CN206804832U - 柱状电池电压采样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种柱状电池电压采样系统，包括：采样单元、模数转换单元、数据传输单元和数据处理单元；采样单元采样输入端连接外部电池组，采样电路采样输出端连接模数转换单元信号输入端，模数转换单元信号输出端连接数据传输单元信号输入端，数据传输单元信号交互端连接数据处理单元信号交互端。本实用新型柱状电池电压采样系统通过六个以上的采样单元进行批量的柱状电池电压采样，同时对温度进行实时采集，从而能够提高检测电池效率。

Description

柱状电池电压采样系统

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种柱状电池电压采样系统。

背景技术

电压是电池重要性能指标，目前对电池的电压采样设备主要通过万用表的形式，但是万用表设备昂贵，无法批量检测，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种柱状电池电压采样系统。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种柱状电池电压采样系统，包括：采样单元、模数转换单元、数据传输单元和数据处理单元；

采样单元采样输入端连接外部电池组，采样电路采样输出端连接模数转换单元信号输入端，模数转换单元信号输出端连接数据传输单元信号输入端，数据传输单元信号交互端连接数据处理单元信号交互端。

上述技术方案的有益效果为：通过采样单元与柱状电池连接，进行采样操作，快捷方便。

所述的柱状电池电压采样系统，优选的，所述采样单元包括：

待采样柱状电池B1的正极通过一个滤波电容C1接入到稳压芯片U1的输入引脚1，稳压芯片的输出引脚3通过滤波电容C2与电阻R1相连，电压采样点为电池B1的正极和模数转换单元ADC6端。

上述技术方案的有益效果为：该采样单元采集信号稳定。

所述的柱状电池电压采样系统，优选的，所述模数转换单元包括：

采样单元采样输出端连接第9电阻一端，第9电阻另一端分别连接单片机信号输入端和第16电容一端，第16电容另一端接地；电源输出端分别连接单片机电源输入端和第26电容一端、第27电容一端与第28电容一端，另一电源输出端分别连接单片机另一电源输入端和第18电容一端、第19电容一端与第22电容一端，电源指示灯D5正极连接电源，电源指示灯D5负极连接第19电阻一端，第19电阻另一端连接单片机指示信号端。

上述技术方案的有益效果为：该模数转换单元设计合理，转换数据稳定可靠。

所述的柱状电池电压采样系统，优选的，所述数据传输单元包括：

第3发光二极管正极连接电源输出端，第3发光二极管负极连接串口芯片输入端，第4发光二极管正极连接电源输出端，第4发光二极管负极连接串口芯片输入端，串口芯片数据负极端分别连接第17电阻一端和第32电容一端，第32电容另一端接地，第17电阻另一端分别连接恒流源信号输出端和USB数据负极接口，串口芯片数据正极端分别连接第18电阻一端和第33电容一端，第33电容另一端接地，第18电阻另一端分别连接恒流源信号输出端和USB数据正极接口。

所述的柱状电池电压采样系统，优选的，还包括：

温度传感器的数据传输引脚2通过一个上拉电阻R5的引脚1连接到模数转换单元数据接入端，上拉电阻的引脚2接到电源输出端。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型柱状电池电压采样系统通过六个以上的采样单元进行批量的柱状电池电压采样，同时对温度进行实时采集，从而能够提高检测电池效率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型电路示意图；

图2是本实用新型采样单元示意图；

图3是本实用新型数据传输单元示意图；

图4是本实用新型模数转换单元示意图；

图5是本实用新型单片机外围电路示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本实用新型公开一种柱状电池电压采样系统，包括：采样单元、模数转换单元、数据传输单元和数据处理单元；

采样单元采样输入端连接外部电池组，采样电路采样输出端连接模数转换单元信号输入端，模数转换单元信号输出端连接数据传输单元信号输入端，数据传输单元信号交互端连接数据处理单元信号交互端。

