CN209765022U - 监测电池充放电状态的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种监测电池充放电状态的系统，包括电源模块、电压检测模块、充电电流检测模块、放电电流检测模块、主控模块、存储模块、时钟模块和通讯模块；该监测电池充放电状态的系统还包括显示所述主控模块监测电池信息的的显示模块；该监测电池充放电状态的系统采用电压检测模块、充电电流检测模块和放电电流检测模块实时监测电池充放电状态数据通过主控模块将监测电池的信息存储至存储模块并通过时钟模块记录监测电池信息的时间，待需要时通过通讯模块将监测的电池状态信息传输至移动终端显示以便观察；该监测电池充放电状态的系统能实时监测电池状态状态，不需要通过外接设备实现实时监测，操作便捷且成本比较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及监测电池状态技术领域，具体地，涉及一种监测电池充放电状态的系统。
背景技术
目前，从电力直流屏电源到电信及移动通信设备后备电源，从电动自行车到电动汽车，从手机到笔记本电脑，到处可见可充电电池的应用。可充电电池的最大特点就是能够充放电，正确的充放电可以充分的利用电池，不正确的充放电会缩短电池使用寿命甚至损坏电池。为了及时合理的充放电，正如司机需要了解汽车的燃料指示，用户希望了解可充电电池的荷电状态SOC(state of charge)，尤其是在一些重要的场合，可充电电池的充放电状态指示已是一个特别重要的指标。
现在设备或产品上的电池进行充放电状态监测是通过外接电脑和带通讯的万用表实现监控，操作复杂，且外接设备成本昂贵。
因此，需提供一种监测电池充放电状态的系统，以解决现有技术的不足。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种监测电池充放电状态的系统。
本实用新型的技术方案如下：
一种监测电池充放电状态的系统，包括：
用于供电的电源模块；
用于检测电池电压的电压检测模块；
用于检测电池是否存在充电电流的充电电流检测模块；
用于检测电池是否存在放电电流的放电电流检测模块；
根据所述电压检测模块、所述充电电流检测模块和所述放电电流检测模块的输出信号监测电池状态的主控模块；
存储所述主控模块监测电池信息的存储模块；
用于记录监测电池信息的时钟模块；
以及用于传输数据的通讯模块。
优选地，该监测电池充放电状态的系统还包括显示所述主控模块监测电池信息的的显示模块。
优选地，所述电源模块包括直流/直流转换器和电源输出端，所述直流/直流转换器的输入端通过一接线端子与一电池连接，所述直流/直流转换器的输出端与所述电源输出端连接，所述电池输入的电压经过所述直流/直流转换器降压后从所述电源输出端输出至少给所述主控模块供电。
优选地，所述电压检测模块包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端分别与所述电源输出端和所述电池连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述主控模块连接；所述电池输入的电压经过所述第一运算放大器比例运算后输送至所述主控模块中。
优选地，所述充电电流检测模块包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端和反相输入端分别与所述接线端子连接，所述第二运算放大器的输出端与所述主控模块连接；所述电池充电过程中的电流流过所述第二运算放大器比例运算后输送至所述主控模块中。
优选地，所述放电电流检测模块包括两个放电电流检测电路，每个放电电流检测电路均包括有放电运算放大器，所述放电运算放大器的同相输入端和反相输入端分别与所述接线端子连接，所述放电运算放大器的输出端与所述主控模块连接；所述电池放电过程中的电流流过所述放电运算放大器比例运算后输送至所述主控模块中。
优选地，所述主控模块包括单片机芯片，所述单片机芯片接收所述电压检测模块、所述充电电流检测模块和所述放电电流检测模块检测的所述电池的电压和电流电信号转换成指令传输至所述存储模块存储，并且通过指令的执行控制所述显示模块运行。
优选地，所述存储模块包括第四三极管和与所述第四三极管集电极连接的存储芯片，所述第四三极管的基极与所述单片机芯片连接；所述第四三极管的集电极还与所述电源输出端连接。
优选地，所述显示模块包括显示灯和显示管，所述显示灯的一端与所述电源输出端连接，另一端的所述显示灯与所述单片机芯片连接；所述显示管通过一开关器件与所述电源输出端连接，所述开关器件还与所述单片机芯片连接；所述显示管还与所述单片机芯片连接。
