CN209044040U - 电池工况检测电路及包括该电路的电池工况检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池工况检测电路及包括该电路的电池工况检测仪，所述电池工况检测电路包括相连接的电流采集单元电路和主控单元电路，所述主控单元电路包括串口通信电路、供电电路、存储电路、电源指示电路、开关电路、电压采集电路、电流采集接口电路、单片机及ADC基准电路；所述电池工况检测仪包括所述电池工况检测电路。本实用新型能够实现对电池工况的实时采集，以及通过USB等串口通信方式进行读取和转移数据，实时监控电池的工作动态，避免出现电池故障造成相关设备运行受阻，从而保障相关设备获得稳定的电力供应，保障其能够得到及时维修维护，适于在蓄电池和超级电容等能够作为供电电源应用的相关产品设备领域推广应用。

Description

电池工况检测电路及包括该电路的电池工况检测仪

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及电池工况检测电路及包括该电路的电池工况检测仪。

背景技术

现有的电池检测主要是针对电池的电流、电压和内阻等参数进行静态测试，此种静态检测适用于对放置或者使用方式固定不需移动的相关产品检测，且仅能体现相关电池在一个时间点的状态；但随着电池的应用领域扩大，尤其是作为动力电源在汽车及电子电器等领域的推广应用，现有检测设备及方法无法对电池在实际工作状态下的电压、电流等各种瞬态变化进行实时连续检测，现有检测设备更不具有数据存储功能以及数据通讯功能，由此，特别是对运行中的相关产品的电池电源无法准确有效监控，从而也无法及时发现和解决相关电力供应故障。因此，亟需研究开发出对电池的工况进行实时动态测试并能够根据需要进行处理和传输相关测试数据的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是，针对现有技术存在的问题，提供电池工况检测电路及包括该电路的电池工况检测仪，能够进行实时动态检测，实现对电池工况的动态监控，从而利于保障相关设备获得稳定的电力供应，进而为其能够得到及时维修维护和稳定运行提供保障。

本实用新型解决问题的技术方案是：电池工况检测电路，包括相连接的电流采集单元电路和主控单元电路，所述主控单元电路包括串口通信电路、供电电路、存储电路、电源指示电路、开关电路、电压采集电路、电流采集接口电路、单片机及ADC基准电路；其中，所述串口通信电路与所述供电电路相连接，所述串口通信电路与所述存储电路相连接，所述存储电路与所述电源指示电路相连接，所述串口通信电路、所述存储电路、所述电源指示电路、所述开关电路、所述电压采集电路、电流采集接口电路均分别与所述单片机相连接，所述单片机与ADC基准电路相连接，所述串口通信电路和电流采集单元电路分别与所述电流采集接口电路相连接。

进一步地，在本实用新型所述的电池工况检测电路中，所述电流采集单元电路用于对电池工况的电流进行隔离采集，并将所采集电流信息传送给所述单片机；所述电压采集电路用于对电池工况的电压进行采集，并将采集的电压信息传送给所述单片机；所述串口通信电路用于实现单片机和外部设备的串口通信；所述供电电路用于连接外部供电电源，为电池工况检测电路供电；所述存储电路用于保存单片机所接收的电池工况检测采集到的电压和电流数据；所述电源指示电路用于给单片机和存储电路进行供电指示；所述开关电路用于实现对所采集的数据进行读取和写入；所述单片机及ADC基准电路用于控制对电池工况的电压和电流进行采集，以及对采集的电压和电流信息进行接收和处理。

进一步地，在本实用新型所述的电池工况检测电路中，所述电流采集单元电路为霍尔电流传感器电路；所述串口通信电路为USB串口通信电路，所述供电电路为USB供电电路；所述USB串口通信电路包括USB1口、保险管、第一开关、第十二电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十二电阻、第五二极管、第六二极管、总线转接芯片和晶振；所述USB供电电路由USB1口输入，所述第十六电容的正极、第十七电容的一端、总线转接芯片、第十二电阻的一端、以及第一开关的一端均分别与所述USB1口相连接；所述第十六电容的负极、第十七电容的另一端、保险管的一端均分别接GND；所述保险管的另一端连接所述USB1口，所述第十二电阻的另一端连接所述第五二极管的正极，所述第五二极管的负极接GND；所述总线转接芯片连接所述第十八电容的一端，所述第十八电容的另一端接GND；所述第十二电容的一端和总线转接芯片分别与所述晶振的一端相连接，所述第十五电容的一端和总线转接芯片分别与所述晶振的另一端相连接，所述第十二电容和第十五电容的另一端均接GND；所述第六二极管的负极连接所述总线转接芯片，所述第六二极管的正极连接所述单片机，所述总线转接芯片连接所述单片机；所述存储电路为FLASH电路，所述FLASH电路包括FLASH芯片、电源芯片、第十一电容和第十三电容；所述电源芯片连接所述第一开关的另一端，所述第十一电容的一端、第十三电容的负极和所述电源芯片相连接于GND；所述电源芯片和FLASH芯片分别与所述第十三电容的正极相连接，所述电源芯片和FLASH芯片分别与所述第十一电容的另一端相连接，所述第十三电容的正极和所述第十一电容的另一端相连接；所述电源芯片和FLASH芯片均分别与所述单片机相连接；所述电流采集接口电路包括第一接线端子，所述单片机、USB1口和霍尔电流传感器电路分别与所述第一接线端子相连接；所述第一接线端子和霍尔电流传感器电路分别与GND相连接；所述电压采集电路包括第三接线端子、第七电阻、第九电阻，所述第三接线端子连接第七电阻的一端，所述第三接线端子连接所述第九电阻的一端；所述第七电阻的另一端和第九电阻的另一端分别与所述单片机相连接；所述电源指示电路包括第四二极管、第十电阻；所述第四二极管的正极连接所述电源芯片，所述第四二极管的负极连接所述第十电阻的一端；所述第十电阻的另一端连接所述单片机；所述开关电路包括第二开关、第三开关，所述第二开关的一端连接GND，所述第三开关的一端连接GND；所述第二开关的另一端和第三开关的另一端分别连接所述单片机；所述单片机及ADC基准电路包括单片机、电压基准芯片、第二电感、第八电容、第九电容、第十电容、第十四电容和第十一电阻，所述第九电容的一端、第十电容的正极、第十四电容的一端和第十一电阻的一端均分别与所述第二电感的一端相连接；所述单片机和所述电源芯片分别与所述第二电感的另一端相连接；所述第八电容的一端、第九电容的另一端、第十电容的负极、第十四电容的另一端、电压基准芯片和单片机均分别连接到GND；所述第八电容的另一端、电压基准芯片和单片机均分别与所述第十一电阻的另一端相连接。

