CN211014580U - 一种动力电池组电压测量装置 - Google Patents

一种动力电池组电压测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN211014580U
CN211014580U CN201921664638.XU CN201921664638U CN211014580U CN 211014580 U CN211014580 U CN 211014580U CN 201921664638 U CN201921664638 U CN 201921664638U CN 211014580 U CN211014580 U CN 211014580U
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
circuit
battery pack
power
power battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201921664638.XU
Other languages
English (en)
Inventor
刘成尧
沈泉涌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Weibo Robot Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Industry Polytechnic College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Industry Polytechnic College filed Critical Zhejiang Industry Polytechnic College
Priority to CN201921664638.XU priority Critical patent/CN211014580U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN211014580U publication Critical patent/CN211014580U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

本实用新型提供了一种动力电池组电压测量装置,其中该电压测量装置包括:取电电路、信号检测电路、AD转换电路、信号处理电路和显示装置,所述取电电路、信号检测电路的输入端均与动力电池组连接。通过设置取电电路,直接从被测动力电池组取电,为该测量装置提供电力来源。信号检测电路检测动力电池组的电压经AD转换电路,在信号处理电路中的CPU处理后,于显示装置显示。该装置仅在测量期间才有装置的用电损耗,是针对电池组电压测量的专用装置,功能单一,成本低,无需安装电池,消除电池带来的使用成本以及电池电量不足带来的测量不准确,此外,该装置对电池组超出最低电压和最高电压限制进行声光报警,有益于及时和准确做出测量判断。