该系统通过在电池连接单元内部设计不同电极接触点，在与待测电池电极相对应接触时，通过各个单元协调工作解决了上诉背景中系统可能出现短路、被采样电池尺寸单一、可靠性不高和便携性差的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：柱状电池电压采样系统，包括采样单元、电池连接单元、模数转换单元、数据传输单元、数据处理单元。采样单元主要提供一个待采样数据的电路；电池连接单元主要提供一个类似外部工装的腔体，在电池连接单元内部不同位置设计有不同尺寸和高度的突出模块，用来与采样单元的电池电极相互接触，共同构成一个回路，形成密闭腔体。

上述的柱状电池电压采样系统，模数转换单元输入端与采样单元相连，输出端与数据传输单元相连，其主要起到一个模拟和数字量转换的功能，为后端数据的处理提供便利。

上述的柱状电池电压采样系统，数据传输单元的输出端与数据处理单元的输入端相互连接，它既可以给数据处理单元发送数据信号也可以接收从数据处理单元发送过来的数据信号，二者之间是一个双向的数据通信链路。

如图2所示，采样单元主要包括温度采样模块和恒流源模块。温度采样模块所用的温度传感器U10型号为DS18B20，温度传感器的数据传输引脚2通过一个上拉电阻R5的引脚1连接到模数转换单元U7的ADC5口，U7其型号为ATmega168A-AU，上拉电阻的引脚2接到电源VCCIO，温度传感器的其它引脚按要求接入系统。六组恒流源模块构成一个放电电路，图2为其中六组恒流源模块，待采样电池B1的正极通过一个滤波电容C1接入到稳压芯片U1型号为LT1963EST-1.8的输入引脚1，稳压芯片的输出引脚3通过滤波电容C2与电阻R1相连。电压采样点为电池B1的正极处，及ADC6。这就是该实施例中其中之一的采样单元。

待采样电池B2的正极通过一个滤波电容C3接入到稳压芯片U2型号为LT1963EST-1.8的输入引脚1，稳压芯片的输出引脚3通过滤波电容C4与电阻R2相连。电压采样点为电池B2的正极处，及ADC3。这就是该实施例中另一电池采样单元。

待采样电池B3的正极通过一个滤波电容C7接入到稳压芯片U3型号为LT1963EST-1.8的输入引脚1，稳压芯片的输出引脚3通过滤波电容C10与电阻R4相连。电压采样点为电池B3的正极处，及ADC5。这就是该实施例中另一电池采样单元。

待采样电池B4的正极通过一个滤波电容C8接入到稳压芯片U4型号为LT1963EST-1.8的输入引脚1，稳压芯片的输出引脚3通过滤波电容C11与电阻R5相连。电压采样点为电池B4的正极处，及ADC2。这就是该实施例中另一电池采样单元。

待采样电池B5的正极通过一个滤波电容C12接入到稳压芯片U5型号为LT1963EST-1.8的输入引脚1，稳压芯片的输出引脚3通过滤波电容C13与电阻R6相连。电压采样点为电池B5的正极处，及ADC4。这就是该实施例中另一电池采样单元。

待采样电池B6的正极通过一个滤波电容C14接入到稳压芯片U6型号为LT1963EST-1.8的输入引脚1，稳压芯片的输出引脚3通过滤波电容C15与电阻R7相连。电压采样点为电池B6的正极处，及ADC1。这就是该实施例中另一电池采样单元。

使用上述六组采样单元实现电池电压的采集，从而实现对电池的检测工作，高效方便，当然通过该种连接实施例还可以拓扑出更多的采样单元进行电池检测。

如图3所示，模数转换单元为一款性能优越的单片机U7型号为ATmega168A-AU，它是一款8路10位的高性能DSP，具有512Kb的EEPROM，可以用来存储采样的数据信号。采样到的数据通过RC滤波器中的R9和C16接到U7的数据输入接口中的ADC0-ADC7接口，U7的工作指示灯可以有效的显示DSP的工作状态。采样的数据通过Rx和Tx引脚30和31输出到数据传输单元。