优选地，在本实用新型所述的电池工况检测电路中，所述第五二极管设置在所述第一开关上；所述晶振、第十二电容和第十五电容组成振荡电路，所述振荡电路为总线转接芯片提供时钟源；所述第十一电容和第十三电容组成电源芯片的滤波电路。

进一步地，在本实用新型所述的电池工况检测电路中，所述电池工况检测电路还包括宽电压开关电源电路，所述宽电压开关电源电路与所述供电电路相连接。

优选地，在本实用新型所述的电池工况检测电路中，所述宽电压开关电源电路包括电流输入接口的第二接线端子、降压恒流恒压芯片、第一电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第八电阻、第一二极管、第二二极管和第三二极管；所述第一电容的一端、第二电容的正极、第三电容的一端、第一电阻的一端和降压恒流恒压芯片均分别与所述第二接线端子相连接；所述第一电容的另一端、第三电容的另一端、第二电容的负极和第二接线端子均分别接GND；所述第一电阻的另一端、第四电容的一端、第二二极管的负极和第三二极管的负极均分别所述降压恒流恒压芯片相连接；所述第五电阻的一端和第八电阻的一端分别与所述降压恒流恒压芯片相连接；所述第四电容的另一端、第三二极管的正极、第八电阻的另一端、第七电容的一端和第六电阻的一端相连接；所述第五电阻的另一端、第二二极管的正极、第一电感的一端、第五电容的正极、第六电容的一端和第三电阻的一端均分别与所述串口通信电路相连接；所述第四电阻的一端和第六电阻的另一端分别与所述降压恒流恒压芯片相连接；所述第四电阻的另一端、第一二极管的正极、第五电容的负极、第六电容的另一端和第三电阻的另一端均分别连接到GND；所述第七电容的另一端连接所述降压恒流恒压芯片；所述第二电阻的一端和第一电感的另一端分别与所述降压恒流恒压芯片相连接；所述第二电阻的另一端、降压恒流恒压芯片和第一二极管的负极相连接。

本实用新型所述电池工况检测电路能够用于多种电器的供电设备的检测电路中，为方便应用，本实用新型提供了一种包括上述电池工况检测电路的电池工况检测仪。

进一步地，在本实用新型所述的电池工况检测仪中，所述电池工况检测仪包括壳体，在所述壳体外部设置有开关按键、写入数据按键、读取数据按键；所述电池工况检测仪为能够对电池工况进行在线实时检测和/或离线检测的检测仪。

优选地，在本实用新型所述的电池工况检测仪中，当所述电池工况检测仪为在线实时检测工作模式时，待测电流的电池通过导线与霍尔电流传感器相连接，待测电压的电池通过电压采集线与所述电池工况检测仪相连接，所述电池工况检测仪与供电电源相连接，所述电池工况检测仪与计算机相连接，所述开关按键为打开状态；当所述电池工况检测仪为离线检测工作模式时，待测电流的电池通过导线与霍尔电流传感器相连接，待测电压的电池通过电压采集线与所述电池工况检测仪相连接，所述电池工况检测仪与供电电源相连接，所述电池工况检测仪与计算机的连接断开，所述开关按键和写入数据按键为同时打开状态；当所述电池工况检测仪结束离线检测工作模式时，所测电池与霍尔电流传感器的连接断开，所测电池与所述电池工况检测仪的连接断开，所述电池工况检测仪与供电电源的连接断开，所述开关按键和写入数据按键均为关闭状态；当所述电池工况检测仪结束离线检测工作模式后，由所述电池工况检测仪向计算机传送检测数据时，所述开关按键和读取数据按键为同时打开状态。

较佳地，在本实用新型所述的电池工况检测仪中，当所述电池工况检测仪与计算机相连接时，所述电池工况检测仪的检测数据传送到所述计算机的串口通信助手数据区；其中，在所述计算机中，所述串口通信助手的设置包括：波特率为460800，数据格式为8位数据位、无校验位、停止位1位，接收文件格式为文本模式。

