端与所述单片机7的输出端相接；所述单片机7为单片机AT89C51，所述放电保护电路2包括MOSFET管Q1和三极管Q2，所述MOSFET管Q1的栅极与单片机AT89C51相接，MOSFET管Q1的漏极分两路，一路与稳压二极管D1的阴极相接，另一路经电感L1和电阻R1与负载3相接；电感L1和电阻R1的连接端分三路，一路经电容C1与稳压二极管D1的阳极相接，另一路经电阻R2与三极管Q2的集电极相接，第三路与二极管D2的阴极相接；三极管Q2的基极分两路，一路经并联的电阻R3和电容C2接地，另一路与二极管D2的阳极相接；三极管Q2的发射极接地。

如图2所示，本实施例中，还包括两端接口JP1，所述两端接口JP1的第1管脚与MOSFET管Q1的源极相接，两端接口JP1的第2管脚接地，所述蓄电池组1的电源正极和电源负极分别与两端接口JP1的第1管脚和第2管脚连接。

本实施例中，所述电流采集电路8为电流互感器。

如图3所示，本实施例中，所述单体蓄电池检测模块4包括三极管Q3、三极管Q4、芯片DS2438、型号为6N137的芯片U1和型号为6N137的芯片U2，所述三极管Q3的发射极经电阻R4与单体蓄电池BT1的正极相接，三极管Q3的集电极经电阻R7和电阻R9与单体蓄电池BT1的负极相接，三极管Q3的基极与单片机AT89C51相接，电阻R7和电阻R9的连接端与芯片DS2438的VAD管脚相接，芯片DS2438的DQ管脚与三极管Q4的基极相接，三极管Q4的集电极与芯片U1的第3管脚相接，芯片U1的第2管脚经电阻R5与5V电源相接，三极管Q4的发射极与芯片U2的第6管脚相接，芯片U1的第6管脚和芯片U2的第3管脚均与单片机AT89C51相接，芯片U2的第2管脚经电阻R8与5V电源相接。

本实施例中，所述单体蓄电池检测模块4还包括电流传感器，所述电流传感器的信号输入端与三极管Q3的集电极和电阻R7的连接端相接，电流传感器的信号输出端与单片机AT89C51相接。

本实施例中，所述无线通信模块6为无线WIFI模块。

本实用新型使用时，将多个单体蓄电池BT1依次串联组成蓄电池组1，蓄电池组1的电源正极与蓄电池组1的电源负极分别连接在两端接口JP1的第1管脚和第2管脚上，每个单体蓄电池BT1的正负极两端设置一个单体蓄电池检测模块4采集该单体蓄电池BT1的内阻和端电压，在蓄电池组1的输出端依次连接好放电保护电路2和负载3，通过使用触摸屏5设置各个参数的阈值范围，任意一个参数超出各自设定的阈值范围时，通过单片机7驱动报警提示电路10提示，单片机7触发放电保护电路2中的MOSFET管Q1的栅极，放电保护电路2导通给负载3通电，电流采集电路8采样蓄电池供电主回路的工作电流，当电流采集电路8采集到阈值范围内的放电电流时，时钟电路9记录放电时间，从而得到蓄电池组1的电量容量，蓄电池供电主回路工作的同时每一个单体蓄电池检测模块4通过单片机7触发三极管Q3导通，采用电流传感器采集单体蓄电池BT1与电阻R4、电阻R7和电阻R9组成的闭合回路的电流值，得到该单体蓄电池BT1的内阻，通过芯片DS2438采集该单体蓄电池BT1的端电压和温度数据并通过隔离保护将数据送入到单片机7中，单片机7采用无线通信模块6无线传输蓄电池组1的监测数据，在线监测蓄电池组1以及各个单体蓄电池BT1的运行状态、内阻变化以及剩余电量，使用效果好。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：包括单片机(7)、蓄电池供电主回路以及与所述单片机(7)相接的触摸屏(5)、无线通信模块(6)和时钟电路(9)，所述蓄电池供电主回路包括依次连接的蓄电池组(1)、放电保护电路(2)和负载(3)，所述蓄电池组(1)包括多个依次串联连接的单体蓄电池BT1，所述单片机(7)的输入端接有用于采集所述蓄电池供电主回路电流参数的电流采集电路(8)以及多个分别采集多个所述单体蓄电池BT1内阻和端电压参数的单体蓄电池检测模块(4)，所述单片机(7)的输出端接有报警提示电路(10)，所述放电保护电路(2)的输入端与所述单片机(7)的输出端相接；所述单片机(7)为单片机AT89C51，所述放电保护电路(2)包括MOSFET管Q1和三极管Q2，所述MOSFET管Q1的栅极与单片机AT89C51相接，MOSFET管Q1的漏极分两路，一路与稳压二极管D1的阴极相接，另一路经电感L1和电阻R1与负载(3)相接；电感L1和电阻R1的连接端分三路，一路经电容C1与稳压二极管D1的阳极相接，另一路经电阻R2与三极管Q2的集电极相接，第三路与二极管D2的阴极相接；三极管Q2的基极分两路，一路经并联的电阻R3和电容C2接地，另一路与二极管D2的阳极相接；三极管Q2的发射极接地。

2.按照权利要求1所述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：还包括两端接口JP1，所述两端接口JP1的第1管脚与MOSFET管Q1的源极相接，两端接口JP1的第2管脚接地，所述蓄电池组(1)的电源正极和电源负极分别与两端接口JP1的第1管脚和第2管脚连接。

3.按照权利要求1所述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：所述电流采集电路(8)为电流互感器。

4.按照权利要求1所述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：所述单体蓄电池检测模块(4)包括三极管Q3、三极管Q4、芯片DS2438、型号为6N137的芯片U1和型号为6N137的芯片U2，所述三极管Q3的发射极经电阻R4与单体蓄电池BT1的正极相接，三极管Q3的集电极经电阻R7和电阻R9与单体蓄电池BT1的负极相接，三极管Q3的基极与单片机AT89C51相接，电阻R7和电阻R9的连接端与芯片DS2438的VAD管脚相接，芯片DS2438的DQ管脚与三极管Q4的基极相接，三极管Q4的集电极与芯片U1的第3管脚相接，芯片U1的第2管脚经电阻R5与5V电源相接，三极管Q4的发射极与芯片U2的第6管脚相接，芯片U1的第6管脚和芯片U2的第3管脚均与单片机AT89C51相接，芯片U2的第2管脚经电阻R8与5V电源相接。

5.按照权利要求4所述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：所述单体蓄电池检测模块(4)还包括电流传感器，所述电流传感器的信号输入端与三极管Q3的集电极和电阻R7的连接端相接，电流传感器的信号输出端与单片机AT89C51相接。

6.按照权利要求1所述的一种蓄电池电量监测装置，其特征在于：所述无线通信模块(6)为无线WIFI模块。