Description

一种动力电池组电压测量装置
技术领域
本实用新型属于电子技术领域,具体涉及一种动力电池组电压测量装置。
背景技术
动力电池组电压测量装置,主要用于测量各类动力电池组的直流电压,这类动力电池组包括(但不限于)无人机用锂电池组、电动汽车用锂电池组、自动自行车用锂电池组等。现有技术中存在如下问题:
1.现有直流万用表(含各类万用表,如福禄克公司的各类万用表)是自带电源的万用表,可以实现多种功能,如电阻测量、电流测量、交流测量等。但用于动力电池组领域的万用表往往只需要测量电池电压,以评判该电池的基本特性。这种电池电压测量仅限于直流电压,电压范围在5.5V-75V之间,且使用频率较高。
2.在电池组装、测试生产线,需要频繁进行电压测量,常用万用表是自带电池电源型,在高频率使用条件下需要定期更换电池,且在电池电力不足情况下会影响万用表测量准确度,造成一定的测量误判,进而影响了被测电池组的质量和性能,给今后使用带来一定的安全隐患。以市场已有的某品牌万用表为例,当万用表自带电源(电池)电量不足时,会存在液晶显示偏暗,电阻测量值不准确,电压测量值不准确等现象。
3.频繁更换万用表使用电池会增加一定的使用成本和人力成本,尤其是在大批量电池组组装和调试车间,这样的成本相当可观;以万用表常用的9V方形电池为例,某品牌万用表在长时间使用时,平均每200小时需要更换一块9V方形电池,成本在5元左右。每年按照更换12次,约60元的使用成本。
4.电池组(特定)的设定有最低电压电池组和最高电压电池组,当电池组低于最低电压值或者高于最高电压值时,电池组被认为是非正常工作状态。常规万用表只能显示电压值,不能通过特殊形式反映处于上述描述的非正常工作状态。
实用新型内容
(一)实用新型目的
本实用新型的目的是提供一种动力电池组电压测量装置,可解决如下技术问题:
1.开发一种针对电池组电压测量的单一功能电压测量装置;
2.这种电池组电压测量装置通过没有自带电源(电池电源),为无电装置。在测量期间,该装置会通过测量探头直接从被测电池组取电,并进行一定的处理,供自身用电;在非测量期间,该装置为无电状态。
3.该装置能够对检测到的低于设定最低电压值和高于最高电压值进行声光报警,以快捷提醒测量者该被测电池组处于一种非正常状态。
(二)技术方案
为达到上述目的,本实用新型提供了一种动力电池组电压测量装置,包括:取电电路、信号检测电路、AD转换电路、信号处理电路和显示装置;其中,所述取电电路、信号检测电路的输入端均与动力电池组连接,所述取电电路的输出端与所述信号检测电路、AD转换电路、信号处理电路、显示装置的电源输入端连接;所述信号检测电路的输出端与所述AD转换电路的输入端连接,所述AD转换电路的输出端与所述信号处理电路的输入端连接,所述信号处理电路包括CPU,所述信号处理电路的输出端与所述显示装置连接。
进一步地,所述信号检测电路包括低压信号检测电路和高压信号检测电路。
进一步地,所述取电电路采用XL7015芯片。
进一步地,所述动力电池组的电压范围为5.5V至75V。
进一步地,还包括非正常状态报警电路,所述非正常状态报警电路与所述动力电池组连接。
进一步地,所述非正常状态报警电路包括低压超限报警电路和高压超限报警电路。
进一步地,所述非正常状态报警电路的报警方式为声报警、光报警或声光报警。
进一步地,所述CPU采用MSP430G2553单片机。
进一步地,所述显示装置采用OLED液晶屏。
本实用新型通过设置取电电路,直接从被测动力电池组取电,并将其转换成稳定的直流电压为信号检测电路、AD转换电路、信号处理电路和显示装置提供电力来源。信号检测电路通过检测动力电池组的电压,将其转换为模拟信号输送给AD转换电路,信号处理电路采集AD转换电路转换后的数字信号,经其中的CPU处理后,将电压数值发送给显示装置显示动力电池组的电压值。
此外,本实用新型还提供了一种动力电池组电压测量的方法,包括如下步骤:
S1、对被测动力电池组的电压进行高压、低压超限检测,若测得电压高于设定的最高电压限值或低于设定的最低电压限值时,发出报警;
S2、从所述动力电池组取电,进行电压转换,为用于电压测量显示的电路供电;
S3、对所述动力电池组分两高压、低压两部分进行测量,输出高压、低压信号;
S4、读取高压、低压信号,当在低压信号达到设定数值时,对高压信号进行处理转换,否则,对低压信号进行处理转换;
S5、将处理转换后得出的电压数值显示出来。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案极大降低了使用成本,具有如下有益的技术效果:
1.在测量期间才有装置的用电损耗,非测量期间本装置处于无电状态,没有任何能耗损失;
2.是针对电池组电压测量的专用装置,功能单一,无非必要的功能,装置总成本较低;
3.无需安装电池,消除电池安装、置换带来的使用成本;
4.不存在因为有电池供电造成的电量不足带来的测量不准确;
5.对电池组超出最低电压和最高电压限制进行声光报警,有益于及时和准确做出测量判断。
附图说明
图1是本实用新型一实施方式中的装置取电电路图;
图2是本实用新型一实施方式中的低压信号检测电路图;
图3是本实用新型一实施方式中的高压信号检测电路图;
图4是本实用新型一实施方式中的AD转换电路图;
图5是本实用新型一实施方式中的信号处理电路图;
图6是本实用新型一实施方式中的CPU处理流程图;
图7是本实用新型一实施方式中的高压超限报警电路图;
图8是本实用新型一实施方式中的低压超限报警电路图;
图9是本实用新型一实施方式的总体电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本实用新型进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本实用新型的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
请参见图1至图9,本实用新型的实施方式提供一种动力电池组电压测量装置,该装置通过相关电路以实现上述的技术问题解决,包括:取电电路、信号检测电路、AD转换电路、信号处理电路和显示装置。其中,所述取电电路、信号检测电路的输入端均与动力电池组连接。
接下来,结合各部分相关电路具体说明本实用新型的实现及工作原理。
a)通过动力电池组的取电电路
图1是本实用新型一实施方式中的装置取电电路图,动力电池组电压测量装置的电源通过自带的取电模块对被检测电池组取电获得,该电路用于将被检测的电池电压(5.5V-75V,图中以signal_input表示)转换成装置所用的3.3V电压,并提供适当的输出电流(最大可输出100mA电流,实际需要最大电流为20mA左右,装置正常工作所需电流在10mA左右)。
由图1可见,该电路核心是XL7015芯片,该芯片可实现5V-80V的DC-DC输出到1.25V-20V,其输出电压的计算公式为:
Figure BDA0002222703140000051
其中Vfb是1.25V,选择合适的R7,R8即可获得3.3V输出。
b)检测动力电池组电压的信号检测电路
针对动力电池组电压范围在5.5V-75V之间,信号检测电路分成低压信号检测电路和高压信号检测电路两个部分,分别检测低压部分(5.5V-20V)和高压部分(20V-75V),其输出信号分别为低压模拟信号low_output、高压模拟信号high_output。其中图2是低压信号检测电路,图3是高压信号检测电路。
参见图2,当输入电压信号小于20V时,稳压二极管D1A不工作,电阻R1、R2和R3分压信号通过OPA704NA跟随出去;当输入电压信号大于20V时,稳压二极管D1A工作,电阻R3上的电压是稳定不变的,这时,通过后端CPU可以判断该电路信号是高压信号,不再检测该路信号。参见图3,当输入电压小于20V时,后端CPU会判断,并选择低压检测电路信号进行处理;当输入电压大于20V时,后端CPU会判断,选择高压检测电路信号。高压检测电路是通过两个电阻R4、R5分压后跟随输出。
c)AD转换电路、信号处理和显示电池组电压的电路
图4是本实施方式中的AD转换电路图,前端处理的得到的低压模拟信号low_output、高压模拟信号high_output通过图4的AD转换电路进行数字化得到数字电压信号,此处采用芯片ADS1115,之后,通过时钟线SCL、串行数据线SDA的串行总线连接到CPU处理。
图5是本实施方式中的信号处理电路图,采用MSP430G2553单片机作为该方案的CPU。该单片机采集前端ADS传送的数字电压信号并进行计算处理,将电池组被测电压值显示在OLED液晶屏。其具体的处理流程如图6所示。
d)动力电池组的非正常状态报警电路
图7是本实施方式中的高压超限报警电路图,图8是本实施方式中的低压超限报警电路图。
参见图7,图7是超过75V的电压检测和报警电路,通过三个稳压二极管和一个发光二极管实现该功能。当被检测电池组电压超过75V时,该电路发出黄光指示。
参见图8,图8是低压超限检测检测电路,当被检测电池组电压低于5V时,检测电路指示灯发红光指示。高于5V时,指示灯灭。
该电路的工作原理为:对被检测电池组电压通过R9,R10和稳压二极管D5分压,其中D5是5V稳压,R9与R10阻值相同。当电压高于5V时,U3的VCC脚电压高于2.5V;当电压远高于5V时,由于D5工作,确保U3的VCC脚电压不超过5V;当电压低于5V时,U3的VCC脚电压低于2.5V;
U3是用来检测电压值并输出检测信号的芯片,型号是如韵的CN61CC25。当VCC脚电压低于2.5V时,RES脚输出低电平;当VCC脚电压高于2.5V时,RES脚输出高电平。
RES输出低电平时,通过Q1三极管、R11电阻和LED2发光二极管电路,LED2发红光,起指示作用,说明当前电池组电压低于5V,表明电池组处于非正常低压状态,同时装置电压显示模块不工作。
RES输出高电平时,Q1不导通,LED2不发光,说明当前电池组电压高于5V。
此外,本实用新型的实施方式还提供了一种动力电池组电压测量的方法,包括如下步骤:
S1、对被测动力电池组的电压进行高压、低压超限检测,若测得电压高于设定的最高电压限值(如75V)或低于设定的最低电压限值(如5V)时,发出报警;
S2、从所述动力电池组取电,进行电压转换,如可以将5.5V-75V的动力电池组的电压转换为稳定的直流电压3.3V,为用于电压测量显示的电路供电;
S3、对所述动力电池组分两高压、低压两部分进行测量,例如其分别可适用于测量20V-75V、5.5V-20V的电压范围,输出高压、低压信号;
S4、读取高压、低压信号,当在低压信号达到设定数值时,如20V对应的数值,对高压信号进行处理转换,否则,对低压信号进行处理转换;
S5、将处理转换后得出的电压数值显示出来。
应当理解的是,本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理,而不构成对本实用新型的限制。因此,在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外,本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种动力电池组电压测量装置,其特征在于,包括:取电电路、信号检测电路、AD转换电路、信号处理电路和显示装置;其中,所述取电电路、信号检测电路的输入端均与动力电池组连接,所述取电电路的输出端与所述信号检测电路、AD转换电路、信号处理电路、显示装置的电源输入端连接;所述信号检测电路的输出端与所述AD转换电路的输入端连接,所述AD转换电路的输出端与所述信号处理电路的输入端连接,所述信号处理电路包括CPU,所述信号处理电路的输出端与所述显示装置连接。
2.根据权利要求1所述的动力电池组电压测量装置,其特征在于,所述信号检测电路包括低压信号检测电路和高压信号检测电路。
3.根据权利要求1所述的动力电池组电压测量装置,其特征在于,所述取电电路采用XL7015芯片。
4.根据权利要求1所述的动力电池组电压测量装置,其特征在于,所述动力电池组的电压范围为5.5V至75V。
5.根据权利要求1所述的动力电池组电压测量装置,其特征在于,还包括非正常状态报警电路,所述非正常状态报警电路与所述动力电池组连接。
6.根据权利要求5所述的动力电池组电压测量装置,其特征在于,所述非正常状态报警电路包括低压超限报警电路和高压超限报警电路。
7.根据权利要求5或6所述的动力电池组电压测量装置,其特征在于,所述非正常状态报警电路的报警方式为声报警、光报警或声光报警。
8.根据权利要求1-6任一项所述的动力电池组电压测量装置,其特征在于,所述CPU采用MSP430G2553单片机。
9.根据权利要求1-6任一项所述的动力电池组电压测量装置,其特征在于,所述显示装置采用OLED液晶屏。
CN201921664638.XU 2019-09-30 2019-09-30 一种动力电池组电压测量装置 Expired - Fee Related CN211014580U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201921664638.XU CN211014580U (zh) 2019-09-30 2019-09-30 一种动力电池组电压测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201921664638.XU CN211014580U (zh) 2019-09-30 2019-09-30 一种动力电池组电压测量装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN211014580U true CN211014580U (zh) 2020-07-14