在本实用新型中，所述GND均为接地端；所述计算机能够为常用的电脑PC端，也能够为其他具有移动数据传输和接收功能的载体设备。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供电池工况检测电路及基于此电池工况检测电路的电池工况检测仪能够解决现有电池测试存在的缺陷，能够实现实时采集和存储电池的电流和电压等参数，同时，还能够通过USB等串口通信方式进行读取和转移数据，利于相关工作人员实时监控电池的工作动态，避免出现电池故障造成相关设备运行受阻，从而充分保障相关设备获得稳定的电力供应，利于使相关设备得到及时维修维护，以保障其稳定运行，适于在蓄电池相关产品以及如超级电容等其他能够作为供电电源应用的相关产品设备领域推广应用。

附图说明

图1为实施例1中本实用新型电池工况检测电路的原理结构框图；

图2为实施例1中本实用新型电池工况检测仪的结构示意图；

图3为实施例2中本实用新型电池工况检测电路的电路结构示意图(一)；

图4为实施例2中本实用新型电池工况检测电路的电路结构示意图(二)；

图5为实施例2中本实用新型电池工况检测电路的电路结构示意图(三)；

图6为实施例2中本实用新型电池工况检测电路的电路结构示意图(四)；

图7为实施例2中本实用新型电池工况检测电路的电路结构示意图(五)；

图8为实施例2中本实用新型电池工况检测电路的电路结构示意图(六)；

图9为实施例2中本实用新型电池工况检测电路的电路结构示意图(七)；

图10为实施例2中本实用新型电池工况检测电路的电路结构示意图(八)；

图11为实施例2中本实用新型电池工况检测电路的电路结构示意图(九)；

图12为实施例3中本实用新型电池工况检测电路的宽电压开关电源电路的电路结构示意图。

图中所示：

R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；R11-第十一电阻；R12-第十二电阻；

C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容；C5-第五电容；C6-第六电容； C7-第七电容；C8-第八电容；C9-第九电容；C10-第十电容；C11-第十一电容；C12-第十二电容；C13-第十三电容；C14-第十四电容；C15-第十五电容；C16-第十六电容；C17-第十七电容；C18-第十八电容；

D1-第一二极管；D2-第二二极管；D3-第三二极管；D4-第四二极管；D5-第五二极管； D6-第六二极管；

P1-第一接线端子；P2-第二接线端子；P3-第三接线端子；

S1-第一开关；S2-第二开关；S3-第三开关；

L1-第一电感；L2-第二电感；

U1-单片机；U2-FLASH芯片；U3-电源芯片；U4-总线转接芯片；U5-降压恒流恒压芯片；

Q1-电压基准芯片；

BX1-保险管；

Y1-晶振；

GND为接地端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型不受实施例的任何限制。为增进公众对本实用新型的彻底了解，在以下优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本实用新型。另外，为了避免对本实用新型的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的元件、电路和使用方法等。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一种电池工况检测电路，包括相连接的电流采集单元电路和主控单元电路，所述主控单元电路包括串口通信电路、供电电路、存储电路、电源指示电路、开关电路、电压采集电路、电流采集接口电路、单片机及ADC基准电路；其中，所述串口通信电路与所述供电电路相连接，所述串口通信电路与所述存储电路相连接，所述存储电路与所述电源指示电路相连接，所述串口通信电路、所述存储电路、所述电源指示电路、所述开关电路、所述电压采集电路、电流采集接口电路均分别与所述单片机相连接，所述单片机与ADC基准电路相连接，所述串口通信电路和电流采集单元电路分别与所述电流采集接口电路相连接。

在上述实施例中，本实用新型电池工况检测电路能够对电池工况进行动态实时检测及数据传输，以便于对电池工况数据及时分析，保障相关电池应用设备的稳定运行，检测过程中，所述电流采集单元电路用于对电池工况的电流进行隔离采集，并将所采集电流信息传送给所述单片机；所述电压采集电路用于对电池工况的电压进行采集，并将采集的电压信息传送给所述单片机；所述串口通信电路用于实现单片机和外部设备的串口通信；所述供电电路用于连接外部供电电源，为电池工况检测电路供电；所述存储电路用于保存单片机所接收的电池工况检测采集到的电压和电流数据；所述电源指示电路用于给单片机和存储电路进行供电指示；所述开关电路用于实现对所采集的数据进行读取和写入；所述单片机及ADC基准电路用于控制对电池工况的电压和电流进行采集，以及对采集的电压和电流信息进行接收和处理。

在上述实施例中，为充分实现对电流信号的隔离采集，优选地，所述电流采集单元电路为霍尔电流传感器电路，以保障电池工况进行实时动态检测的准确性。

上述本实用新型电池工况检测电路能够用于多种检测电器中，为方便应用，具体地，如图2所示，本实用新型还提供了一种包括上述电池工况检测电路的电池工况检测仪，用于对电池工况进行检测。为保障检测操作安全，如图2所示，所述电池工况检测仪包括壳体，所述壳体优选具有良好屏蔽性能的壳体，如铸铝金属壳；为使检测操作便捷，优选地，在所述壳体外部设置有开关按键、写入数据按键、读取数据按键以及串口通信接口、电源接口、电压采集接口等，其中，所述串口通信接口优选为USB接口，所述串口通信接口对应连接所述壳体内部的串口通信电路，较佳地，所述开关按键、写入数据按键和读取数据按键上设有指示灯。