优选地，所述时钟模块包括时钟芯片，所述时钟芯片的电源输入端与所述电源输出端连接，所述时钟芯片的时钟连接端和数据连接端分别与所述单片机芯片连接以记录所述监测电池充放电状态的系统检测电池充放电状态的时间。
优选地，所述通讯模块包括通讯接口，所述通讯接口与所述单片机芯片连接实现数据的传送，所述通讯接口还与一移动终端连接进行数据的传输。
本实用新型的有益效果为：与现有技术相比，该监测电池充放电状态的系统采用电压检测模块、充电电流检测模块和放电电流检测模块实时监测电池状态状态通过主控模块将监测电池的信息存储至存储模块并通过时钟模块记录监测电池信息的时间，待需要时通过通讯模块将监测的电池充放电状态信息传输至移动终端显示以便观察；该监测电池充放电状态的系统能实时监测电池充放电状态，不需要通过外接设备实现实时监测，操作便捷且成本比较低。
附图说明：
图1为本实用新型所述监测电池充放电状态的系统的框架图。
图2为本实用新型所述监测电池充放电状态的系统的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参照图1和图2，本实用新型的监测电池充放电状态的系统，主要用于监测汽车、电动工具以及移动设备上电池的充放电状态。该监测电池充放电状态的系统包括用于供电的电源模块1、用于检测电池电压的电压检测模块2、用于检测电池是否存在充电电流的充电电流检测模块3、用于检测电池是否存在放电电流的放电电流检测模块4、根据所述电压检测模块2、所述充电电流检测模块3和所述放电电流检测模块4的输出信号监测电池状态的主控模块5、存储所述主控模块5监测电池信息的存储模块6以及显示所述主控模块5监测电池信息的的显示模块7。
该监测电池充放电状态的系统还包括用于记录监测电池信息的时钟模块8和用于传输电池信息数据的通讯模块9。
所述电源模块1包括直流/直流转换器U1和电源输出端，所述直流/直流转换器U1的输入端VIN与一电池连接，所述直流/直流转换器U1的输出端与所述电源输出端连接。其中，所述电池的输入电压为10～110V DC，所述电池输入的10～110V DC电压经过所述直流/直流转换器U1降压后从所述电源输出端输出给所述主控模块5以及其他模块供电，所述电源输出端输出的电压为5V。在本实施例中，所述电池通过一接线端子与所述直流/直流转换器U1连接，所述直流/直流转换器U1采用LM5008A型号的直流/直流转换器。所述接线端子上设置有第一接线连接端DC_CS-和第二接线连接端DC_CS+。
所述电压检测模块2包括第一运算放大器U12B，所述第一运算放大器U12B的同相输入端分别与所述电源输出端和所述电池连接，所述第一运算放大器U12B的反相输入端与所述第一运算放大器U12B的输出端连接，所述第一运算放大器U12B的输出端与所述主控模块5连接。其中，所述电池输入的电压经过所述第一运算放大器U12B比例运算后输送至所述主控模块5中。在本实施例中，所述第一运算放大器U12B优先采用LM2904型号的运算放大器。
所述充电电流检测模块3包括第二运算放大器U12A，所述第二运算放大器U12A的同相输入端和反相输入端分别与所述接线端子连接，所述第二运算放大器U12A的输出端与所述主控模块5连接。具体地，所述第二运算放大器U12A的同相输入端与所述第一接线连接端DC_CS-连接，所述第二运算放大器U12A的反相输入端与所述第二接线连接端DC_CS+。其中，所述电池充电过程中的电流流过所述第二运算放大器U12A比例运算后输送至所述主控模块5中。在本实施例中，所述第二运算放大器U12A优先采用LM2904型号的运算放大器。
所述放电电流检测模块4包括两个放电电流检测电路，每个放电电流检测电路均包括有放电运算放大器U11，所述放电运算放大器U11的同相输入端和反相输入端分别与所述接线端子连接，所述放电运算放大器U11的输出端与所述主控模块5连接。具体地，所述放电运算放大器U11的反相输入端与所述第一接线连接端DC_CS-连接，所述放电运算放大器U11的同相输入端与所述第二接线连接端DC_CS+；两个所述放电电流检测电路分别为第一放电电流检测电路和第二放电电流检测电路。其中，所述电池放电过程中的电流流过所述放电运算放大器U11比例运算后输送至所述主控模块5中。在本实施例中，所述放电运算放大器U11优先采用LM2904型号的运算放大器。