Family

ID=71473289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201921664638.XU Expired - Fee Related CN211014580U (zh) 2019-09-30 2019-09-30 一种动力电池组电压测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN211014580U (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN211335647U (zh) 一种基于移动端的电动车充电状态监测系统
CN204964077U (zh) 一种压阻式压力传感器压力检测电路
CN205720565U (zh) 一种用于测试信号调理芯片的批量测试板
CN111976542B (zh) 一种电动车的铅酸电池soc估算方法和装置
CN211014580U (zh) 一种动力电池组电压测量装置
CN204881767U (zh) 一种测量燃油液位的装置及汽车
CN111220924A (zh) 一种动力电池组电压测量装置及方法
CN110441697A (zh) 一种快速检测电能表锂电池电量的装置
CN206420940U (zh) 蓄电池电压测量仪表
CN201698009U (zh) 电动车辆的电量显示系统
CN210894627U (zh) 一种快速检测电能表锂电池电量的装置
CN108152125A (zh) 一种电力系统二次小线接线强度测试工具
CN210181038U (zh) 一种简易型机油品质检测装置
CN208091808U (zh) 一种电力系统二次小线接线强度测试工具
CN202562654U (zh) 温度变送器检测仪
CN211148871U (zh) 一种对电源管理模块实现快速检测的检验工装
CN218213189U (zh) 一种方便进行电池寿命测量的电能表电路
CN205720452U (zh) 无功补偿设备电容量测量装置
CN205027778U (zh) 风速计
CN221485531U (zh) 一种高精度绝缘导通测量功能模块
CN203310462U (zh) 高精度智能光电直读水表计数器
CN218885146U (zh) 一种具有诊断功能的温度检测电路
CN205847116U (zh) 一种恒流源
CN214471391U (zh) 高精度温度变送器
CN204256039U (zh) 一种电压检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201029

Address after: 313300 room 406, block H, modern industrial park, Tian Zi Hu Town, Anji County, Huzhou, Zhejiang.

Patentee after: Zhejiang Weibo robot Co.,Ltd.

Address before: 312000 No. 151 Tun Tun Road, lingzhi Town, Zhejiang, Shaoxing

Patentee before: ZHEJIANG INDUSTRY POLYTECHNIC College

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200714