在上述本实用新型电池工况检测仪中，相应地，为保障对电池不同工况进电流的实时动态检测效果，如图2所示，优选设置与霍尔电流传感器电路对应的霍尔电流传感器，以实现对电池不同工况的电流实时动态的隔离采集，所述霍尔电流传感器是按照霍尔效应原理制成，对安培定律加以应用，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔器件则用来测量这一磁场，由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系，因此霍尔器件输出的电压讯号可以间接反映出被测电流的大小，从而实现对电流信号的隔离采集。较佳地，所述霍尔电流传感器设置在所述壳体顶部，所述霍尔电流传感器采用开环式结构，以便于检测用相关线路连接。

在上述本实用新型电池工况检测仪中，为适用于不同电池所应用设备所处的不同环境条件，所述电池工况检测仪为能够对电池工况进行在线实时检测和/或离线检测的检测仪，以便于操作人员根据工况需要进行灵活选择，从而不必因环境条件影响检测分析，从而为相关电池应用设备的维修及稳定运行提供保障。

具体应用本实用新型电池工况检测仪时，优选地，当所述电池工况检测仪为在线实时检测工作模式时，待测电流的电池通过导线与霍尔电流传感器相连接，待测电压的电池通过电压采集线与所述电池工况检测仪相连接，所述电池工况检测仪与供电电源相连接，所述电池工况检测仪与计算机相连接，所述开关按键为打开状态；当所述电池工况检测仪为离线检测工作模式时，待测电流的电池通过导线与霍尔电流传感器相连接，待测电压的电池通过电压采集线与所述电池工况检测仪相连接，所述电池工况检测仪与供电电源相连接，所述开关按键和写入数据按键为同时打开状态；当所述电池工况检测仪结束离线检测工作模式时，所测电池与霍尔电流传感器的连接断开，所测电池与所述电池工况检测仪的连接断开，所述电池工况检测仪与供电电源的连接断开，所述开关按键和写入数据按键均为关闭状态；当所述电池工况检测仪结束离线检测工作模式后，由所述电池工况检测仪向计算机传送检测数据时，所述开关按键和读取数据按键为同时打开状态。较佳地，当所述电池工况检测仪与计算机相连接时，所述电池工况检测仪的检测数据传送到所述计算机的串口通信助手数据区；其中，在所述计算机中，所述串口通信助手的设置包括：波特率为460800，数据格式为8位数据位、无校验位、停止位1位，接收文件格式为文本模式，以便于查看。在上述应用过程中，所述计算机能够为常用的电脑PC端，也能够为其他具有移动数据传输和接收功能的载体设备，也可以为能够通过数据传输线转换连接进行数据传输和接收的设备。由此，通过本实用新型电池工况检测仪的应用，实现对电池工况的实时检测，在线检测模式或者离线检测模式都能够为电池工况的实时动态监测提供有效数据，大大方便了相关工作人员对电池工况的分析和调控，从而也为相关电池应用设备的维修和运行提供了保障，而且不限于对蓄电池工况检测的应用，对于超级电容、以及超级电容与电池等储能产品作为供电电源的设备也能够应用，尤其是对动力电源的检测具有重要意义，如避免电量用尽出现抛锚等故障，进而为相关设施和设备的安全提供保障。

实施例2

如图1-图2所示，本实用新型的一种电池工况检测电路，其基本结构设置及应用同实施例1，为更有效地保障电池工况检测的高效运行，具体地：

如图3所示，所述串口通信电路为USB串口通信电路，所述供电电路为USB供电电路；所述USB串口通信电路包括USB1口、保险管BX1、第一开关S1、第十二电容C12、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十二电阻R12、第五二极管D5、第六二极管D6、总线转接芯片U4和晶振Y1；所述USB供电电路由USB1口的1 脚输入，第十六电容C16的正极、第十七电容C17的一端、总线转接芯片U4的16脚、第十二电阻R12的一端、以及第一开关S1的一端均分别与USB1口的1脚相连接；第十六电容 C16的负极、第十七电容C17的另一端、保险管BX1的一端均分别接GND；保险管BX1的另一端接USB1口的4脚，第十二电阻R12的另一端连接第五二极管D5的正极，第五二极管D5的负极接GND；USB1口的2脚连接至总线转接芯片U4的6脚，USB1口的3脚连接至总线转接芯片U4的5脚；总线转接芯片U4的4脚连接第十八电容C18的一端，第十八电容C18的另一端接GND；第十二电容C12的一端和总线转接芯片U4的8脚分别与晶振Y1 的一端相连接，第十五电容C15的一端和总线转接芯片U4的7脚分别与晶振Y1的另一端相连接，第十二电容C12和第十五电容C15的另一端均接GND；第六二极管D6的负极接总线转接芯片U4的2脚；

如图4所示，所述存储电路为FLASH电路，所述FLASH电路包括FLASH芯片U2、电源芯片U3、第十一电容C11和第十三电容C13；电源芯片U3的1脚连接第一开关S1的另一端，第十一电容C11的一端、第十三电容C13的负极和电源芯片U3的3脚相连接于GND；电源芯片U3的2脚、电源芯片U3的4脚、FLASH芯片U2的3脚、FLASH芯片U2的7 脚、FLASH芯片U2的8脚均分别与第十三电容C13的正极相连接，电源芯片U3的2脚、电源芯片U3的4脚、FLASH芯片U2的3脚、FLASH芯片U2的7脚、FLASH芯片U2的 8脚均分别与第十一电容C11的另一端相连接，第十三电容C13的正极和第十一电容C11的另一端相连接；FLASH芯片U2的4脚接GND；