所述主控模块5包括单片机芯片U6，所述单片机芯片U6接收所述电压检测模块2、所述充电电流检测模块3和所述放电电流检测模块4检测的所述电池的电压和电流电信号转换成指令传输至所述存储模块6存储，并且通过指令的执行控制所述显示模块7运行。具体地，所述单片机芯片U6的电源输入端VDD与所述电源输出端连接，所述单片机芯片U6的RA3I/O连接端与所述第一运算放大器U12B的输出端连接；所述单片机芯片U6的RA1I/O连接端与所述第二运算放大器U12A的输出端；所述单片机芯片U6的RB4I/O连接端与所述第二放电电流检测电路的放电运算放大器U11输出端连接，所述单片机芯片U6的RB3I/O连接端与所述第一放电电流检测电路的放电运算放大器U11输出端连接；所述单片机芯片U6的RA4I/O连接端与所述存储模块6连接，所述单片机芯片U6的RB1I/O连接端和RB2I/O连接端均与所述时钟模块8连接，所述单片机芯片U6的RC6I/O连接端和RC7I/O连接端均与所述通讯模块9连接。在本实施例中，所述单片机芯片U6优先采用PIC18F46K22型号的单片机。
所述存储模块6包括第四三极管Q4和与所述第四三极管Q4集电极连接的存储芯片U7，所述第四三极管Q4的基极与所述单片机芯片U6连接；所述第四三极管Q4的集电极还与所述电源输出端连接。其中，所述第四三极管Q4相当于开关，主要用于保护存储芯片U7的。在本实施例中，所述存储芯片U7优先采用24LC128型号的存储芯片。
所述显示模块7包括显示灯和显示管，所述显示灯的一端与所述电源输出端连接，另一端的所述显示灯与所述单片机芯片U6连接；所述显示管通过一开关器件与所述电源输出端连接，所述开关器件还与所述单片机芯片U6连接；所述显示管还与所述单片机芯片U6连接。在本实施例中，所述显示灯采用发光的二极管，所述显示管采用LED显示屏。
所述时钟模块8包括时钟芯片U5，所述时钟芯片U5的电源输入端与所述电源输出端连接，所述时钟芯片U5的时钟连接端和数据连接端分别与所述单片机芯片U6的RB1I/O连接端和RB2I/O连接端连接以记录所述监测电池充放电状态的系统检测电池充放电状态的时间。在本实施例中，所述时钟芯片U5优先采用DS1307型号的具有56字节非失性RAM的全BCD码时钟日历实时时钟芯片。
所述通讯模块9包括通讯接口JP2，所述通讯接口JP2与所述单片机芯片U6的RC6I/O连接端和RC7I/O连接端连接实现数据的传送。其中，所述通讯接口JP2通过一USB转TTL数据线与一移动终端连接，所述移动终端为手提电脑、手机或计算机等。在本实施例中，所述通讯接口JP2优选为USB接口。
所述监测电池充放电状态的系统的工作原理是所述主控模块的单片机芯片U6通过所述电压检测模块、所述充电电流检测模块和所述放电电流检测模实时采集电压、电流各种模拟信号并将模拟信号进行数字化处理得到监测所述电池的数据信息输送至所述存储模块的存储芯片中存储。
之后如果所述通讯模块与所述移动终端通讯连接，所述主控模块的单片机芯片将监测所述电池的数据信息传送至所述移动终端，便于用户更加直观的观察所述电池的电压、电流、电量以及温度等参数。
之后如果所述通讯模块没有与所述移动终端通讯连接，所述主控模块监测到所述电池的充放电状态下电池参数情况存储至所述存储模块中，待用户需要观察直接通过所述USB转TTL数据将数据传输至所述移动终端以便观察。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种监测电池充放电状态的系统，包括：
用于供电的电源模块；
其特征在于，用于检测电池电压的电压检测模块；
用于检测电池是否存在充电电流的充电电流检测模块；
用于检测电池是否存在放电电流的放电电流检测模块；
根据所述电压检测模块、所述充电电流检测模块和所述放电电流检测模块的输出信号监测电池状态的主控模块；
存储所述主控模块监测电池信息的存储模块；
用于记录监测电池信息的时钟模块；
以及用于传输数据的通讯模块。
2.根据权利要求1所述的监测电池充放电状态的系统，其特征在于，该监测电池充放电状态的系统还包括显示所述主控模块监测电池信息的显示模块。
3.根据权利要求1所述的监测电池充放电状态的系统，其特征在于，所述电源模块包括直流/直流转换器和电源输出端，所述直流/直流转换器的输入端通过一接线端子与一电池连接，所述直流/直流转换器的输出端与所述电源输出端连接，所述电池输入的电压经过所述直流/直流转换器降压后从所述电源输出端输出至少给所述主控模块供电。
4.根据权利要求3所述的监测电池充放电状态的系统，其特征在于，所述电压检测模块包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端分别与所述电源输出端和所述电池连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述主控模块连接；所述电池输入的电压经过所述第一运算放大器比例运算后输送至所述主控模块中。