单片机采样模块如图5所示；D5为单片机工作指示灯；数据转换模块如图所示；D3和D4为接收和发送一路数据的信号指示灯；D2为系统电源指示灯；NUP为静电防护器件；J2为USB连接端口；J1的AVR为单片机外部编程器接口；D1、C9和SR1共同组成单片机外部复位电路；Y1、C5和C6共同组成单片机外部时钟晶振电路。系统在恒流源供电装置的正极进行电压采样，温度传感器置于六组电池的中央，将采样的数据和温度传感器采样的温度数据接到单片机例如实施例中使用的Atmega168A-AU的输入端，存储在单片机的内部存储器中。通过单片机读取数据端Rx和发送数据端Tx接口发送到USB转串口芯片例如实施例中使用的FT230XS-U的Tx和Rx接口，然后通过USB转串口芯片的USBDM和USBDP引脚输出到USB接口，在USB转串口芯片和USB接口之间连一个防静电保护的芯片例如实施例中使用的NUP2202W1T2G。单片机的外围电路至少要构成一个最小系统，所以外部连接了时钟晶振电路、复位电路、电源电路。这就是一个完整的采样电路。

如图4所示，数据传输单元，它是一个USB2.0接口，外部的数据处理单元可以通过它主动读取处理后存储在单片机存储器中的采样数据，同时数据处理单元也可以通过它接受单片机所发送的其它指令。在该实施例中因为用到USB2.0作为通讯接口，它不能直接读取DSP中的数据，所以要通过一个数据转换芯片U9型号为FT230XS-U将单片机输出的数据转换成USB2.0可以读取的格式。在靠近USB2.0数据引脚旁边接入了一个防静电干扰的芯片U8型号为NUP2202W1T2G,它可以防止静电和由于外部电压跳变过快对系统造成破坏。整个系统的内部电源也是通过该接口输入的。

综上对于数据传输单元而言，它具有双工传输数据的功能，任何具有双工数据传输功能的数据传输单元都可以应用在该系统中。

上述实用新型所使用的软件程序为本领域技术人员所熟知的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种柱状电池电压采样系统，其特征在于，包括：采样单元、模数转换单元、数据传输单元和数据处理单元；

采样单元采样输入端连接外部电池组，采样电路采样输出端连接模数转换单元信号输入端，模数转换单元信号输出端连接数据传输单元信号输入端，数据传输单元信号交互端连接数据处理单元信号交互端。

2.根据权利要求1所述的柱状电池电压采样系统，其特征在于，所述采样单元包括：

待采样柱状电池B1的正极通过一个滤波电容C1接入到稳压芯片U1的输入引脚1，稳压芯片的输出引脚3通过滤波电容C2与电阻R1相连，电压采样点为电池B1的正极和模数转换单元ADC6端。

3.根据权利要求1所述的柱状电池电压采样系统，其特征在于，所述模数转换单元包括：

采样单元采样输出端连接第9电阻一端，第9电阻另一端分别连接单片机信号输入端和第16电容一端，第16电容另一端接地；电源输出端分别连接单片机电源输入端和第26电容一端、第27电容一端与第28电容一端，另一电源输出端分别连接单片机另一电源输入端和第18电容一端、第19电容一端与第22电容一端，电源指示灯（D5）正极连接电源，电源指示灯（D5）负极连接第19电阻一端，第19电阻另一端连接单片机指示信号端。

4.根据权利要求1所述的柱状电池电压采样系统，其特征在于，所述数据传输单元包括：

第3发光二极管正极连接电源输出端，第3发光二极管负极连接串口芯片输入端，第4发光二极管正极连接电源输出端，第4发光二极管负极连接串口芯片输入端，串口芯片数据负极端分别连接第17电阻一端和第32电容一端，第32电容另一端接地，第17电阻另一端分别连接恒流源信号输出端和USB数据负极接口，串口芯片数据正极端分别连接第18电阻一端和第33电容一端，第33电容另一端接地，第18电阻另一端分别连接恒流源信号输出端和USB数据正极接口。

5.根据权利要求1所述的柱状电池电压采样系统，其特征在于，还包括：

温度传感器的数据传输引脚2通过一个上拉电阻（R5）的引脚1连接到模数转换单元数据接入端，上拉电阻的引脚2接到电源输出端。