如图5和图6所示，所述电流采集接口电路包括第一接线端子P1，USB1口的1脚和霍尔电流传感器电路接口的3脚分别与第一接线端子P1的1脚相连接；第一接线端子P1的2 脚接霍尔电流传感器电路的2脚；第一接线端子P1的3脚和霍尔电流传感器电路的1脚接 GND；

如图7所示，所述电压采集电路包括第三接线端子P3、第七电阻R7、第九电阻R9，第三接线端子P3的1脚接第七电阻R7的一端，第三接线端子P3的2脚接第九电阻R9的一端；

如图8所示，所述电源指示电路包括第四二极管D4、第十电阻R10；第四二极管D4的正极接电源芯片U3的1脚，第四二极管D4的负极接第十电阻R10的一端；

如图9和图10所示，所述开关电路包括第二开关S2、第三开关S3，第二开关S2的一端接GND，第三开关S3的一端接GND；

如图11所示，所述单片机及ADC基准电路包括单片机U1、电压基准芯片Q1、第二电感L2、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十四电容C14和第十一电阻R11，第九电容C9的一端、第十电容C10的正极、第十四电容C14的一端和第十一电阻R11的一端均分别与第二电感L2的一端相连接；第八电容C8的一端、第九电容C9的另一端、第十电容C10的负极、第十四电容C14的另一端、电压基准芯片Q1的3脚和单片机U1的11脚均分别连接到GND；第八电容C8的另一端、电压基准芯片Q1的1脚、电压基准芯片Q1的2 脚、单片机U1的10脚和单片机U1的12脚均分别与第十一电阻R11的另一端相连接；第六二极管D6的正极接单片机U1的19脚，总线转接芯片U4的3脚接单片机U1的20脚；单片机U1的15脚和电源芯片U3的1脚分别与第二电感L2的另一端相连接；单片机U1的33 脚连接FLASH芯片U2的1脚，单片机U1的35脚连接FLASH芯片U2的2脚，单片机U1 的34脚连接FLASH芯片U2的5脚，单片机U1的36脚连接FLASH芯片U2的6脚；单片机U1的3脚与第一接线端子P1的2脚相连接；第七电阻R7的另一端和第九电阻R9的另一端分别与单片机U1的4脚相连接；第十电阻R10的另一端接单片机的16脚；单片机U1的 1脚接第二开关S2的另一端，单片机U1的2脚接第三开关S3的另一端。

在上述实施例中，为实现对电池工况的高效检测，各元器件间在实现各对应单元电路作用的同时，还相互配合，以增强准确性，具体地，所述存储电路中，通过FLASH芯片U2保存电池工况测试采集到的电压和电流数据；FLASH芯片U2的3脚、FLASH芯片U2的7脚、FLASH芯片U2的8脚、电源芯片U3的2脚、电源芯片U3的4脚、第十三电容C13的正极和第十一电容C11的一端相连，实现为FLASH芯片U2提供电源电压，以保障所述存储电路的稳定运行；电源芯片U3的1脚连接L2电感，电源芯片U3通过L2电感为单片机U1提供ADC采集电源即AVCC，经过电感L2滤波减少电源杂波，使AVCC能够更好地为采集信号提供电源，从而使采集的电池工况电压信号免受电源杂波的干扰，进而使单片机能够稳定运行；晶振Y1、第十二电容C12和第十五电容C15组成振荡电路，所述振荡电路为总线转接芯片U4提供时钟源，以保障电池工况检测记录实时准确；第十一电容C11和第十三电容 C13组成电源芯片U3的滤波电路，第十电容C10和第十四电容C14为单片机U1模拟电源的滤波电容，第九电容C9为电压基准的滤波电容，以保障检测的稳定性；在所述开关电路中，第二开关S2用于实现采集数据的写入，第三开关S3用于实现数据的读取，从而为检测数据的实时动态检测数据的读取和写入提供了便捷开关。

在上述实施例中，所采用的各电阻、二极管、电容等元件的规格均根据目标应用的电器设备及相关设置电路用的基板进行设置。为增强检测的稳定性及动态检测效果，优选地，第四二极管D4和第五二极管D5为发光二极管，第十八电容C18为退耦电容；优选地，第五二极管D5设置在第一开关S1上，以第五二极管D5发光指示第一开关S1为闭合状态，所述供电电路导通，USB1口的1脚连接总线转接芯片U4的16脚为总线转接芯片U4供电，进而使本实用新型电池工况检测电路的各需要用电的电路导通，相应地也指示所述电池工况检测仪外设的所述开关按键为打开状态；相应地，所述第二开关S2为闭合状态时，指示为所述电池工况检测仪外设的所述写入数据按键为打开状态；所述第三开关S3为闭合状态时，相应指示为所述电池工况检测仪外设的所述读取数据按键为打开状态。

实施例3

如图1-图11所示，本实用新型的一种电池工况检测电路，其基本结构设置及应用同实施例1或实施例2，具体地，为更有效地保障电池工况检测的高效运行，所述电池工况检测电路还包括宽电压开关电源电路，所述宽电压开关电源电路与所述串口通信电路相连接。