5.根据权利要求3所述的监测电池充放电状态的系统，其特征在于，所述充电电流检测模块包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端和反相输入端分别与所述接线端子连接，所述第二运算放大器的输出端与所述主控模块连接；所述电池充电过程中的电流流过所述第二运算放大器比例运算后输送至所述主控模块中。
6.根据权利要求3或5所述的监测电池充放电状态的系统，其特征在于，所述放电电流检测模块包括两个放电电流检测电路，每个放电电流检测电路均包括有放电运算放大器，所述放电运算放大器的同相输入端和反相输入端分别与所述接线端子连接，所述放电运算放大器的输出端与所述主控模块连接；所述电池放电过程中的电流流过所述放电运算放大器比例运算后输送至所述主控模块中。
7.根据权利要求3所述的监测电池充放电状态的系统，其特征在于，所述主控模块包括单片机芯片，所述单片机芯片接收所述电压检测模块、所述充电电流检测模块和所述放电电流检测模块检测的所述电池的电压和电流电信号转换成指令传输至所述存储模块存储，并且通过指令的执行控制所述显示模块运行。
8.根据权利要求7所述的监测电池充放电状态的系统，其特征在于，所述存储模块包括第四三极管和与所述第四三极管集电极连接的存储芯片，所述第四三极管的基极与所述单片机芯片连接；所述第四三极管的集电极还与所述电源输出端连接。
9.根据权利要求7或8所述的监测电池充放电状态的系统，其特征在于，所述时钟模块包括时钟芯片，所述时钟芯片的电源输入端与所述电源输出端连接，所述时钟芯片的时钟连接端和数据连接端分别与所述单片机芯片连接以记录所述监测电池充放电状态的系统检测电池充放电状态的时间。
10.根据权利要求7或8所述的监测电池充放电状态的系统，其特征在于，所述通讯模块包括通讯接口，所述通讯接口与所述单片机芯片连接实现数据的传送，所述通讯接口还与一移动终端连接进行数据的传输。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920244358.7U CN209765022U (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 监测电池充放电状态的系统 |
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|---|---|---|---|
| CN201920244358.7U CN209765022U (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 监测电池充放电状态的系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN209765022U true CN209765022U (zh) | 2019-12-10 |
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ID=68752882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920244358.7U Active CN209765022U (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 监测电池充放电状态的系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN209765022U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109738817A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-05-10 | 东莞市熠源电子科技有限公司 | 监测电池充放电状态的系统 |
| CN112578288A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-30 | 沈阳航天新光集团有限公司 | 一种电池充放电记录器系统 |
-
2019
- 2019-02-26 CN CN201920244358.7U patent/CN209765022U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109738817A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-05-10 | 东莞市熠源电子科技有限公司 | 监测电池充放电状态的系统 |
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