上述实施例中，所述宽电压开关电源电路用于从被测电池设备取用电源为电池工况检测电路供电，从而保障电池工况检测电路长时间采集数据的稳定运行，不受另外接电源容量限制。

为增强电池工况检测电路长时间运行的稳定性，优选地，如图12所示，所述宽电压开关电源电路包括电流输入接口的第二接线端子P2、降压恒流恒压芯片U5、第一电感L1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容 C7、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第八电阻R8、第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3；第一电容C1的一端、第二电容C2的正极、第三电容C3的一端、第一电阻R1的一端和降压恒流恒压芯片U5的1 脚均分别与第二接线端子P2的2脚相连接；第一电容C1的另一端、第三电容C3的另一端、第二电容C2的负极和第二接线端子P2的1脚均分别接GND；第一电阻R1的另一端、第四电容C4的一端、第二二极管D2的负极和第三二极管D3的负极均分别与降压恒流恒压芯片 U5的2脚相连接；第五电阻R5的一端和第八电阻R8的一端分别与降压恒流恒压芯片U5 的3脚相连接；第四电容C4的另一端、第三二极管D3的正极、第八电阻R8的另一端、第七电容C7的一端和第六电阻R6的一端相连接；第五电阻R5的另一端、第二二极管D2的正极、第一电感L1的一端、第五电容C5的正极、第六电容C6的一端和第三电阻R3的一端均分别与所述串口通信电路相连接；第四电阻R4的一端和第六电阻R6的另一端分别与降压恒流恒压芯片U5的4脚相连接；第四电阻R4的另一端、第一二极管D1的正极、第五电容C5的负极、第六电容C6的另一端和第三电阻R3的另一端均分别连接到GND；降压恒流恒压芯片U5的5脚接第七电容C7的另一端；第二电阻R2的一端和第一电感L1的另一端分别与降压恒流恒压芯片U5的6脚相连接；第二电阻R2的另一端、降压恒流恒压芯片U5 的7脚、降压恒流恒压芯片U5的8脚和第一二极管D1的负极相连接。

上述实施例中，为检测提供稳定电源，且操作方便，所述宽电压开关电源电路与所述串口通信电路的接口相连接，所述串口通信电路优选为USB串口通信电路，所述USB串口通信电路包括USB1口，具体地，第五电阻R5的另一端、第二二极管D2的正极、第一电感 L1的一端、第五电容C5的正极、第六电容C6的一端和第三电阻R3的一端相连至所述USB1 口的1脚。在上述实施例中，所采用的各电阻、二极管、电容等元件的规格均根据目标应用的电器设备及相关设置电路用的基板进行设置，为保障检测效果，优选地，第一二极管D1 和第二二极管D2为肖特基二极管，第三二极管D3为稳压二极管。

应用示例

为进一步说明本实用新型电池工况检测电路的功能效果，以由包括该电池工况检测电路的本实用新型电池工况检测仪的具体应用为例，为更直观地说明本实用新型提供的电池工况检测仪的检测效果，以对蓄电池的工况检测为例进行说明电压、电流数据采集和存储、数据读取和上传，具体检测用供电电压根据具体工况进行选择，不限于本实用新型的实施例、应用示例及附图。在本应用示例中，对电池工况检测仪进行如下设置：如图1-图12所示，在内部的电池工况检测电路中，霍尔电流传感器为开环式霍尔电流传感器，所述开环式霍尔电流传感器上的套环处设有固定用螺丝，所述霍尔电流传感器接口定义：1脚GND，2脚OUT， 3脚5V；电源芯片U3为FLASH芯片供电的电压为3.3V即VCC_3.3V，第一开关S1对应电路的供电电压为5V，第一开关S1的前端和后端分别以VCC_5V和STA_5V表示；结合上述实施例及图1-图12进行如下检测：

以在线实时采集模式进行检测时，首先扭开开环式霍尔电流传感器套环处螺丝，将需要测量电流的导线置于其中，然后，扭紧套环处螺丝；接着将电压采集线一端连接到需要测量的蓄电池的正负极，另一端接到电池工况测试仪的电压采集端口；然后，将工况测试仪电源线一端分别接蓄电池的正、负极，另一端接到工况测试仪的电源。使用两端都为公头的USB 数据线，将其两端分别插在电脑USB口和电池工况测试仪的外设USB口；然后，在电脑端打开串口通信助手，进行如下设置：波特率为460800，数据格式为8位数据位、无校验位、停止位1位，接收格式为文本模式。按下“开关”键，打开串口通信助手的串口开关，开始检测，即可读取数据到串口通信助手数据区，也表明电池工况测试仪在实时采集数据，此时“开关”键指示灯快速闪烁，点击串口通信助手“保存接收数据”，将数据保存为TXT或CSV 格式，为分析蓄电池的电压、电流具体工况提供实时动态数据，以便使相关蓄电池的运行情况得到及时掌握。通过本实用新型电池工况检测仪进行在线式实时检测，采集数据间隔能够达到每30ms一采集的高效率。

以离线式采集存储模式进行检测时，首先扭开开环式霍尔电流传感器套环处螺丝，将需要测量电流的导线置于其中，然后，扭紧套环处螺丝；接着将电压采集线一端分别连接到需要测量的蓄电池的正、负极，另一端接到工况测试仪电压采集端口；然后，将工况测试仪电源线一端分别接蓄电池的正、负极，另一端接到工况测试仪的电源。同时按下“开关”按键和“写入”按键，开始检测，此时“开关”和“写入”按键指示灯常亮，表明电池工况测试仪正在擦除内部FLASH芯片，约10秒后，“写入”按键快速闪烁，此时电池工况测试仪进入数据采集状态，并实时将采集的数据存入内部FLASH芯片中。采集完成后，关掉“开关”按键和“写入”按键，拆下电源线、电压采集线，断开电池工况采集仪相关连接。使用两端都为公头的USB线连接电池工况采集仪的USB口和电脑的USB口；然后在电脑端打开串口通信助手，进行如下设置：波特率为460800，数据格式为8位数据位、无校验位、停止位1 位，接收格式为文本模式；打开串口通信助手的串口开关，同时按下“读取”键和“开关”键，此时电池工况测试仪处于数据读取状态，在串口通信助手数据区可看到读取的数据，点击串口通信助手“保存接收数据”，保存数据为TXT或CSV格式，从而实现为分析蓄电池的电压、电流具体工况提供实时动态数据，以便使相关蓄电池的运行情况得到及时掌握。通过本实用新型电池工况检测仪进行离线式检测，采集数据间隔能够达到每30ms一采集的高效率。

需说明的是，本实用新型电池工况检测仪不限于对蓄电池工况检测的应用，对于超级电容、以及超级电容与电池等储能产品作为供电电源的设备也能够应用；总体上，本实用新型所提供的电池工况检测电路及包括该电路的电池工况检测仪，能够实现对电池工况的高效实时检测，使相关工作人员能够实时监控电池的工作动态，为相关电池应用设备的维修和安全运行提供了保障，如避免出现抛锚及电池过热爆炸等事故，有效地解决了被动式接收电池故障等问题，相应地提为相关设备获得稳定的电力供应提供了保障，保证相关设备能够得到及时维修维护和稳定运行，提高了电池及其相关应用设备的安全性，利于节约经济成本，适用于蓄电池、超级电容及其他能够作为供电电源的相关设备工况检测领域推广应用。

本实用新型不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本实用新型的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.电池工况检测电路，其特征在于：包括相连接的电流采集单元电路和主控单元电路，所述主控单元电路包括串口通信电路、供电电路、存储电路、电源指示电路、开关电路、电压采集电路、电流采集接口电路、单片机及ADC基准电路；其中，所述串口通信电路与所述供电电路相连接，所述串口通信电路与所述存储电路相连接，所述存储电路与所述电源指示电路相连接，所述串口通信电路、所述存储电路、所述电源指示电路、所述开关电路、所述电压采集电路、电流采集接口电路均分别与所述单片机相连接，所述单片机与ADC基准电路相连接，所述串口通信电路和电流采集单元电路分别与所述电流采集接口电路相连接。

2.根据权利要求1所述的电池工况检测电路，其特征在于：所述电流采集单元电路用于对电池工况的电流进行隔离采集，并将所采集电流信息传送给所述单片机；

所述电压采集电路用于对电池工况的电压进行采集，并将采集的电压信息传送给所述单片机；

所述串口通信电路用于实现单片机和外部设备的串口通信；

所述供电电路用于连接外部供电电源，为电池工况检测电路供电；

所述存储电路用于保存单片机所接收的电池工况检测采集到的电压和电流数据；

所述电源指示电路用于给单片机和存储电路进行供电指示；

所述开关电路用于实现对所采集的数据进行读取和写入；

所述单片机及ADC基准电路用于控制对电池工况的电压和电流进行采集，以及对采集的电压和电流信息进行接收和处理。

3.根据权利要求1所述的电池工况检测电路，其特征在于：所述电流采集单元电路为霍尔电流传感器电路；

所述串口通信电路为USB串口通信电路，所述供电电路为USB供电电路；所述USB串口通信电路包括USB1口、保险管、第一开关、第十二电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十二电阻、第五二极管、第六二极管、总线转接芯片和晶振；所述USB供电电路由USB1口输入，所述第十六电容的正极、第十七电容的一端、总线转接芯片、第十二电阻的一端、以及第一开关的一端均分别与所述USB1口相连接；所述第十六电容的负极、第十七电容的另一端、保险管的一端均分别接GND；所述保险管的另一端连接所述USB1口，所述第十二电阻的另一端连接所述第五二极管的正极，所述第五二极管的负极接GND；所述总线转接芯片连接所述第十八电容的一端，所述第十八电容的另一端接GND；所述第十二电容的一端和总线转接芯片分别与所述晶振的一端相连接，所述第十五电容的一端和总线转接芯片分别与所述晶振的另一端相连接，所述第十二电容和第十五电容的另一端均接GND；所述第六二极管的负极连接所述总线转接芯片，所述第六二极管的正极连接所述单片机，所述总线转接芯片连接所述单片机；

所述存储电路为FLASH电路，所述FLASH电路包括FLASH芯片、电源芯片、第十一电容和第十三电容；所述电源芯片连接所述第一开关的另一端，所述第十一电容的一端和、第十三电容的负极和所述电源芯片相连接于GND；所述电源芯片和FLASH芯片分别与所述第十三电容的正极相连接，所述电源芯片和FLASH芯片分别与所述第十一电容的另一端相连接，所述第十三电容的正极和所述第十一电容的另一端相连接；所述电源芯片和FLASH芯片均分别与所述单片机相连接；

所述电流采集接口电路包括第一接线端子，所述单片机、USB1口和霍尔电流传感器电路分别与所述第一接线端子相连接；所述第一接线端子和霍尔电流传感器电路分别与GND相连接；

所述电压采集电路包括第三接线端子、第七电阻、第九电阻，所述第三接线端子连接第七电阻的一端，所述第三接线端子连接所述第九电阻的一端；所述第七电阻的另一端和第九电阻的另一端分别与所述单片机相连接；

所述电源指示电路包括第四二极管、第十电阻；所述第四二极管的正极连接所述电源芯片，所述第四二极管的负极连接所述第十电阻的一端；所述第十电阻的另一端连接所述单片机；

所述开关电路包括第二开关、第三开关，所述第二开关的一端连接GND，所述第三开关的一端连接GND；所述第二开关的另一端和第三开关的另一端分别连接所述单片机；

所述单片机及ADC基准电路包括单片机、电压基准芯片、第二电感、第八电容、第九电容、第十电容、第十四电容和第十一电阻，所述第九电容的一端、第十电容的正极、第十四电容的一端和第十一电阻的一端均分别与所述第二电感的一端相连接；所述单片机和所述电源芯片分别与所述第二电感的另一端相连接；所述第八电容的一端、第九电容的另一端、第十电容的负极、第十四电容的另一端、电压基准芯片和单片机均分别连接到GND；所述第八电容的另一端、电压基准芯片和单片机均分别与所述第十一电阻的另一端相连接。

4.根据权利要求3所述的电池工况检测电路，其特征在于：所述第五二极管设置在所述第一开关上；所述晶振、第十二电容和第十五电容组成振荡电路，所述振荡电路为总线转接芯片提供时钟源；所述第十一电容和第十三电容组成电源芯片的滤波电路。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池工况检测电路，其特征在于：所述电池工况检测电路还包括宽电压开关电源电路，所述宽电压开关电源电路与所述串口通信电路相连接。

6.根据权利要求5所述的电池工况检测电路，其特征在于：所述宽电压开关电源电路包括电流输入接口的第二接线端子、降压恒流恒压芯片、第一电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第八电阻、第一二极管、第二二极管和第三二极管；

所述第一电容的一端、第二电容的正极、第三电容的一端、第一电阻的一端和降压恒流恒压芯片均分别与所述第二接线端子相连接；

所述第一电容的另一端、第三电容的另一端、第二电容的负极和第二接线端子均分别接GND；

所述第一电阻的另一端、第四电容的一端、第二二极管的负极和第三二极管的负极均分别所述降压恒流恒压芯片相连接；

所述第五电阻的一端和第八电阻的一端分别与所述降压恒流恒压芯片相连接；

所述第四电容的另一端、第三二极管的正极、第八电阻的另一端、第七电容的一端和第六电阻的一端相连接；

所述第五电阻的另一端、第二二极管的正极、第一电感的一端、第五电容的正极、第六电容的一端和第三电阻的一端均分别与所述串口通信电路相连接；

所述第四电阻的一端和第六电阻的另一端分别与所述降压恒流恒压芯片相连接；

所述第四电阻的另一端、第一二极管的正极、第五电容的负极、第六电容的另一端和第三电阻的另一端均分别连接到GND；

所述第七电容的另一端连接所述降压恒流恒压芯片；

所述第二电阻的一端和第一电感的另一端分别与所述降压恒流恒压芯片相连接；

所述第二电阻的另一端、降压恒流恒压芯片和第一二极管的负极相连接。

7.一种电池工况检测仪，其特征在于：所述电池工况检测仪包括权利要求1～6中任一项所述的电池工况检测电路。

8.根据权利要求7所述的电池工况检测仪，其特征在于：所述电池工况检测仪包括壳体，在所述壳体外部设置有开关按键、写入数据按键、读取数据按键；

所述电池工况检测仪为能够对电池工况进行在线实时检测和/或离线检测的检测仪。

9.根据权利要求8所述的电池工况检测仪，其特征在于：当所述电池工况检测仪为在线实时检测工作模式时，待测电流的电池通过导线与霍尔电流传感器相连接，待测电压的电池通过电压采集线与所述电池工况检测仪相连接，所述电池工况检测仪与供电电源相连接，所述电池工况检测仪与计算机相连接，所述开关按键为打开状态；

当所述电池工况检测仪为离线检测工作模式时，待测电流的电池通过导线与霍尔电流传感器相连接，待测电压的电池通过电压采集线与所述电池工况检测仪相连接，所述电池工况检测仪与供电电源相连接，所述电池工况检测仪与计算机的连接断开，所述开关按键和写入数据按键为同时打开状态；

当所述电池工况检测仪结束离线检测工作模式时，所测电池与霍尔电流传感器的连接断开，所测电池与所述电池工况检测仪的连接断开，所述电池工况检测仪与供电电源的连接断开，所述开关按键和写入数据按键均为关闭状态；

当所述电池工况检测仪结束离线检测工作模式后，由所述电池工况检测仪向计算机传送检测数据时，所述开关按键和读取数据按键为同时打开状态。

10.根据权利要求9所述的电池工况检测仪，其特征在于：当所述电池工况检测仪与计算机相连接时，所述电池工况检测仪的检测数据传送到所述计算机的串口通信助手数据区；其中，在所述计算机中，所述串口通信助手的设置包括：波特率为460800，数据格式为8位数据位、无校验位、停止位1位，接收文件格式为文本模式。